NO811438L - Selvdrevet innretning for regenerering av veidekket - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en selvdrevet innretning for regenerering

på stedet av veidekker fremstilt av en asfaltblanding ved å benytte for oppvarmingen av toppdekket.en radiofrekvens-mikro-bølgegenerator forbundet med i det minste en strålingsanordning av slisset bølgeledertype, som kan stråle og fordele den til-veiebragte energien mot underlaget. Ved kun en overføring av innretningen er det mulig å oppvarme toppdekket i hele bredden av et kjørefelt opp til 4 til 4,5 m, for å rive opp laget i

dets hele ønskede tykkelse for å regenerere det fjernede materialet med en valgfri blanding av asfalt og/eller fylling for å legge på underlaget og bevirke en første komprimering av regenerert materiale for således å eliminere behovet for å transportere materialer til tømningspunktet og å transportere den nye blandingen.

Fremføringshastigheten til innretningen i løpet av operasjons-fasen skal være opp til 4 m pr. minutt.

Ifølge oppfinnelsen er alle elementene og delene som utgjør innretningen dimensjonert på en slik måte at hele arbeidet kan bli utført uten noe avbrudd. Med andre ord, mengden med asfaltblanding oppvarmet, revet, samlet, ført opp og inn i den homogeniserende blandeanordningen i et visst tidsintervall, bestemt som en funksjon av tilførselshastigheten er slik at i samme tidsintervall vil samme mengden med asfaltblanding, med valgfritt tillegg av asfalt og/eller fyllmiddel, bli behandlet av homoge-niseringsblandeanordningen og så tømt ut, fordelt og komprimert for således å tilveiebringe den hele og totale regenereringen av veiens toppdekke.

Ved anvendelsen av oppvarmningsinnretningen ifølge oppfinnelsen er det mulig å styre dybden av det oppvarmede sjiktet slik at uten å modifisere temperaturen og matehastigheten til innretningen vil sjikt-tykkelsen som blir oppvarmet er større enn den som skal rives for å bli underlagt blanding og homogeniserings-behandling.

Oppvarming av dypere sjikt synes å være fordelaktig siden det gjør det mulig å eliminere mulige sprekker i sjiktet. Dette kan bli tilveiebragt ved anvendelse av vanlige varmekilder, hvis virkning er begrenset til en tykkelse på noen centimeter,' ' generelt 3-5 cm.

Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er det sørget for at rivebladet og rennen kan bli løftet opp, slik at det oppvarmede materialet kan bli revet ved hjelp av brekkere og"!f jer-net ved hjelp av de respektive samle- og fordelingsskruematerne, kan bli direkte komprimert ved hjelp av sluttbehandlingsinnretningen for således å unngå gjennomføringen i homogeniseririgs-blandeanordningen når det er unødvendig med homogenisering og blanding med eller uten tillegg av fyllmiddel og/eller bindemiddel .

Asfaltmasse som ikke er i berøring med luft og beskyttet fra lys bibeholder praktisk talt sine fysikalske-kjemiske og reologiske egenskaper for en ubegrenset tidsperiode.

i.

Asfaltblanding for veidekke, hovedsakelig sammensatt av en

varm blanding av en masse bestående av litoide materialer 'og asfalt følger fullstendig ovenfornevnte forløp ved at den hovedsakelig forblir uforandret i dens reologiske karakteristikk som den har fått i det øyeblikket den blir tilberedt og lågt på.

Levetiden til et veidekke er over som følge av feil i sjiktene som er sammenbundet med asfalten. Bruddsprekker oppstår i sjiktet slik at vann og støv kan trenge inn i sprekkene og således tilveiebringe hinner som gjør at forfallsprosessen blir uomstø-telig.

Utvidningen og forlengelsen av sprekkene medfører en mengde

små stykkedannelser, hull og utbrytninger inntil rivingén og fremstillingen av et nytt dekk ikke kan bli mer utsatt.

Resten av rivingen av dekket, dersom de blir varmet forsiktig opp til temperaturer tilsvarende den opprinnelige dekkprepare-ringen (150 - 180°C) og blandet igjen, frembringer en<r>asfaltblanding hvis trekk er fullstendig lik den opprinnelige og gir veidekker hvis egenskaper og styrke er nesten lik de til det opprinnelig anbragte dekket.

Til nå har regenerering av materialene på stedet aldri kunnet blitt utført på en fordelaktig måte i stor skala, dette på grunn av vanskelighetene med å tilveiebringe oppvarmingssys-temer egnet for å forhindre endringer og ødeleggelse av egen-skapene til asfaltbinderen.

Det er således kjent at asfalten taper fullstendig eller del-vis sine bindingsegenskaper dersom den blir oppvarmet til temperaturer som overskrider tilnærmet 200°C. Også en oppvarming tilveiebragt innenfor nevnte temperaturgrenser, dersom den finner sted uten luft, gir oksydasjonsfenomener som endrer dens vesentlige egenskaper.

Ved systemene kjent til i dag, siden asfalt og massematerialer er dårlige ledere, er det nødvendig for å varme fragmenthaugen riktig med en forlenget utsettelse for varmekilder med lav temperatur på vanlig måte som gjør at enhver innretning for regenerering av materialer på stedet og fornyet benyttelse av disse for å fornye veilegemet er heller ufordelaktig.

Ovenfornevnte forklarer også grunnen til hvorfor til nå ved vedlikehold av veidekket, spesielt i tilfeller hvor det er tale om kun overflatedelen, dvs. slitelaget, har metoden med : oppriving av asfaltbelegget f. eks. ved hjelp av en rivevirk-ning, blitt fulgt av fjerning og borttransport av det ødelagte materialet til en avfallsplass og så gjenoppbygning av dekket med en ny asfaltblanding.

Foreliggende oppfinnelse angår en selvdrevet innretning for å regenerere veidekket på stedet, idet innretningen som benyttes for oppvarmingen av veidekket er en radiofrekvensmikrobølge- generator sammenkoblet med i det minste en stråleanordning av slissbølgeledertypen, som kan stråle ut og fordele den frembragte energien mot underlaget.

Innretningen er i det vesentlige sammensatt av en selvdrevet ramme, fortrinnsvis anordnet på spor, med en maskin og styre-innretning, på hvilken der er anordnet: - en frembringelsesinnretning som kan mate i det minste en radiofrekvensmikrobølgegenerator koblet med i det minste en strålingsanordning av den slissede bølge-ledertypen, som kan stråle og fordele den frembragte energien mot underlaget, - anordning for å rive opp deler av det på forhånd oppvarmede veidekket som en ønsker å regenerere, - anordning for å fjerne og føre det opprevne materialet bort fra underlaget, - i det minste en homogeniserings- og blandeanordning for nevnte materiale, idet nevnte anordning fortrinnsvis er kontraroterende vinger, - en asfaltbindetank utført med spraydyser for å til-føre valgfritt korreksjonstillegg med asfalt i homogeniserings- og blandeanordningen, - en fyllmiddeltank med et bad for å tilføre valgfri mengde med korreksjonsfyllemiddel i homogeniserings-og blandeanordningen,-- en fordelingsanordning for materialer som går ut fra homogeniserings- og blandeanordningen, i. - en sluttbehandlingsinnretning for pålegging og den ' første komprimeringen av den regenererte blandingen.

Fordelene som kan bli tilveiebragt ved hjelp av anvendelsen ifølge foreliggende oppfinnelse, er følgende: - en samtidig og jevn oppvarming ved en nøyaktig styr-bar temperatur for hele massen som blir underlagt be-handlingen, overvinning av hindringen som den dårlige termiske ledningsevnen, som er særegen for det angjel-dende materialet, ved anvendelse av energi utstrålt ved hjelp av strålingsanordningen koblet med mikro-bølgegeneratoren, - regulering av dybden i veidekket som man ønsker å regenerere , - en redusert størrelse på oppvarmingsanordningen sammen-lignet med kjente anordninger og derfor en bedre manøv-reringsevne for hele innretningen i sammenligning med kjente innretninger,. - en regenerering på stedet av veidekket, som er gjen-stand for vedlikeholdsinnblandingen, med eliminering av rivekostnaden, opplastningen og transporten av øde-lagt materiale til avfallsstedet og for levering og utlegging av den nye blandingen som ville være nødven-dig for å fornye dekket.

Lengden på veibanen blir fullstendig innbefattet og der er ikke noe avbrudd mellom operasjonsfåsene slik at ved slutten av en dags arbeid er det mulig å åpne hele banen igjen for trafikk i og med at det er enkelt å parkere hele innretningen i parkerings-lommer som følge av dens minimale størrelse.

Andre kjennetegn og fordeler ved oppfinnelsen fremgår av den følgende beskrivelsen i forbindelse med tegningene, som viser et eksempel, men ikke et begrensende sådant, av en foretrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelse.

Fig. 1 viser et sideriss av den selvdrevne innretningen for regenerering av veidekket fremstilt aven7 asfalt-blanding.

Fig. 2 viser gjenstanden på fig. 1 sett ovenfra.

Fig. 3 viser gjenstanden på fig. 1 i et tverrsnitt langs, lin-jen A-A på fig. 1. Fig. 4 viser gjenstanden på fig. 1 i tverrsnitt gjennom lin-jen B-B på fig. 1. Fig. 5 viser gjenstanden på fig. 1 i et langsgående snitt

langslinjen C-C på fig. 2.

Fig. 6 viser skjematisk en radiofrekvensfrembringelsesinn-1- '

retning koblet med en strålingsanordning av den slissede bølgeledertypen i samsvar med foreliggende oppfinnelse.

Som det fremgår av fig. 1-5 består den selvdrevne innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse i hovedsaken av en kraftig ramme 1 anbragt på belter 2, idet rammen har en motor 3 og et fører-hus 4 med tilsvarende styring og manøvreringsinnretning 5."

Det er dessuten anbragt på rammen 1 en elektrisk kraftforsynings-innretning 6, en brenselstank 7, en tank for kjølevann 8 , en tank for væske for de hydrauliske transmisjonene og styringene 9, en tank for asfaltbindemiddel 10 og en tank for fyllmiddel 11.

Ved akslingene mellom sidedelene til rammen 1 er anordnet en homogeniserings- og blandeanordning 12 av kontraroterende vinge-type, idet hellingen på vingene er slik at materialet som går inn ved frontåpningen til anordningen 12 blir transportert mot dens indre og så skjøvet mot den bakre utløpsåpningen.

Bunnen av anordningen 12 er plassert med en liten avstand fra underlaget, og har i fronten en renne 14 som kan motta og føre fremover mot frontåpningen til anordningen 12 materialet som tidligere har blitt oppvarmet og, som det forøvrig vil fremgå nærmere av den følgende beskrivende delen, og som deretter har blitt revet opp ved hjelp av brekkerne 15 og har blitt ført videre langs den langsgående aksen til innretningen ved hjelp av samleskruemateren 16 og har blitt skrapet bort ved hjelp av skrapebladet 17.

I løpet av passasjen gjennom anordningen 12, blir den således behandlede asfaltblandingen homogenisert og blandet og valgfritt tilført et tillegg av asfalt og/eller fyllmiddel, idet det førstnevnte av disse materialene blir sprayet ut ved hjelp av flere dyser 18 forbundet med tanken 10 ved hjelp av en rør-ledning 19, mens derimot det andre materialet når blandingen gjennom en gravitasjonstilførselsanordning sammensatt av en blandeskrueanordning anbragt på innsiden av tanken 11 ved et fremspring av selve tanken, som utgjør flere hull på bunnen som faller sammen med hullene gjennom en del av den øvre veggen til anordningen 12.

Det således behandlede materialet blir ved hjelp av skyvevirk-ningen til vingene 13 skjøvet kontinuerlig gjennom den bakre åpningen til anordningen 12, fordelt ved hjelp av en fordelings-skruemater 21, i ett med rammen 1, over hele bredden av utdyp-ningen som har blitt frembragt ved hjelp av brekkerne 15.

Materialet blir så suksessivt ført ut og komprimert ved hjelp av en overflatebehandlingsplate 22 som også er i ett med rammen 1 .

Rammen 1 har i fronten en vinkelbrakett 23 som bærer i det minste en innretning 24 for oppvarming av et sjikt med asfaltdekke, hvis bredde er lik lengden av en slik innretning (eller innretninger) 24, hvis virkning kan bli styrt både dybdemessig og tem-peraturmessig.

Som det fremgår av 6, består hver innretning 24 i hovedsaken

av en mikrobølgeoscillator 25 som arbeider i radiof irekvensom-rådet koblet med en effektsirkulator 26 som har tre porter med en koaksial utgang med en antenne av typen slisset bølgeleder 27 og lukket ved den motsatte enden ved hjelp av en kortslutningsplugg 28. Effektsirkulatoren 26 er på sin side forbundet med en resisitiv last 29.

Oscillatoreffektgeneratoren 25 blir matet med ønsket spenning fra den elektriske kraftforsyningen 6 og ved den foretrukne ut-førelsesformen som kun er et eksempel på en utførelse og ikke noe begrensende eksempel, er generatoren 25 en magnetron av den kontinuerlige bølgetypen, som frembringer effekt i milli-meterområdet. For kjølingen av generatoren 2 5 er anordnet en krets 30 av vannsirkulasjonstypen som blir matet av tanken 8.

Effektsirkulatoren 26 er av den typen som blir benyttet ved radiolink, og har den funksjonen at den skal forhindre reflek-tert effekt, dvs. at den delen av effekten som på grunn av forskjell i utbredelseskoeffisienten mellom luft og materialet i veidekket såvel som på grunn av refleksjonen i antennen 27 fra å returnere tilbake til generatoren 25 og således vanskelig-heter ved driften og forårsåker istedet dens absorbsjon ved hjelp av en del av effektlasten 29.

Antennen 27 er sammensatt av en slisset bølgeleder hvor hver sliss 31 utgjør en elemental dipol. Anordningen av dipolene må være slik at strålingen blir jevnt fordelt over hele lengden av bølgelederen.

Ved en alternativ utførelsesform kan det også være anordnet

en endetilslutning (ikke vist) siden det kan være av interesse å benytte pånytt effekten som ikke kan bli strålt ut fra antennen.

For å forenkle overføringsbevegelsene av innretningen eller

for å redusere dets bevegelsesområde, kan antennen 27 bli forlenget ved hjelp av to forlengelser, forbundet ved hjelp av

flenser.

Alternativt kan hver innretning 24 bli realisert ved hjelp av

to uavhengige strålere symmetrisk anordnet langs samme linje.

For å sikre behandlingspersonalet er innretningene 24 beskyttet ved hjelp av en egnet skjerming, som kan være en kappe 32 sammensatt av kobbermodulelementer som dekker størstedelen av konstruksjonen, idet kappen er tilpasset til å forhindre uønskede strålingstap.

Kappen 32 kan være utført med fleksible deler 33 f. eks. sammensatt av neoprenforsterkede strimler eller lignende, påført inn-vendig på periferien av kappen 32.

Dersom man ønsker å akselerere oppvarmingen av asfaltblandingen uten å øke temperaturen, kan man anordne flere innretninger 24 langsetter foran hverandre slik at dekkeområdet som blir utsatt for strålingen, blir øket.

Ved den beskrevne utførelsesformen vil hele lengden til hver innretning være omkring 4 til 4,5 m som er tilstrekkelig og nød-vendig for å behandle et kjørefelt, mens derimot dens bredde er omkring 50 cm. Det er derfor klart at det er fordelaktig med den mer kompaktheten ved foreliggende innretning ifølge oppfinnelsen, som er tilveiebragt ved hjelp av energikilden, i forhold til f. eks. infrarøde strålingsoppvarmingsbatterier som har en lengde på flere meter og er vanskelige å manøvrere og dette spesielt hvor det er mye kurver.

Ved den beskrevne utførelsesformén er anordnet en elektrisk kraftforsyning 6 som er egnet til å tilføre den nødvendige strøm-men .

For styring av innretningene 24, er anordnet oljedynamiske jekker 34 som er forbundet med braketten 23 og blir matet med væske fra tanken 9.

Matehastigheten til den selvdrevne innretningen som vist og be-skrevet er ment å kunne være opp til 4 meter pr. minutt. Alle elementene i innretningen er således dimensjonert at hele arbeidet vil bli utført uten noe avbrudd. Mengden med asfaltblanding som blir oppvarmet, revet, samlet, ført opp og ført gjennom den homogeniserende og blandende anordningen 12 i et visst tidsrom, blir bestemt som en funksjon av den ønskede matehastigheten, men må være slik at i løpet av samme tidsperiode vil samme mengde asf altblanding som er tilført et valgfritt tillegg med asfa.lt-bindemiddel og fyllmiddel og behandlet av anordningen 12 kunne bli tømt ut, fordelt og komprimert og således kunne tilveiebringe total regenerering,av veidekket.

Det skal bemerkes at ved hjelp av anvendelsen av varmeinnretnin-ger bestående av mikrobølgegeneratorer koblet med en antenne av den slissede bølgeledertypen er det mulig å styre dybden av varmesjiktet slik at uten å modifisere temperaturen og matehastigheten for innretningen slik at tykkelsen som er oppvarmet vil være større en tykkelsen på sjiktet som'man ønsker virksomt å rive opp for å underlegge det blanding og homogeniserings-behandling.

Oppvarmingen av sjiktet som ligger under det som skal bli revet og behandlet synes å være fordelaktig siden en total eller del-vis oppvarming av materialsammensetningen i det dype laget med-fører eliminering av mulige sprekker i laget og/eller deres kompakthet, noe som ikke kan bli tilveiebragt ved bruk av vanlige energikilder hvis grenser er begrenset til et par centimeter tykkelse, generelt i størrelsesorden 3 til 5 cm.

Det behandlede øvre laget vil dessuten ganske enkelt ikke bli limt til det underliggende laget, men det vil bli en feil mellom det øvre og underliggende laget, uten, ikke desto mindre å modifisere på en merkbar måte kornforskjellen og fordelingen av de litoide inerte materialene.

Ifølge et ytterligere kjennetegn ved innretningen ifølge opp finnelsen er det sørget for at skrapebladet 17 og rennen 14 kan være av den typen som kan bli hevet opp slik at materialet revet opp ved hjelp av brekkerne 15 og fjernet ved samlings-og fordelemateskruene 16 og henholdsvis 21 kan bli direkte komprimert ved hjelp av sluttbehandlingsinnretningen 22 og således forhindre at den blir ført gjennom homogeniserings- og blandeanordningen 1 2 når, ifølge operatørens vurdering, det ikke er nødvendig med en slik homogenisering og blanding med eller uten tillegg av et fyllmiddel eller et bindemiddel.

Det skal til slutt bemerkes at ved anvendelsen av anordningen føres materialet som rives løs fra det gamle belegget og som skal bli fornyet over bunnen av anordningen 12 med en liten avstand fra underlaget uten noen direkte ytterligere mekanisk løfteinnretning, men kun ved hjelp av rennen 14 som utgjør en merkbar fordel i forbindelse med hastigheten og arbeidets gene-relle økonomi.

Claims (10)

1. Selvdrevet innretning for regenerering av veidekke av asfaltblanding, som benytter for oppvarming av veidekket energi frembragt av en mikrobølgegenerator drevet i radio-r frekvensområdet koblet med minst en antenne av slissebølge-ledertypen, karakterisert vedat innretningen er i det vesentlige sammensatt av en enkelt ramme (1) fortrinnsvis anordnet på belter (2) utstyrt med en motor (3) og styre-og manøvreringsinnretninger (5), på hvis ramme der er anordnet en elektrisk strømforsyningsinnretning (6) tilpasset til å mate i det minste en radiofrekvensgenerator (25) koblet med i det minste en antenne av slissbølgeledertypen (27), som kan sende og fordele energi mot underlaget, anordning (15) for opprivning av på forhånd oppvarmede veidekkedeler som ønskes regenerert, anordninger (16, 17, 14) for fjerning og løfting av opprevet materiale fra underlaget, i det minste en homogeniserings- og blandeanordning (12), fortrinnsvis av kontraroterende vinge-type (13) for materialet, en tank (10) for asfaltbindemiddel, forbundet ved hjelp av en rørledning (19) med injektorer (18) for å tilføre valgfritt korrigerende tillegg til homogeniserings-og blandeanordningen (12), en tank (11) for fyllmiddel utført med en blande- eller doseringsanordning (20) for å tilføre valgfri korrigeringsf tillegg til homogeniserings- og blandeanordningen (12), en anordning (21) for fordeling av behandlet materiale som går ut fra homogeniserings- og blandeanordningen (12), en sluttbehandlingsinnretning (22) for utlegning og første komprimering av den regenererte asfaltblandingen,

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at hver av innretningene (24) for oppvarming av en del av veidekket er i hovedsaken sammensatt av en mikrobølgeoscil-lator (25) koblet, over en treports-effektsirkulator (26) med koaksial utgang med en antenne (27) av slisset bølgeledertype, som er lukket ved den motsatte enden av kortslutningsplugg (28), at hver sliss (31) representerer en elemental dipol, idet anordningen av slissene er slik at strålingen vil være jevnt for delt over hele lengden av bølgelederen, idet der også er anordnet en resistiv last (29) forbundet med en effektsirkulator (26) og en krets av vannsirkulasjonstypen (30) matet av tanken (8) for kjøling av oscillatoren (25).

3. Innretning for oppvarming av en del av veilegemet i-følge krav 2, karakterisert ved at oscillatoren (25) består av en magnetron av den kontinuerlige bølgetypen tilpasset til å frembringe effekt i millimeterbølgeområder.

4. Innretning for oppvarming av en del av veilegemet i-følge krav 2 og 3, karakterisert ved at bølge-lederen (27) består av to forlengelser eller deler som kan bli forbundet sammen ved hjelp av flenser.

5. Innretning for oppvarming av en del av veilegemet ifølge krav 2, 3 og 4, karakterisert ved at den består av to strålere (25, 31) som er symmetrisk anordnet langs samme akse.

6. Innretning for oppvarming av en del av veilegemet ifølge krav 2 til 5, karakterisert ved at den er skjermet ved hjelp av en kappe (32) fremstilt av kobbermodulelementer som dekker største delen av hele innretningen og som er åpen mot underlaget på en slik måte for således å forhindre tap av uønskede strålinger, idet kappen (32) er ned-over forlenget ved hjelp av fleksible deler (33), f. eks. fremstilt av neopren og/eller lignende armerte strimler anbragt på dens periferi.

7. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at bunnen av homogeniserings- og blandeanordningen (12) er anbragt ved en liten avstand fra underlaget slik at materialene revet opp ved hjelp av brekkerne (15) fjernet ved hjelp av samleskruen (16) og samlet ved hjelp av skrapebladet (17) vil gå direkte inn i homogeniserings- og blandeanordningen (12) uten noe behov for mekanisk løfteinnretning, men kun ved hjelp av rennen (14) som er anordnet nedenfor inngangen av anordningen (12).

8. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at skrapebladet (17) og rennen (14) kan bli løftet slik at materialet revet løs av brekkerne (15) og fjernet av samleskruen (16) ikke vil bli ført opp fra underlaget og føres under homogeniserings- og løfteanordningen (12).

9. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at innretningen (eller innretningene)' (24) for oppvarming blir styrt høydemessig og orientert ved hjelp av jekker (34) som blir oleodynamisk styrt og er forbundet med braketten.

10. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at innretningen (24) for oppvarming er anordnet i paral-lelle rekker, en foran den andre.