在路面连续再铺设铺装道路的柏油混合物层的方法及用于该方法的自走车辆系统技术方案

本发明专利技术提供通过使自走车辆系统自行，在路面上连续再铺设铺装道路的柏油混合物层的方法及用于该方法的自走车辆系统。所述方法包括：通过加热柏油混合物层的表面而使热渗透至预定的深度而进行软化的步骤；直至柏油混合物层的预定的深度为止进行翻松而形成旧柏油混合物的步骤；向旧柏油混合物添加预存储的大粒径骨材的步骤；使添加有大粒径骨材的旧柏油混合物成为补强柏油混合物的步骤；向柏油混合物层的剩余层铺匀补强柏油混合物而形成相比剩余层具有更大的弹性系数的补强层的步骤；向补强层添加预存储的、用于形成新表层的柏油混合物的步骤；铺匀用于新表层的柏油混合物而形成新表层的步骤；在蓄热的状态下一体压实补强层与新表层的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在路面连续再铺设铺装道路的柏油混合物层的方法及用于该方法的 自走车辆系统。具体而言，加热柏油混合物层的表面，使热渗透至超越柏油混合物层的基层 与表层之间的边界面的深度或相当于该深度的柏油混合物层的深度而进行软化，并将之翻 松而形成旧柏油混合物，向该旧柏油混合物添加大粒径的骨材或附着有柏油的骨材，或者 含有大粒径骨材的粒度分布的柏油混合物中的任意的新材料，通过将之混合而形成补强柏 油混合物，之后向翻松柏油混合物层而剩余的剩余层上铺勻补强柏油混合物，使得含有弹 性系数大于剩余层的弹性系数的大粒径骨材的中间层形成为大粒径补强层，在该大粒径补 强层之上添加并铺勻用于新表层的柏油混合物而形成新表层，在蓄热状态下一体压实大粒 径补强层与新表层。
技术介绍
铺装道路由于车辆频繁的交通所致的垂直以及水平方向的压缩及拉伸应力的弯 曲，会发生裂开等裂纹或下沉。鉴于此，如图1所示，铺装道路通常形成为由路床、路基以及 柏油混合物层构成的3层结构。更加具体而言，如图2所示，在坚实的路床上设有两层的路 基，该路基在作为柏油铺设材料的砂子及碎石，即骨材里添加水泥或石油柏油乳剂等稳定 剂而变得坚实。从强度的观点来看，下层及上层的厚度每一层约为10 35cm，整体厚度达 到20 70cm。在所述路基上，通常通过层间粘接材料坚实地设置柏油混合物的基层和表 层，以形成柏油混合物层。所谓铺装是指由“路基+柏油混合物层”构成的4层结构。柏油混合物层一般是 由基层和表层构成的2层结构，每一层的厚度约为4 5cm，使得耐用于车辆交通。从耐久 性的观点来看，铺装道路的铺设厚度根据路床的强度(CBR值)及交通量(N值)而确定。 另外，路基或柏油混合物层的每一层厚度，通常设计为各自所含骨材的最大粒径的约2 3 倍。即，当包含在柏油混合物层里的骨材的最大粒径约为20mm时，每一层的厚度设计成约 4 5cm，而整体约达到8 10cm。但是，这也根据所需的性质和状态，有时将包含在约4 5cm表层的粒度分布的最 大粒径骨材形成在约13mm的密粒度层，将包含在相同厚度的基层的粒度分布的最大粒径 骨材形成在约20mm的粗密度层。并且，基层的厚度对应于交通量的多寡被设定为具有弹 力。为此，有时把基层的厚度设定为4 35cm。详细的将在后叙述，如图15(1)所示的铺装 模型及其断面为典型例。图15(1)是用于多层弹性解析(GAMCS 社团法人土木学会)的、适 用于日本国内的干线道路(国道、地方道路)的标准铺装模型。对于铺装结构，在路床上设 置由35cm的下层及25cm的上层构成的路基和由5cm的表层及12cm的基层构成的柏油混 合物层而构成。这属于交通量区分为C交通(1000 3000台/日、方向)的情况，用于表 示路基以及柏油混合物层的每一层的变形抵抗性的弹性系数，即恢复力(E)如同图15(1) 的表所示。在此，说明柏油混合物层的再铺设。基层及表层由作为粘结剂(结合剂)的柏油、砂子及碎石等骨材、作为用于埋设骨 材之间间隙的石灰石粉末的石粉(填充物)构成。通常的构成比例是骨材为90%左右，作 为粘结剂的柏油为约5 8%，而剩余的是填充物。骨材颗粒的大小称作粒度，将其混合的状态用各种大小的筛子筛选后进行分级的 结果称作粒度分布，而图3示出了其例子。图表中，横轴表示筛目的大小，纵轴表示通过各 种大小筛目的材料的重量百分率(通过重量百分率)。另外，作为骨材的粘结剂(结合剂)的柏油包括生的，即未改质过的纯浙青；和 为了提高粘度而添加有橡胶、树脂等改质剂的改质柏油。观察图4所示的温度与粘度的 关系可知，上述两种柏油均在180°C左右时粘性变小，在不破坏骨材的情况下，使得柏油混 合物的骨材分散。即，骨材以被柏油覆盖的状态变为单粒化。另一方面，随着温度下降至 100°C，柏油的粘性会提高，被柏油覆盖的骨材开始变为团粒化，在常温时完全被固化。如图1所示，铺装道路由于长时间承受车辆频繁的交通所致的垂直及水平方向的 压缩以及拉伸应力的弯曲，而路面受损伤，而且被暴露在风雨或外部气温下，典型地会发生 根据柏油、粘结剂的软化或流动化的“辙印凹陷”，或结冰所致的裂纹等，路面变得凹凸不平 和劣化。铺装道路的路面再生工法一般采用在构成2层结构的柏油混合物层的基层和表层 中，只针对约4 5cm的表层部分的加热式路面再生工法(HIR :Hot In-place Recycling)。具体而言，一种是如图5(1)所示的再混合(Re-mixture)方式。该方式，通过加热 软化而翻松柏油混合物层的表层部分，使之成为柏油混合物，并在该柏油混合物上添加并 混合再生剂及新柏油混合物而使之成为再生柏油混合物，之后铺平和压实所述再生柏油混 合物，从而在再生柏油混合物层的表层进行再生。另一种是如图5(2)所示的路面表层再生方式。该方式，通过加热软化而翻松柏油 混合物层的表层部分，使之成为柏油混合物，并在该柏油混合物上只添加并混合再生剂而 进行铺平，以再生柏油混合物层的表层之后，在该表层添加新柏油混合物而铺平和压实，从 而使得柏油混合物层的表层形成为两层。显然，再生后的柏油混合物层相比再生之前，其厚 度增加。顺便指出，加热式路面再生工法的优点在于，在任何情况下也不会破坏包含在柏油 混合物层的骨材，而通过再利用来再生和强化柏油混合物层。即便如此，铺装道路的裂纹或损伤还包括从层间的边界面发生而依次蔓延至上部 的情形，在不少情况下，如已经观察到的一样，裂纹或损伤从路面蔓延至超过约6 10cm的 表层与基层之间的边界面的深度，或对应于该深度的柏油混合物层的深度。使用于如上所 述的再混合方式或路面表层再生方式等众所周知的路面再生工法的路面加热方法，在短时 间内不点燃的情况下热能够渗透到的、距离路面的深度有限制，因此其适用对象被限定在 表层或其一部分。从而，在使用这些路面再生工法时，柏油混合物层的基层部分的深度或对 应于该深度的、位于距离路面6 10cm深度的铺装道路的裂纹或损伤被残留一部分的情况 下，只再生柏油混合物的表层部分。另外，在美国专利第4，534，674号说明书中记载了如下的方式，即着眼于修复铺 装道路的裂纹或损伤的、将再混合方式适用于路面表层再生的方式，具体而言，在翻松的柏 油混合物中追加柏油再生剂，并添加加热状态的新的柏油混合物而进行混合以及铺平，从 而形成新表层。而即使在此情况下，能够修复现有的柏油混合物层的深度截止到5cm至6cm，其深度依然受限制。无论怎样，再生的铺装道路的寿命只是暂时性的，针对超越铺装 道路的柏油混合物层的基层与表层之间的边界面的深度或对应于该深度的距离路面6 10cm的深度，很难在路面上通过连续再生的方式彻底改变寿命，到目前为止，这种性质和状 态的铺装道路只能依赖于例如重修(reconstruct)工法。本申请的申请人在日本专利第4024293号中已经公开了如下的加热方法和装置， 即，在移动用于向柏油混合物层的表面喷射600 700°C的热风的路面加热装置的同时，将 路面的表面温度保持在250°C左右，在短时间内不点燃柏油的情况下能够使热渗透至超越 柏油混合物层的基层与表层之间的边界面的深度或相当于该深度的柏油混合物的深度，从 而在路面上连续再生柏油混合物层。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将铺装道路的柏油混合物层连续再铺设于路面的方法，该方法通过使自走车辆系统自行来完成，其特征在于所述方法包括：（ａ）加热软化步骤，加热所述柏油混合物层的表面，使热渗透至超越所述柏油混合物层的基层与表层之间的边界面的深度或相当于该深度的所述柏油混合物层的深度而进行软化；（ｂ）翻松步骤，对超越被加热而软化的所述柏油混合物的所述边界面的深度或相当于该深度的所述柏油混合物层的深度为止进行翻松而形成旧柏油混合物；（ｃ）第一添加步骤，向经过翻松的所述旧柏油混合物，添加以不被团粒化的温度预存储在预存装置里的、大粒径的骨材或附着有柏油的骨材，或者含有大粒径骨材的粒度分布的柏油混合物中的任意第一新材料；（ｄ）混合步骤，对添加有所述第一新材料的所述旧柏油混合物进行混合，而形成补强柏油混合物；（ｅ）大粒径补强层形成步骤，在所述翻松步骤中被翻松后剩余的所述柏油混合物层的剩余层上，铺匀所述补强柏油混合物，以形成弹性系数大于所述剩余层的弹性系数的大粒径补强层；（ｆ）第二添加步骤，在所形成的所述大粒径补强层上，添加以不被团粒化的温度预存储在预存装置里的、用于形成新表层的柏油混合物，即第二新材料；（ｇ）新表层形成步骤，铺匀所述第二新材料而形成新表层，该步骤与所述的大粒径补强层形成步骤相关联；（ｈ）压实步骤，在蓄热状态下，一体压实形成在所述剩余层上的所述大粒径补强层与所述新表层。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-11-12 2007-292914一种将铺装道路的柏油混合物层连续再铺设于路面的方法，该方法通过使自走车辆系统自行来完成，其特征在于所述方法包括(a)加热软化步骤，加热所述柏油混合物层的表面，使热渗透至超越所述柏油混合物层的基层与表层之间的边界面的深度或相当于该深度的所述柏油混合物层的深度而进行软化；(b)翻松步骤，对超越被加热而软化的所述柏油混合物的所述边界面的深度或相当于该深度的所述柏油混合物层的深度为止进行翻松而形成旧柏油混合物；(c)第一添加步骤，向经过翻松的所述旧柏油混合物，添加以不被团粒化的温度预存储在预存装置里的、大粒径的骨材或附着有柏油的骨材，或者含有大粒径骨材的粒度分布的柏油混合物中的任意第一新材料；(d)混合步骤，对添加有所述第一新材料的所述旧柏油混合物进行混合，而形成补强柏油混合物；(e)大粒径补强层形成步骤，在所述翻松步骤中被翻松后剩余的所述柏油混合物层的剩余层上，铺匀所述补强柏油混合物，以形成弹性系数大于所述剩余层的弹性系数的大粒径补强层；(f)第二添加步骤，在所形成的所述大粒径补强层上，添加以不被团粒化的温度预存储在预存装置里的、用于形成新表层的柏油混合物，即第二新材料；(g)新表层形成步骤，铺匀所述第二新材料而形成新表层，该步骤与所述的大粒径补强层形成步骤相关联；(h)压实步骤，在蓄热状态下，一体压实形成在所述剩余层上的所述大粒径补强层与所述新表层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在所述翻松步骤之前还包括新材料搬入 步骤，将不同时机从所述自走车辆系统之外运入的所述第一新材料和所述第二新材料，在 所述不同时机分别搬入预存装置里。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述第一新材料是相比包含在所述柏 油混合物层的最大粒径的骨材具有更大粒径的骨材或附着有柏油的骨材、或者含有相比包 含在所述柏油混合物层的最大粒径的骨材粒径更大的骨材的粒度分布的柏油混合物中的 任意一种。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的方法，其特征在于添加有所述第一新材料 的所述补强柏油混合物，包含有相比包含在所述柏油混合物层的最大粒径的骨材具有更大 粒径的骨材，其含量为从整体上包含约5% 35%。5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的方法，其特征在于所述混合步骤还包括 再生剂添加步骤，在对添加有所述第一新材料的所述旧柏油混合物进行混合时，添加柏油 再生剂。6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的方法，其特征在于所述第二新材料含有与 包含在所述柏油混合物层的骨材所具有的粒度分布几乎相同的粒度分布的骨材。7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的方法，其特征在于所述大粒径补强层形成 步骤还包括层间粘接步骤，向所述剩余层散布柏油乳剂或用于提高防水性及粘接性的材 料，从而粘接所述剩余层与所述大粒径补强层。8.一种自走车辆系统，用于将铺装道路的柏油混合物层连续再铺设于路面，其特征在 于包括预热车辆(A)，该预热车辆(A)包含加热装置，该加热装置加热铺装道路的所述柏油混 合物层的表面，使得热渗透至超越所述柏油混合物层的基层与表层之间的边界面的深度或 相当于该深度的所述柏油混合物层的深度而进行软化；铣刨车辆(B)，该铣刨车辆(B)包含第一容箱，将大粒径骨材或附着有柏油的骨材，或 者含有大粒径骨材的粒度分布的柏油混合物中的任意第一材料，以不被团粒化的温度进行 存储；翻松装置，直至超越被加热而软化的所述柏油混合物层的所述边界面的深度或相当 于该深度的柏油混合物层的深度为止进行翻松，从而使之成为旧柏油混合物；第一添加装 置，将从所述第一容箱排出的、...

【专利技术属性】
技术研发人员：笠原笃，后藤文夫，五味笃树，奥野隆，国岛武史，尹恢允，
申请(专利权)人：格林安株式会社，住友建机销售株式会社，日立建机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]