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沥青混合料厂拌热再生设备研发新思路

发布日期:2015-07-31
于洪林
廊坊德基机械科技股份有限公司
河北省沥青路面智能装备工程技术研究中心

摘要:在充分调研当前沥青混合料厂拌热再生设备现状的前提下,对现有设备所存在的问题和不足进行了全面地论证和分析,并具有针对性地提出了一种沥青混合料厂拌热再生设备研发的全新思路。
关键词:沥青再生 再生设备 研发

NEW IDEAS ON HOT MIX ASPHALT RECYCLING PLANT DESIGN
LANGFANG D&G Machinery Technology Co., Ltd.  YU Hong-lin
HEBEI Asphalt Pavement Intelligent Equipment Engineering Technology Research Center

ABSTRACT:After a thorough study of current hot mix asphalt recycling plant, a completely new idea on plant design has been presented according to exist disadvantages and problems.
KEYWORDS: Asphalt  Recycle  Recycling Plant  Design

  公路建设飞速发展,越来越多的沥青路面逐步进入维修期或大修期,在路面维修养护过程中,将产生大量的废旧沥青混合料(简称RAP)。这种材料,随意处置或丢弃会对环境造成污染;而对于公路建设施工来说,却是一种非常有价值的原材料。通过合理的方式加以回收利用,可节省大量的施工原材料成本,有效避免了材料的浪费和环境污染,具有非常重要的经济和社会意义。
  大量的生产实践表明,厂拌热再生技术具有设备配套简单灵活、生产工艺成熟可靠、成品料质量优良且可控等显著的技术优势,可以最大限度恢复回收旧料的性能,具有非常优秀的综合性能表现,是各种再生技术中应用最为成熟和广泛的一种。随着再生用量不断增多,传统厂拌热再生设备本身所存在的问题和局限性也逐步凸显。本文将针对当前间歇式沥青混合料搅拌设备再生配套技术所存在的不足,提出一种全新的厂拌热再生设备研发思路。

  1、 厂拌热再生及设备现状
  常规的间歇式沥青混合料搅拌设备,完全是根据生产全新沥青混合料的需要的进行设计和优化,发展至今设备已经非常完善紧凑。而当前几乎所有的所谓“再生设备”都是在常规沥青混合料搅拌设备的基础上采用“贴”的方式,通过在主机旁边增加“再生部分”来实现再生沥青混合料生产的功能。由于设备主机本身结构的局限,再生部分只能“迁就”主机的现有条件,设备本身无法合理满足再生沥青混合料生产的实际需求(无法按照再生的要求对设备进行优化)。
  其次,由于设备厂家大多只专注于设备本身的设计和研发,而关于土木工程及材料工艺等方面的知识和经验相对贫乏,传统的再生设备的设计和研发自然未能根据再生沥青混合料生产的工艺要求做到“有的放矢”。
  以上两个方面的原因,导致传统再生设备存在各种问题和不足,影响到设备的综合使用性能。

  2、 现有厂拌热再生设备问题分析
  总体来说,当前再生沥青混合料搅拌设备所存在的主要问题有以下几点:

  ●设备产能下降
  众所周知,间歇式沥青混合料搅拌设备的产能主要是由拌锅容量和生产周期决定,在拌锅容量一定的前提下,生产周期越短产能越高,反之则产能降低。再生生产时产能降低也主要是由于生产周期加长而导致的,引起周期加长的原因有:
    ▪拌时间延长
    设备在进行再生生产时,尤其是当RAP添加比例较大时,为了保证混合料的搅拌效果(均匀性、一致性),需要适当延长搅拌时间。而在极端情况下需要用到再生剂时,还需要相应增加RAP与再生剂的干拌时间。
    ▪物料进锅时间太长
    由于目前再生设备本身结构的局限,RAP进锅环节往往都比较复杂。无论是采用溜槽还是进锅皮带机等进锅方式,为保证进料的顺畅性,需要对进锅环节进行特殊的设计,从而导致料路过长或过于复杂,进锅时间相对于的常规混合料生产来说必然增加。

  ●物料粘结
  “粘”是沥青混合料本身的固有特性,RAP作为被回收废旧沥青混合料,也具有同样的特性,所以在对RAP处理的过程中粘结问题是不可避免的。但在设备设计时若能根据RAP本身的特性进行具有针对性的设计和优化,则相对可以减少或缓解粘结问题,具体来说:
    ▪与RAP接触各环节的细节优化不足
    用于RAP配供、加热、缓存、计量、进锅等各个环节(即与RAP接触的环节),在具体设计时都应充分考虑到RAP粘的特性,注意细节设计尽量保证足够的下料角度、避免直角或死角等容易粘料和堵料的结构。例如:缓冲仓、称量斗等尽量使用圆仓结构;在容易发生堵塞的部位设计设置方便检查清理或处理的装置(如:观察孔、检修门等)。
    ▪RAP进锅环节过于复杂
    RAP输送料路尽量简短可在很大程度上降低RAP发生粘结的几率,例如:RAP进锅环节是当前设备普遍存在的容易发生粘结和堵料的环节,该部位空间相对紧张且结构较为复杂,非常容易发生粘结且难于处理。
    ▪RAP加热环节不合理
    详见下一条RAP沥青老化的详细介绍。

  ●RAP中沥青老化
  RAP是一种含有沥青的混合级配的材料,相对于全新骨料来说具有更加的宽泛的级配范围,根据实际生产实践经验来看,经过筛分之后的RAP材料不同规格部分特性差异是非常大的:其中较细规格RAP材料中沥青含量很高但骨料规格较小,较容易加热;而较粗规格RAP则恰恰相反,其中沥青含量低但骨料规格较大,加热过程中需要吸收更多的热量。由于对于RAP材料本身特性理解的不足,目前几乎所有再生设备对RAP均采用单一的加热方式,即所有RAP(所有规格,即使提前做出筛分)统统加入RAP烘干滚筒进行烘干加热,这势必导致粗细不同规格RAP加热的不均匀性,从而非常容易发生沥青老化和粘结的问题。

  3、 厂拌热再生设备研发新思路
  通过上述分析可以看出,真正的再生沥青混合料搅拌设备,不是在现有常规沥青混合料搅拌设备的基础上采用拼凑贴上去的方式,即不能局限于现有常规搅拌设备本身的结构和尺寸;也不能一味地只考虑再生本身,而是要采取全新的研发思路,即“整体式”设计理念,将再生部分作为整体设备的“标准配置”进行综合考虑,全面优化设备各个环节的结构。同时,充分研究和分析原材料(尤其是RAP)特性和再生生产的实际需求,具有针对性地对某些特定环节进行优化。

  ●拌合楼重新设计 充分满足再生功能
  打破现有常规沥青混合料搅拌设备拌合楼结构的局限,对拌合楼重新设计,把再生部分作为设备的“标准配置”融入到新设计中去,根据生产再生沥青混合料的需要进行优化。

  ●优化楼体结构 简化RAP进锅环节
  为简化RAP进锅环节,对拌锅的布置位置进行合理布局,由原来位于新骨料称量斗正下方向再生称量斗一侧偏移,以确保称量后的RAP可以直接卸入拌锅,而新骨料根据需要则可以通过溜槽结构顺畅进入拌锅,不存在粘结问题。
  这样一来,一方面可以在很大程度上的缓解RAP粘结的问题,另一方面可以减少RAP进锅时间从而缩短生产周期(提高设备产能)。

  ●配套较大容量拌锅
  采用较大容量的拌锅,以保证设备在各种工况下(比如:大比例再生、改性沥青混合料等)的综合产能。

  ●新型RAP加热烘干系统
  在常规RAP烘干滚筒的基础上增加“再生环”装置,对筛分后不同规格的RAP材料区别处理,其中:较粗规格RAP由滚筒端头处加入,全程加热;较细规格RAP则由滚筒“再生环”处加入,只参与部分加热过程。从而确保不同规格RAP加热工艺的合理性,在保证RAP加热效率的基础上,还可有效缓解沥青过热导致的老化和粘结等问题。

  4、 总结
  随着再生市场的不断扩大,对再生沥青混合料的需求将越来越大,再生沥青混合料生产规模将会逐步赶超常规沥青混合料生产,成为广大用户占主导地位的日常生产模式。传统再生设备由于其本身所存在的一系列问题和不足,将无法满足人们日益增长的再生生产需求;采用全新思路设计新型再生设备,完全根据再生沥青混合料生产的需要对设备进行全面优化,是有效地满足了再生需求、使之成为真正意义上的再生沥青混合料搅拌设备。
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