沥青混凝土厂拌热再生搅拌设备

    厂拌热法再生,是一种实用、灵活、简便而又能保证质量的沥青路面再生技术。旧沥青层用铣刨机切削回收,运回再生搅拌厂,根据路面的不同层次的质量要求,确定配合比中可添加的旧沥青混合料的比例,通过沥青混凝土再生搅拌设备,重新搅拌成质量合格的沥青混凝土,再运至现场摊铺碾压。

对沥青混合料再生设备的基本要求

    在搅拌厂对沥青混合料进行热再生,所用的设备实际上也是热沥青混合料搅拌设备的一种,但比普通的沥青混合料热拌设备要增加特殊功能。

    首先要具备新的沥青混合料搅拌的基本功能;即:(各种骨料、粉料、添加剂、沥青的)计量准确、(骨料和沥青的)温升准确,搅拌充分。以能生产得到级配良好、油石比合适的沥青混合料;
    应具有完备的、高准确度的旧料配料计量装置;
    应具有良好的、温控准确的旧料加热装置;
    应具有高效的、在加热状态有较长时间进行搅拌的再生、混合装置。

厂拌沥青热再生设备的分类及优缺点

间歇式厂拌热再生设备

    我国目前大量使用的间歇式沥青搅拌设备,添加专用的装置即可用于沥青的再生。其中相对较好的就是“第二烘干筒”(图1)方式。

    “第二烘干筒” 是上世纪70年代末的技术。是专门为间歇式沥青搅拌设备加热处理旧沥青混合料的附加置。虽然比直接加入到搅拌缸的简易再生要好,但与最优秀的连续式相比仍然有其固有的缺点:

    专门用于加热旧沥青料的第二烘干筒,产量小,设备庞大,旧沥青的废气(兰烟)如直接通过除尘器排放,将缩短滤袋寿命,且对环境造成二次污染,需用庞大的再燃烧方法处理的废气,用于沥青再生的附加装置所增加的价格高昂。

    虽可处理50%旧料,但也同时这50% 的旧骨料不能在间歇式搅拌设备中进行“二次筛粉”,在控制矿料级配方面与连续设备无异。

    新、旧料混合时间短,新、旧沥青不能与骨料充分地均匀裹复,混合料拌合再生质量差。

    用于沥青混合料再生时,需延长搅拌时间10-20秒钟,生产效率降低20-40% 以上。如产量为160t/h 的2000型间歇式搅拌楼,用于再生时其产量不到120t/h。

    由于需要两个烘干筒,两套燃烧装置,整机的热效率低,用于再生时,单位产量的燃油消耗率增加20-40%。

连续式厂拌热再生设备之一

    “中置燃烧器、加长烘干筒”(图2)是较早期(上世纪80年代)的沥青再生搅拌设备。其缺点是:

    沥青混合料用自落式搅拌法,混合质量较差。
 
    新、旧料混合时间较短,再生过程进行得不充分,尤其是当投入旧沥青料超过40% 时,再生质量较差。

    新沥青、旧沥青仍会在高温区分解,有二次污染。

    矿粉在烘干筒后部添加时,容易被强大的气流抽走到除尘器,矿粉有较大的损失。

连续式厂拌热再生设备之二

    “双滚筒”(图3、4)连续强制搅拌设备。

      

    “双滚筒”沥青再生搅拌设备在上世纪80 年代中期以后已经进入实用阶段。这是专门为沥青再生而研发的,该机融合了连续式搅拌设备的结构简单、产量大、能耗低的特点,又汲取了间歇式搅拌设备具有强制搅拌的优点,尤其是在处理大量的废旧沥青材料方面有着特殊的优越性:

    新骨料在内筒加入,逆流烘干。旧料在烘干筒外套加入,间接加热,新、旧骨料与新沥青、新矿粉强制搅拌、再生;

    旧沥青混合料、新沥青均在外筒加入,旧料间接加热完全与火焰隔开,不会老化;矿粉在外筒加入,不会被内筒的气流吹走;

    连续的长时间(净再生搅拌时间长达60-90秒)的强制搅拌,搅拌效果最好。再生质量最好,可处理50% 旧料;

    沥青烟气进入除尘器之前要经过燃烧室燃烧,是一种自然形成的废气再燃烧的结构,不会对环境造成二次污染,除尘器的布袋寿命长。

    成套再生设备结构简单,购置成本低。

    热能损耗少,热效率高,生产效率高。与生产新料相比,生产再生沥青混合料的油耗率和生产率相同。

沥青再生搅拌设备的关键技术

    对于沥青再生搅拌设备,衡量其优劣的最重要标准,除了对骨料、矿粉和沥青的计量严格要求以保证级配和油石比的准确性之外,还要特别解决旧沥青混合料预加热重融方法以及旧沥青混合料计量方法的问题。

    旧沥青混合料预加热重融方法旧沥青混合料的加热需要较长的时间,一定要尽量使旧沥青融化彻底,有利于与新料的混合,而且旧沥青料的加热不能用明火;旧沥青混合料的筛分和计量最好在加热前进行,否则会对筛网和计量装置造成污染,影响计量精度;要处理好加热旧沥青产生的废气,不能造成对环境的二次污染。

    旧沥青混合料中的沥青,如果不能在搅拌的过程中从原来的骨料游离出来,与再生添加剂、新添加的沥青和骨料充分混合,使得新旧沥青、新旧骨料分布均匀,那么原来的旧沥青就仍然没有得到再生。指出这一点十分必要,它是评判沥青再生设备的优劣的重要标准。在这里,沥青再生搅拌装置应当能在加热状态下让各种组分有足够长的搅拌时间,令旧沥青与再生剂有充分相互作用的机会,令新、旧料的混合充分进行。

旧沥青回收料的加热方式有:

    利用过热的新骨料,在混合时传热给旧料;

    利用烘干筒壁间接加热旧料;

    用一个专门旧沥青混合料的加热装置来加热旧料。

    间歇式再生设备的搅拌时间太短(30~36秒钟),即使加入已经在第二烘干筒加热的旧沥青回收料,新旧料混合的扩散阶段也不能充分进行,令新、旧沥青与新、旧骨料之间没有较长的时间混合,再生和混合质量都很差。

    中置火焰的单滚筒式再生设备,既利用了过热的新骨料,也利用烘干筒后半部的余热间接加热,但由于是自落式搅拌,剪切混合作用很微弱,同样不能将新、旧沥青与新、旧骨料充分搅拌,再生和混合质量也较差。

    “双滚筒”沥青再生搅拌设备,其外筒如同一个巨大的“单卧轴”搅拌机。旧沥青混合料的加热、再生、与新料的混合均在此完成。对旧沥青回收料的加热是利用过热的新骨料在混合时传热给旧料,再利用烘干筒壁间接加热旧料。新、旧料在再生、混合区的搅拌时间长达60~90秒钟。因而,沥青的再生得以充分进行。

旧沥青回收料的预处理和计量方法

    旧沥青回收料破碎、筛选旧沥青回收料的预处理(破碎、筛选、成分检测)、给料和计量,是保证再生沥青混凝土的质量的重要环节。

    旧沥青混合料在加入搅拌机之前必须根据试验室确定的配合比要求的比例进行准确量。

各种沥青再生设备对旧沥青回收料的给料和计量方法的评价

间歇式设备

    新骨料是在烘干之后经二次筛分然后称量,可以做得比较准确;但旧料的计量则完全失去了间歇式设备赖以称雄的优势:旧沥青回收料中的骨料不能进行二次筛分。因而,间歇式再生搅拌设备的级配控制的优点在需处理大比例的旧料时已经不复存在。

连续式设备

    由于旧料可以先计量再加热,冷态下的计量当然容易进行,即使是容积法连续计量也能做到相当准确。

冷骨料预筛分

    为了解决连续式沥青混凝土搅拌设备用于拌制那些“工程材料来源或质量不稳定”的骨料时,仍然可以保证得到正确的混合料的“级配”。广佛高速公路大修工程在引进“双滚筒”的同时,增加了一套“骨料预分级处理系统”(图5),使连续式沥青混凝土搅拌设备的功能得以提升,具有了与间歇式搅拌设备一样的骨料的“二次筛分”功能,从而可以在“工程材料来源或质量不稳定”的不利情况下,拌制出来可满足任何规范对“级配” 有要求严格的沥青混凝土,以应用于高速公路沥青路面的施工和再生大修。这台设备投入使用以来,无论用于沥青再生,还是搅拌新沥青混凝土,都达预期的目的。

    冷骨料进入料斗之前,预先经过筛分机来分级。以保证各骨料斗内分段的良好级配,从而可以有效地对来源不良的骨料进行把关,达到与间歇式沥青搅拌设备的“二次筛分”一样的效果。

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