回收利用瀝青路面的方法及其設備的制作方法

專利名稱：回收利用瀝青路面的方法及其設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及回收利用瀝青路面的方法及其設備。
在本文中，術語瀝青還包括碎石和鋪地用瀝青，瀝青鋪砌的路面通常包括膏狀瀝青(通常為黑色的、粘稠的、石油化學粘合劑)和由適當大小的碎石和/或砂礫組成的骨料形成的混合物。瀝青混凝土混合物通常經鋪砌、壓緊和平整，得到瀝青鋪砌的路面。
經過一段時間，瀝青鋪砌的路面會由于許多因素而導致損壞。例如，季節性的溫度變化會導致路面變得脆化和/或產生裂縫。路面下的路床腐蝕或壓實也會引起裂縫。此外，加入新鮮瀝青中的某些化學成分經過一段時間后逐漸損失或其性質隨時間而改變進一步導致了路面的脆化和/或裂縫。產生集中裂縫的地方，若干塊路面會移動，這種移動會引起交通事故，并加速附近路面和公路路基的損壞。即使不出現裂縫和路面層塊的損失，車輛的通行也會磨光公路上層表面，該路面會變得光滑和危險。此外，車輛產生的磨損會在公路路面上形成溝、槽和車轍。在濕的公路條件下，水會聚積在這些凹陷處，而引起車輛在水上滑行的危險現象。積水也會導致路面的進一步損壞。
在約70年代以前，修復老的瀝青鋪砌路面的可行方法包括局部處理，如修補或填縫、在原來的路面上鋪砌新的材料和除去一些原始路面，代之以新的材料。這些方法的每一種均存在內在的缺點和局限。
自從70年代初以來，隨著原材料、石油和能源價格的上漲，人們對嘗試回收利用原始瀝青產生了愈來愈大的興趣。世界的公路作為一種非常重要的可再生的資源已開始得到重視。
早期的回收利用技術包括除去部分最原始的路面，將其運到集中固定的回收利用工廠，在那里將其與新的瀝青和/或再生化學制品混合。隨后將再生的鋪砌材料用卡車運回到作業場所并鋪砌。這項技術由于緩慢、運輸費用高等而具有明顯的局限性。
隨后，該技術發展為在作業場所實地回收利用舊的瀝青，其中某些方法采用加熱過程，因而通常稱之為“就地加熱回收利用”(hotin-pplace)(下文中稱之為HIPR)。
這項技術包括了許多現有技術中用于在破碎的瀝青上回收利用瀝青路面的已知方法和機械。通常這些方法和機械在如下前提下操作(ⅰ)加熱鋪砌的路面(通常使用多組加熱器)以促進瀝青暴露層的軟化或增塑，(Ⅱ)機械粉碎(通常使用旋轉式帶齒碎石機、螺旋鉆/粉碎機和耙式翻路機之類的設備)被加熱的路面;(Ⅲ)在被加熱、粉碎的瀝青中加入新鮮的瀝青或瀝青再生劑;(Ⅳ)將(Ⅲ)得到的混合物分布在路面上;和(Ⅴ)壓實或壓緊分布的混合物以得到回收利用的瀝青路面。在某些情況下，可以將經過加熱、粉碎的材料以從路面上完全除去、脫離路面進行處理，隨后送回路面并壓入最終位置。許多現有技術是在該前提下的變型。
經過一段時間，人們對HIPR提出一些問題，其中某些問題至今依然存在。例如，瀝青混凝土(尤其是其中的瀝青膠結料)由于加熱而易受損壞。因此，路面必須被加熱至某一點，此時其對于實際的破碎來說已足夠柔軟，但未達到損害路面的熱點。此外，人們認識到，隨著加熱層深度的增加，瀝青混凝土愈來愈難以加熱，許多專利曾嘗試提出這些問題。
US3361042(Cutler)公開了一種用于路面處理的方法。該方法包括如下步驟在非氧化環境下加熱路面，深深地翻挖被加熱的路面;將翻挖的材料堆成堤形;在非氧化氣氛下加熱堆成的堤形，最初弄平、平整和混合被加熱的混合物，添加少量傳統的瀝青粘層;最終弄平、平整和混合混合物;夯實和刮平混合物，和壓實混合物。最初和最終的弄平、平整和混合混合物的步驟在方法中可重復或省略。
US3970404(Benedetti)公開了一種翻修瀝青路面的方法，該方法通常包括在一定的時間間隔內逐步加熱瀝青表面。這種逐漸加熱的方式顯然使熱量更深地滲透到瀝青中，從而盡量減少或避免了地瀝青過熱。然后將加熱的瀝青翻挖至不大于已被加熱的深度，再將被翻挖的瀝青進行加工得到回收利用的瀝青路面。該方法的效率稍低，因為翻挖過程只有在滲透到瀝青路面的熱量達到所需深度時才能進行。正如現有技術中已知的那樣，在某些情況下，熱量的滲透深度與所提供的熱滲透的時間的平方根直接有關，即，滲透到5mm深度需要加熱25秒，而滲透到7mm深度則需要加熱49秒。因此，增加所需的加熱滲透時間導致降低了整個方法的效率。
US3843274(Gutman等人)公開了一種瀝青復拌機。復拌機通常適用于進行如下步驟加熱瀝青路面，挖鑿被加熱的路面，將挖出的路面輸送到攪拌機中，在攪拌機中將其粉碎，將粉碎的瀝青重新分布在路面上，將其平整后得到回收利用的瀝青路面。
US3989401(Moench)公開了一種用于翻新和修復瀝青路面的設備。該設備通常包括在路面上運動且對路面進行加熱的罩和燃燒部件、刮削、粉碎和分布被加熱的路面材料的翻挖部件和平整所翻挖的路面和材料的平整部件。該參考文獻并沒有公開或建議將翻挖的材料就地再生的方法。
US4011023(Cutler)公開了一種用于回收利用碎石公路鋪砌層的機械。該標題機械可用于已預先翻挖或移位的鋪砌路面。將松散的材料從路面涂去，隨后將其加熱、與新鮮瀝青混合并撒在原來的路床上。加熱過程通過使用復雜的多向輸送器系統在離開路面的特定的燃燒室中進行。該機械是不方便的和有缺陷的，因為它需要復雜的和昂貴的輸送器以便從道路上除去將要回收利用的路面并加熱所除去的材料和隨后將其重新使用。
US4124325(Cutler)公開了一種用于回收利用瀝青混凝土路面的方法和設備。該方法主要包括用丙烷火焰噴射器加熱鋪砌層表面，翻挖所加熱的路面，使整個路面深入和挖掘至約3/4英寸的深度;在加熱、翻挖過的路面上施加瀝青;混合挖掘的材料;在攪拌器轉筒中將挖掘的材料與添加的熱混合物混合，和在公路上平整來自攪拌機轉筒中的混合物以得到回收利用的瀝青路面。
US4129398和4335975(均屬于Schcelkopf)公開了一種用于增塑和破碎損壞的路面和覆蓋層的方法和設備。該方法包括用第一和第二個獨立的和不同的設備增塑(加熱)和粉碎路面，第二設備也用于在不存在施加于路面的新鮮瀝青的情況下在路面上分布、調整和成型所破碎的材料。隨后，第三個獨立的和不同的設備用于在經粉碎、分布、調整和成型的道路頂表面上施加新鮮的瀝青或其他瀝青材料。
US4226552(Moench)公開了一種瀝青鋪砌層處理設備和方法。該方法通常包括加熱和翻挖瀝青路面在地面上形成松散的骨料一瀝青混合物。隨后將混合物從地面除去，對其進行加熱，并與瀝青調節劑完全混合，然后作為面層重新施用于路面上。該方法效率很低，因為每個處理步驟都是由可獨立操作和移動的設備進行的以及瀝青必須從路面上除去以進行翻修。
US4534674(Cutler)公開了兩種升高式路面重鋪機械。該機械依次包括初級加熱器;初級翻挖器;主加熱器;主翻挖器;用于在經加熱翻挖的路面上噴灑液體輕制瀝青的噴灑器，在經噴灑、加熱、翻挖的路面上分布熱混合物的第一碎石分布器;用于混合熱混合物和經噴灑、加熱、翻挖的路面的第一混合器，用于平整和部分壓實材料以形成第一次升高的第一刮板;用于在路面上分布附加的熱混合物的第二碎石分布器，用于就地混合熱混合物的第二混合器;和平整和壓實新的熱混合物以形成第二次路面升高的第二刮板。由于需要形成兩次升高使得該機械操作復雜并且相對地昂貴。
US4545700(Yates)公開了用于回收利用瀝青路面的方法。該方法主要是通過一系列步驟來克服與低效率的瀝青表面加熱滲透有關的缺點加熱和粉碎多層瀝青路面直到除去所需深度的瀝青，隨后任意地將加熱的瀝青與添加劑混合。通常每個加熱/粉碎步驟能夠除去至少1/4英寸深度的薄層。該方法需要使用許多加熱器和粉碎器，它們都是復雜和昂貴的機械。
US4711600(Yates)公開了一種用于瀝青路面重鋪設備的加熱裝置。所公開的路面重鋪設備僅有的實施例是一種設備，其中各層路面經逐漸加熱、粉碎和從路面上除去，經輸送器與新鮮的瀝青或瀝青再生劑混合，隨后重新用于路面。使用多個輸送器是有問題的，因為這樣增加了額外的成本和手動作業的復雜性。
US4784518(Cutler)公開了一種雙級重鋪方法和設備。該主題方法包括由如下步驟組成的第一階段加熱瀝青路面的上層、翻挖被加熱的上層，添加回收利用試劑至上層，充分混合并刮平混合物形成回收利用的材料;和在回收利用的材料中添加新鮮的瀝青，粉碎該組合物以形成混合的材料，從而暴露出瀝青材料的下層。該方法的第二階段包括將第一階段的混合材料在過程結束時輸送至離開鋪砌的位置;使暴露的瀝青材料的下層經受與上層同樣的加熱、翻挖、處理和加工步驟，將混合材料鋪在暴露的路面(即被除去的上層和下層瀝青層)得到回收利用的路面。該方法是有缺陷的，因為其需要使用兩個相對昂貴和復雜的輸送器。
US4793730(Butch)公開了一種瀝青路面修補的方法和設備。通常該方法包括如下步驟蒸汽加熱瀝青路面;粉碎被加熱的路面至約2英寸深度，就地充分混合瀝青中的下層材料和粉碎的材料;進一步蒸汽加熱該材料將所加熱的混合物熔化成均勻的表面;刮平均勻的表面，和壓實所刮平的表面。所述的方法和設備可用于翻修瀝青鋪砌的路面，而不需要添加新的材料或再生劑。
US4929120(Wiley等人)公開了一種用于使瀝青路面再生的兩級方法。在方法的第一階段中，將原始瀝青路面的整個寬度加熱至約1英寸的深度和約300°F。被加熱的上層路面隨后被從路面完全除去(使用翻挖、堆成堤狀和輸送技術)以暴露相當于原始瀝青路面總寬度的下層瀝青路面。在方法的第二階段，下層的瀝青路面被加熱至約1英寸的深度和約300°F。隨后對被加熱的下層路面進行破碎(如翻挖)，將其或者留在現場或者全部從路面上除去。如果將破碎的下層路面留在現場，則在其上面添加上層的瀝青和任意新鮮瀝青(或瀝青再生劑)。此外，如果將破碎的下層路面全部從路面上除去，則可以將它與上層瀝青和任意新鮮瀝青(或瀝青再生劑)混合，隨后鋪在路面上。最后，相對于路面向上/下層混合物施加壓力以得到平整的回收利用的路面。該方法稍有缺陷，因為它需要除去至少瀝青路面的上層部分，必須使用相對昂貴的和復雜的設備。
US4850740(Wiley)公開了一種用于重新鋪砌瀝青路面的方法和設備。所述專利提出了US4929120的改進方法，即在處理下層瀝青之前不需要從路面上完全除去被加熱、翻挖的上層瀝青。該改進方法主要涉及以一定的方式將瀝青路面加熱、翻挖筆堆成堤形以得到中央帶，該中央帶是從瀝青路面的外圍路帶在未處理的(即未翻挖/除去)瀝青路面中央帶上堆成堤形的材料構成的。隨后對中央帶進行粉碎以便使在中央堆成堤形的材料與瀝青路面上先前未經粉碎的中央帶混合。然后將混合物分布在整個瀝青路面上，壓入原位。該方法稍有缺陷，因為它需要兩個單獨的和不同的粉碎步驟。
人們期望提供用于回收利用瀝青路面的方法和設備，該方法和設備克服和減少現有技術的上述缺點中的至少一項。
本發明的一個目的是提供一種用于回收利用瀝青路面的新方法，其消除或減輕至少一項現有技術的缺點。
本發明的另一個目的是提供一種用于回收利用瀝青路面的新設備，其消除或減輕至少一項現有技術的缺點。
本發明人發現，可以以有效的方式實現對需回收利用的瀝青路面進行基本均勻的加熱，而不需要對鋪砌的(通常為瀝青)路面表層進行多次循環加熱和破碎。尤其是我們發現，如果所有的或至少部分瀝青路面的加熱是在破碎之后(而不是如許多現有技術的方法和設備中所描述那樣在破碎之前)進行，可以以較有效的方式獲得更均勻的瀝青路面的加熱。瀝青路面中均勻、充分和有效的熱滲透的主要障礙之一是水或水份，尤其是在瀝青路面之上或之下存在的水或水份使得其實際上不可能以均勻和有效的方式加熱路面。因此，許多強調加強最初加熱以軟化將被回收利用的路面的現有技術方法在工業上行不通是不奇怪的，因為壓實的路面對于釋放的水份是相對不可滲透的。
本發明人發現在粉碎之后采用全部或至少大部分與混合技術相結合的加熱能有效和充分地釋放瀝青的水份，從而導致其改善的均勻和有效的加熱。此外，瀝青中水份的釋放會使回收利用的路面中“剝離”的可能性降至最小。正如現有技術中所熟知的那樣，“剝離”是與在骨科和瀝青膠結劑之間存在的水份界面有關的不期望和常見的現象。在破碎過程之后在某一點上的集中加熱和混合作用的措施帶來了許多優點。首先僅需要單級破碎步驟，這樣簡化了整個過程，使設備費用明顯節省。其次，加熱和混合經破碎的瀝青是在其下面的未破碎的瀝青面上進行，避免了使用輸送器、升降機和其他起重設備，這同樣使得整個過程更加經濟有效。第三，因為經破碎的瀝青被均勻加熱，水份基本上除去，如果使用添加劑的話，它們可直接添加于破碎的瀝青中，在某些情況下，可避免使用混合器，例如用以均勻混合添加劑的攪拌機(盡管顯然這類混合器可以與本發明的方法和設備結合使用)。
此外，以這種方式加熱和混合地面便于向地面添加其它成份。事實上，本發明的優選方案是在破碎瀝青路面之前或之后，在過程的適當點向瀝青路面添加諸如，新鮮瀝青、瀝青再生劑和骨料(如沙子、礦礫、碎石等等)等成份，該點可由本領域熟練的技術人員容易地確定。
因此，在一方面，本發明提供了包括如下步驟的用于回收利用瀝青路面的方法(a)破碎將要回收利用的瀝青路面的上表面至少約1.5英寸的深度以得到破碎的上層路面;
(b)在瀝青路面上加熱和混合破碎的上層路面到約100°至約350°F的溫度以產生基本無水份的經加熱、破碎的上層路面;
(c)壓緊經加熱、破碎的上層路面以得到回收利用的瀝青路面。
另一方面，本發明提供了一種瀝青路面回收利用的設備，其包括(a)用于破碎所述瀝青路面的上層路面以產生破碎的上層路面的破碎裝置;
(b)用于加熱所述破碎的上層路面到約100°至約350°F溫度以產生經加熱、破碎且基本上無水份的上層路面的加熱裝置和混合裝置;和(c)用于壓緊所述經加熱和破碎的上層路面以得到回收利用的瀝青路面的裝置。
另一方面，本發明提供了一種用于在重新鋪砌之前加熱和混合選自(ⅰ)瀝青路面上的骨料或(Ⅱ)破碎的瀝青路面等作用物的瀝青路面預處理機，該處理機包括具有多個并排設置的細長加熱器的加熱器組，安裝在相鄰的細長加熱器之間的混合部件，混合部件包括能夠至少部分插入作用物中的葉片部分。
盡管在粉碎前使用加熱器(即預加熱器)對于本發明的方法和設備的正常操作是不需要的，但在某些情況下，它是優選的，以便于進行破碎步驟。顯然當使用這類預加熱器時，是為了便于破碎步驟，而對于獲得整個瀝青路面的均勻熱分布沒有主要的影響。
本發明的方法和設備的優點之一是僅需要單級破碎步驟術語“破碎”是瀝青路面回收利用技術領域中熟知的，在整個說明書中所使用的指的是包括諸如粉碎、破碎和翻挖等技術。通常破碎過程也是確定進行回收利用的深度的因素，此外，顯然用本發明的方法和設備可基本上僅僅通過破碎過程達到所希望回收利用的瀝青深度。換句話說，該方法中的其他步驟(如平整、混合等等)只對瀝青路面產生微不足道的破壞，由于它們只對回收利用的深度起比較小的作用，不應與破碎步驟相提并論。
對本發明方法和設備很有用的加熱器是沒有特別限制的，優選的是，加熱器是輻射加熱器，更優選的是紅外加熱器。此外，也可使用熱空氣加熱器。
對要回收利用上層路面的破碎方式是沒有特殊限制的。因此，可以利用常規技術，如粉碎、磨碎和翻挖等等。優選的是在本發明的方法和設備中使用粉碎機。該粉碎機的總寬度延伸到將被回收利用的上層路面的總寬度。此外，粉碎機可包括兩臺或更多臺適當排列成實際上在將被回收利用的上層路面的總寬上具有累加粉碎效果的粉碎機。
上層路面被破碎至至少約1.5英寸的深度以得到破碎的上層路面。最好是將路面破碎至約2至3英寸的深度。應理解，在本發明的方法和設備中，此時的破碎過程應達到所需的深度。這簡化了本發明的方法和設備，事實上代表了本發明優于現有技術的優點之一。
對經破碎的上層路面進行加熱和混合，同時保持瀝青路面的溫度為約100°至約350°F以得到基本上沒有水份的經加熱、破碎的上層路面。優選的是，將破碎的上層路面加熱和混合至約100°至約180°F的溫度-這被稱之為就地加溫(即相對于HIPR)回收利用。此外，當需要進行HIPR時，優選的是將破碎的上層路面加熱和混合至約180°至約250°F的溫度。
本文中使用的術語“混合”和“經混合”包含了更類似于攪拌的混合形式。尤其是，利用本發明的方法或設備的混合或攪拌作用形成了受加熱作用的破碎的上層路面的“新”表面。這有利于水或水份從破碎的上層路面中釋放。
優選的是使用至少一組加熱器對經破碎的上層路面進行加熱和混合，加熱器組包括多個單個的加熱器，每個加熱器都延伸到上層路面的整個寬度并與相鄰的加熱器呈并聯關系。在每個加熱器之間，最好安裝由多個葉片組成的混合裝置，其葉片以基本上向下垂直于瀝青路面的方向伸出。混合裝置最好是既不接觸也不粉碎經破碎的上層路面之下的瀝青，這避免了混合部件和未經破碎的瀝青路面之一或兩者的損壞。
加熱器和混合部件的這種設置方式提供了對破碎的上層表面的連續循環式加熱和混合。混合后，破碎的上層路面已被重新排列使得不同部分的破碎路面暴露于下一組加熱器。每一組加熱器最好包括足夠的單個加熱器和混合部件以提供至少2個，優選地為2至6個加熱和混合循環。
在本發明的方法和設備的更優選的具體實例中，在加熱器組(即由多個其之間裝有混合部件的單個加熱器組成)之后提供鋪助的混合器，其使破碎的上層路面有效地重新分布成基本平整的均勻薄層以便進一步加工。優選的是鋪助混合器包括沿著整個上層路面寬度方向伸出的螺旋桿和直接位于螺旋桿之后的斜板。在使用過程中，螺旋桿接觸(但不破碎或插入)破碎的上層路面下的未破碎的瀝青層，用于掘起破碎的上層路面，將其分布在斜板上，以重新分布在未破碎的瀝青路面上。輔助混合器的作用是有助于對已經從加熱器組中間的混合部件下通過的經破碎的上層路面的任何部分從底部至頂部進行混合。
在本發明方法和設備的最優選實例中，使用兩組加熱器，其包括其間安裝混合部件的單個加熱器和在每組加熱器之后的輔助混合器。優選的是在每組加熱器的尾端使用平整棒，因為混合部件會使破碎的上層表面產生溝槽或堤形效果。平整棒可用于除去堤形或溝槽以便在未破碎的瀝青路面上得到基本均勻和平整的經破碎的上層路面層。在破碎的上層路面已被加熱至所需溫度并且基本上沒有水份之后，可將其壓回原地以得到回收利用的路面。完成此項工作的裝置是沒有特殊限制的，并且是本領域熟練技術人員所熟知的。在某些情況下，會需要將經加熱、破碎的上層路面送入攪拌混合器(或其它相當的混合設備)以混合添加劑和破碎的上層路面。在攪拌混合器中混合后，可將熱混合物施加于未破碎的瀝青路面，使用常規的技術壓入原地。
如果使用攪拌混合器會引起經加熱、破碎的上層路面與未破碎的瀝青路面分離，則優選的是加熱未破碎的瀝青路面以改善其粘性從而便于它和重新施加的熱混合物的良好粘結。這類加熱可使用常規的紅外加熱器完成。
本發明的實例將參照以下的附圖描述，其中同樣的編號用于說明同樣的部件，其中

圖1是本發明的設備部分的側視圖，其說明成組的加熱部件、混合器和粉碎器與用于承載它們的車輛有關的布局。
圖2是圖1所示設備的俯視圖;
圖3是用于圖1和2所示設備中的混合部件的截面圖;
圖4是圖3所示的混合部件的應用的部分俯視圖;和圖5是說明尤其由圖1和圖2所示的設備完成的材料加工和流程的示意透視圖。
參照圖1和圖2，所示的是一種瀝青回收利用設備，其包括由10表示的自推進車，其連接拖車部分15。拖車部分15包括由在拖車一端的一對車輪25支承的平臺20。
拖車部分15包括燃燒丙烷的細長形紅外加熱器30，其成排地安裝并延伸到整個被加熱、破碎的瀝青路帶。六個加熱器30構成一組加熱器35，每個加熱器30被一個混合部件40隔開。每個混合部件延伸到將被加熱的破碎瀝青路帶，并包括多個基本上垂直于瀝青路面安裝的混合葉片，以提供對破碎的瀝青的混合。混合葉片保持在未破碎的瀝青路面之上約半英寸處以避免損壞混合葉片和未破碎的瀝青。在加熱器組35的后面是一平整棒45，其用于提供破碎材料的平整表面，在使用過程中，平整棒45接觸破碎的瀝青路面。
在拖車部分15的尾部，安裝著輔助混合器50，其包括螺旋桿55和混合斜板60。螺旋桿延伸到整個破碎的瀝青路面，其設計成有助于混合可能因存在約半英寸沒得到連續混合的破碎瀝青層而未被混合部件40充分混合的破碎瀝青。因此，螺旋桿55接觸未破碎的瀝青路面，使瀝青破碎材料從底部至頂部均得到混合，隨后將其輸送到斜板60。安裝斜板60使其也接觸未破碎的瀝青路面。斜板60使瀝青基本上在被回收利用的整個路面寬度上獲得均勻分布。
拖車部分15經合適的聯動裝置65連接在車10的尾部，拖車部分15的舵輪可通過安裝在車10上的微機單元(未示出)遙控。
車10包括由前輪75和后輪80支承的平臺70，前輪和后輪根據在車10前部的駕駛室85中的駕駛員提供的遙控信號轉動。車10的前端包括粉碎單元。粉碎單元包括延伸到回收利用的瀝青路面總度上的粉碎器95。此外，粉碎單元可包括提供全寬粉碎器95的累加效果的多個粉碎器(未示出)一參見，例如US4850740中公開的粉碎器。粉碎器95由與固定在車10的平臺70上的支撐梁110相連的V形連接部件100支撐。在粉碎器95的后面安裝有基本上垂直方向的刮板115，其向下延伸至粉碎器95的刃口的程度。
車10的尾部包括一組由六排與上述拖車的部分15的加熱器30相類似的燃燒丙烷的細長紅外加熱器125組成的加熱器120。在每個加熱器125之間安裝了基本上與上述安裝在拖車部分15的加熱器30之間的混合部件40相類似的混合部件130。在該組加熱器120的尾部，安裝了與上述拖車部分15的平整棒的設計和作用相似的平整棒135。在車10的尾部安裝由螺旋桿145和混合斜板150組成的輔助混合器140。輔助混合器140與上述拖車部分15的輔助混合器50具有類似的設計和作用。可以理解，輔助混合器140可安裝在車10的尾部或拖車部分15的前部。
車10的平臺70可用于承載各種瀝青回收利用設備操作過程中使用的裝置。例如，平臺70可承載用于向加熱器組35和120提供給燃料的丙烷罐150，此外，平臺70也可承載瀝青添加劑罐155和骨科添加劑罐160。
瀝青添加劑罐155可用于在過程中的合適點向瀝青添加新鮮的瀝青或瀝青添加劑。例如，新鮮瀝青或瀝青再生劑可在如下的點加入到瀝青路面上(Ⅰ)加熱器組120之前;(Ⅱ)在加熱器組120和加熱器組35之間;(Ⅲ)在加熱器組35之后;或(Ⅳ)與加熱器組120和加熱器組35之一或兩者同時使用。當然，也可以采用(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)和(Ⅳ)的兩個或多個的組合來添加新鮮的瀝青或瀝青再生劑。
本發明的方法和設備的特別優選的方面涉及向瀝青路面添加骨料，這可以在整個過程的任何一個或多個常規的點進行。例如，來自骨料添加劑罐(或漏斗)160的骨料可在如下點加入到瀝青路面上(Ⅰ)粉碎器95之前;(Ⅱ)加熱器組120之前;(Ⅲ)加熱器組120和加熱器組35之間(Ⅳ)加熱器組35之后;或(Ⅴ)與加熱器組120和加熱器組35之一或兩者同時使用。當然，也可以采用(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)或(Ⅴ)的兩個或多個的組合來添加骨料。如果采用任意的(Ⅰ)則會改善破碎過程的潤滑性能。骨料優選地在室溫下在粉碎器95之后和加熱器組120之前的點上添加。這是本發明特別優越的特性，因為骨料在隨后的加熱/混合步驟中被加熱，從而不需要預熱骨料。
盡管在破碎瀝青路面之前不需要對其進行加熱，但最好是在粉碎器95之前使用預熱器90，對預熱器的選擇沒有特殊限制，這種裝置可由各種工業來源得到。
參照圖3和圖4，很容易理解本發明所預期的混合過程。圖3表示混合部件130的放大部分。如圖所示，混合部件130包括安裝在未破碎瀝青上方約半英寸的葉片132。可以理解，在使用過程中，葉片132的尖部將插入已被破碎至至少約1.5英寸深度的上破碎層。葉片132保持在未破碎的瀝青路面上方以避免損壞葉片本身或未破碎的路面。所公開的和舉例說明的未破碎路面上方的距離為半英寸時，很容易理解，確切的距離不是關鍵的，只要其不小于至導致葉片損壞，或不大到導致低效率的混合即可。例如，可以預期使用彈性移動的(如彈簧)葉片，其在使用過程中接觸未破碎的路面，由于其是彈性安裝從而避免了受損壞。
葉片132安裝在可使其進行垂直調整的合適的框架134中。框架134固定在支柱136上，支柱136依次與加熱器組120的寬度相當的支撐梁138相連接，梁138可直接地或通過使用任何常規的連接部件(未示出)間接地與平臺70相連。人們顯然可以理解，拖車部分15上的混合部件40可以是并且最好是如圖3所示的混合部件130那樣設計。
參照圖4，連續的混合部件130a和130b以交錯的方式排列，以便使其與相應的葉片132a和132b相互彌補。這種排列方式有效地提供了如圖4右側所示可使上層破碎路面通過的通道。這樣便使破碎的上層路面在未破碎的瀝青路面上產生了溝槽或堤形，其中混合部件130的每次通過攪拌了破碎的路面。
參照圖5，描述了本發明方法和設備的操作，設備的運行方向由箭頭200表示。首先提供具有需要回收利用的上層路面205的瀝青路面，上層路面205由加熱器90進行預熱，使上層路面205加熱至溫度為約100°至約350°F。隨后用粉碎器95將加熱的上層路面205破碎至至少約1.5英寸的深度，最好是至約2.0至3.0英寸的深度，以提供破碎的上層路面。使加熱器120通過破碎的上層路面的上方，加熱器組120包括安裝在每個細長的加熱器125之間的混合部件130。由此，可以理解，為了清楚和簡單起見，在圖5中未示出破碎的上層路面。
加熱器組120中的每個加熱器125加熱破碎的路面，隨后在下一步加熱和/或加工之前，該破碎的路面被混合部件130的葉片132混合。加熱器組120有效地提供了破碎的上層路面在其下面的未破碎的瀝青上的連續加熱和混合(或攪拌)。
平整棒135位于加熱器組120的末端，用于基本上消除破碎的上層路面的溝槽或是堤形圖案，以使破碎的上層路面在未破碎的瀝青路面上得到比較平整和均勻的分布。如上文所述，平整棒135接觸未破碎的瀝青路面，以有助于對未受混合部件130破碎的上層路面的混合。平整棒的使用在現有技術中是已知的，本文無需進一步詳細說明。
在平整棒135之后，輔助的混合器140通過經加熱、破碎的上層路面的上方。輔助混合器140的螺旋桿145接觸未破碎的瀝青路面的表面，并用于對破碎的上層路面從底部至頂部進行有效的混合。這就意味著在混合部件130下方通過的一部分破碎的上層路面被掘起并在斜板150上混合和分布，斜板150用以將混合物以基本均勻平整的方式重新分布到瀝青路面上。
為了說明的清楚簡單起見，拖車部分15的加熱器組35、混合部件40、平整棒45和輔助混合器50未在附圖中示出，顯然可以理解，這些單元如它們在圖5中表示的車10上各自的對應物那樣以同樣的方式起作用。
在最后的加熱器組之后，可根據需要加入新鮮的瀝青或瀝青再生劑，并將新鮮的瀝青或瀝青再生劑和經加熱、破碎的上層路面的混合物如箭頭220所示在攪拌混合器(未示出)中進行混合。混合的材料可用刮板225作進一步平整處理。
顯然，在不違背本發明精神和實質的前提下所描述的方法和設備可有許多變化。例如，在充分加熱和混合之前，可使用各種破碎技術。盡管描述了用粉碎得到破碎的路面，對本領域熟練的技術人員來說，顯然翻挖、耙、磨碎等等也是適用的。
此外，盡管本發明是參照有代表性的具體實例加以描述的，但該描述并不意味著構成了限定。對于本領域熟練的技術人員來說，很顯然根據這些描述，可以對本發明的具體實例和其他實例進行改進。因而可以預期，所附的各項權利要求將覆蓋任何這類改進或具體實例。
權利要求
1.一種回收利用瀝青路面的上層路面的方法，其包括步驟(a)破碎所述的上層路面至至少約1.5英寸的深度，以得到破碎的上層路面；(b)在所述瀝青路面上加熱和混合所述破碎的上層路面至約100°至約350°F的溫度，以得到基本上沒有水份的經加熱、破碎的上層路面；(c)壓緊上述經加熱、破碎的上層路面以得到回收利用的瀝青路面。
2.權利要求1定義的方法，其中步驟(b)包括加熱和混合所述的破碎的上層路面至約100°至約180°F的溫度。
3.權利要求1定義的方法，其中步驟(b)包括加熱和混合所述的破碎的上層路面至約180°至約350°F的溫度。
4.權利要求1定義的方法，其中步驟(a)實際上是在不存在外界熱源提供加熱的情況下進行。
5.權利要求1定義的方法，其中步驟(a)進一步包括提供具有小于所述瀝青路面寬度的第一寬度的破碎上層路面。
6.權利要求1定義的方法，其中在步驟(c)之前，將所述的經加熱、破碎的上層路面輸送到輔助混合器和在輔助混合器進一步混合，隨后施加在所述瀝青路面上。
7.權利要求1定義的方法，其中所述上層路面在步驟(b)中的混合步驟包括使用多個彼此相隔、交替的混合葉片，每個混合葉片具有小于所述破碎的上層路面寬度的寬度。
8.權利要求1定義的方法，其中步驟(a)包括破碎所述上層路面至約2至約3英寸的深度。
9.權利要求1定義的方法，其中步驟(a)是在單一步驟中進行的。
10.權利要求1定義的方法，其中步驟(b)包括對所述的破碎的上層路面進行連續循環的加熱和混合。
11.權利要求1定義的方法，其中步驟(b)包括對所述的破碎的上層路面進行連續循環的獨立加熱和混合。
12.一種瀝青路面回收利用的設備，其包括(a)用于破碎所述的瀝青路面的上層路面以得到破碎的上層路面的破碎裝置;(b)用于將所述破碎的上層路面加熱至約100°至約350°F以得到基本上沒有水份的經加熱、破碎的上層路面的加熱裝置和混合裝置;和;(c)用于壓緊所述經加熱、破碎的上層路面以得到回收利用的瀝青路面的裝置。
13.權利要求12中定義的設備，其中所述的加熱裝置和混合裝置包括一組加熱器，其由多個延伸到上層路面寬度的單個細長加熱器和安裝在每個加熱器之間的混合部件組成。
14.權利要求12中定義的設備，其中所述破碎裝置是粉碎器。
15.權利要求14中定義的設備，其中所述粉碎器延伸至與所述上層路面同寬。
16.權利要求15中定義的設備，其中粉碎器包括帶有多個在表面上相隔一定間距的突出部分的旋轉部分和直接在所述旋轉部分后面的垂直葉片，葉片由與旋轉部分內公用的框架支撐，所述垂直葉片垂直接觸路面。
17.一種瀝青路面的預處理機械，其用于加熱和混合選自(Ⅰ)在瀝青路面上的骨料或(Ⅱ)重新輔砌之前的破碎瀝青路面的作用物，該機械包括至少一組由多個并排安裝的細長加熱器組成的加熱器、安裝在相鄰的細長加熱器之間的混合部件，混合部件包括能夠至少部分插入作用物的葉片。
18.權利要求13中定義的設備，其中所述混合部件包括一連串相互隔開的、垂掛的混合葉片，每個混合部件的葉片與相鄰的混合部件的葉片相交錯。
19.一種用于回收利用瀝青路面的方法，其包括如下步驟(a)破碎所述瀝青路面的上層路面至所需的深度，破碎的路面疊置在所述瀝青路面的未破碎部分之上;(b)加熱所述的破碎路面;(c)在未破碎的瀝青路面上混合至少部分破碎的路面;(d)重復步驟(b)和(c)，直到所述破碎路面達到適合于壓緊的溫度;和(e)壓緊所述的破碎表面以形成回收利用的瀝青路面。
20.根據權利要求19的方法，其中所述所需深度為至少約1.5英寸。
21.根據權利要求19的方法，其中所述適合于壓緊的溫度為約100°至約350°F。
22.根據權利要求19的方法，其中所述所需深度為至少約1.5英寸，所述適合于壓緊的溫度為約100°至約350°F。
23.根據權利要求19的方法，其中在進行步驟(a)之前對所述瀝青路面進行預熱，所述預熱有助于所述路面的所述破碎過程。
24.根據權利要求19的方法，其中在步驟(e)之前向所述的破碎路面添加再生劑。
25.根據權利要求22的方法，其中在步驟(e)之前向所述的破碎路面添加再生劑。
26.根據權利要求19的方法，其中在步驟(d)和(e)之間，將所述破碎路面完全從未破碎路面上除去，并在輔助混合器中進一步混合。
27.根據權利要求26的方法，其中將再生劑加入所述除去的破碎路面中。
28.根據權利要求22的方法，其中在步驟(d)和(e)之間，將所述破碎路面完全從未破碎路面上除去，并在輔助混合器中進一步混合。
29.根據權利要求28的方法，其中將再生劑加入所述除去的破碎路面中。
30.根據權利要求19的方法，其中每次所述加熱步驟由不同的加熱部件完成，每次所述的混合步驟由不同的混合部件完成，所述的不同部件是順序排列的。
31.一種可沿瀝青路面移動和加熱瀝青路面以回收利用所述路面的設備，其包括用于將所述瀝青路面破碎至所需深度的裝置;至少一對相鄰的加熱器，每個加熱器包括至少一個加熱部件，所述加熱器順序地向破碎的瀝青路面提供加熱以將所述破碎路面的溫度升高至預定的溫度。在所述一對加熱器之間的混合裝置用以在所述加熱器對的第一加熱器加熱之后和所述加熱器對的第二加熱器加熱之前混合所述的破碎路面。
32.權利要求31的設備，其包括至少兩對在每對加熱器之間帶有混合裝置的相鄰加熱器，并進一步包括在每對加熱器之間的混合裝置。
33.權利要求31的設備，其中所述混合裝置包括一系列相互隔開的垂掛在所述設備上且插入所述破碎路面的平的葉片，所述一系列葉片在垂直于所述設備的運動方向上延伸。
34.權利要求32的設備，其中每個所述混合裝置包括一系列垂掛在所述設備上且插入所述破碎路面的平的葉片，每個所述混合裝置的葉片間隔與相鄰的混合裝置的葉片間隔相交錯。
35.權利要求31的設備，其進一步包括預熱器以便在破碎過程之前加熱瀝青路面。
36.權利要求31的設備，其中所述用于破碎過程的裝置包括粉碎器。
37.權利要求31的設備，其進一步包括用于向破碎路面提供再生劑的裝置。
38.權利要求31的設備，其進一步包括主移動裝置。
39.權利要求31的設備，其進一步包括輔助混合器;用于將至少一部分所述破碎路面運至所述輔助混合器的裝置;和用于在所述瀝青路面上重新輔砌所述混合部分的路面的裝置。
40.權利要求39的設備，其進一步包括向所述輔助混合器提供再生劑以便對所述破碎路面的所述部分進行混合的裝置。
全文摘要
用于回收利用瀝青路面的方法，該方法包括(a)提供具有用于回收利用的上層路面的瀝青路面；(b)破碎上層路面至少約1.5英寸的深度以得到破碎的上層路面；(c)在瀝青路面上加熱和混合破碎的上層路面至約100°～約350的溫度以得到基本上無水分的經加熱、破碎的上層路面；和(d)壓緊經加熱、破碎的上層路面以得到回收利用的鋪砌路面。也公開了用于進行該方法的合適的設備。
文檔編號E01C23/00GK1076749SQ9310309
公開日1993年9月29日 申請日期1993年2月20日 優先權日1992年2月21日
發明者P·C·威利 申請人:阿特克設備有限公司