雙滾筒連續(xù)式攪拌設(shè)備在瀝青熱再生中的應(yīng)用

謝 灝

(衡水公路工程總公司)

1 前 言

舊瀝青混合料再生技術(shù)是近年或?qū)?lái)我國(guó)路面材料回收利用、保護(hù)資源和環(huán)境的基本措施,舊瀝青混合料廠拌熱再生技術(shù)也是一個(gè)主要的瀝青再生技術(shù),本項(xiàng)目研究具有廣闊的應(yīng)用和推廣前景。

2 瀝青熱再生技術(shù)

廢舊瀝青路面再生利用技術(shù)是將需要翻修的或廢棄的舊瀝青混合料路面經(jīng)過(guò)銑刨、破碎、再和新瀝青材料或新材料及再生劑適當(dāng)配合,重新拌和,形成具有一定路用性能的再生瀝青混合料,用于鋪筑路面面層或基層的整套工藝技術(shù)。對(duì)于高等級(jí)瀝青路面再生利用的施工方法,我國(guó)目前正在進(jìn)行實(shí)踐和探索。根據(jù)國(guó)外施工經(jīng)驗(yàn),采用工廠熱法進(jìn)行瀝青路面再生可以保證再生瀝青混合料的質(zhì)量,確保達(dá)到高等級(jí)公路的使用要求。下面就其施工工藝流程及關(guān)鍵設(shè)備— —雙滾筒連續(xù)式攪拌設(shè)備的應(yīng)用做以分析,起到為施工單位提供一定借鑒的作用。

3 廠拌熱法再生施工工藝流程

廠拌熱法再生施工包括現(xiàn)場(chǎng)舊料的回收、集中加熱拌和、運(yùn)輸、攤鋪碾壓等幾個(gè)步驟。與常規(guī)的瀝青混合料施工相比,主要增加了舊料回收以及集中拌和時(shí)的冷料輸送裝置、加熱裝置。其整個(gè)工藝流程如圖 1所示。

從圖 1可以看出,再生瀝青路面的施工工藝與普通瀝青路面的施工工藝相比,在再生瀝青混合料的拌和上復(fù)雜程度大大增加。

綜合瀝青混凝土再生攪拌設(shè)備的發(fā)展歷程,國(guó)內(nèi)外特別是一些發(fā)達(dá)國(guó)家的研究部門和設(shè)備制造商數(shù)十年來(lái)進(jìn)行了廣泛的探索,由間歇式瀝青混凝土攪拌樓改造的瀝青混凝土再生設(shè)備,發(fā)展到滾筒式再生攪拌設(shè)備,由順流式改進(jìn)為逆流式,進(jìn)一步發(fā)展成三套筒式,更進(jìn)一步形成了目前的雙滾筒式瀝青混凝土再生攪拌設(shè)備,由于它能比現(xiàn)有的其他形式攪拌設(shè)備容納更多的舊料,并且即可用一種簡(jiǎn)單的方式接受各種廢舊材料和改性添加劑,又能在保證強(qiáng)制拌和時(shí)間的同時(shí)保證絕對(duì)清潔的排放并生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的瀝青混合料,是一種優(yōu)質(zhì)、高效低耗、環(huán)保的舊瀝青混合料再生的理想設(shè)備。

4 雙滾筒連續(xù)式攪拌式設(shè)備

雙滾筒連續(xù)式攪拌式設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)如圖 2所示。

圖 1 廠拌熱再生施工工藝流程

4.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

所謂雙滾筒,即烘干——拌和滾筒采用了雙層結(jié)構(gòu)。在內(nèi)滾筒外部又加了一個(gè)固定的外滾筒,而內(nèi)滾筒同時(shí)又成為外滾筒的旋轉(zhuǎn)主軸,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、支撐和驅(qū)動(dòng)方式與間歇式攪拌設(shè)備的干燥滾筒相類似;內(nèi)滾筒筒內(nèi)仍作為冷礦料的加熱空間,但采取了逆流加熱的方式。冷礦料在這里被烘干、加熱后,從燃燒器這一端的內(nèi)筒筒壁的縫隙中流入到外筒的內(nèi)腔中;在內(nèi)筒的外壁上裝有許多可更換的攪拌葉槳,當(dāng)內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)時(shí),葉槳就撥動(dòng)外筒內(nèi)腔中的各種混合料向與燃燒器相反的方向作螺旋推進(jìn)運(yùn)動(dòng),變自落式拌和為強(qiáng)制式攪和,并且沿滾筒經(jīng)歷了較長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)軌跡(即可達(dá)90S和較長(zhǎng)的拌和時(shí)間),從而得到了均質(zhì)的成品料。外筒與機(jī)架固定是不旋轉(zhuǎn)的,筒壁外側(cè)包有絕熱材料和密封薄鐵板,筒壁內(nèi)側(cè)裝有耐磨襯板。外筒的內(nèi)腔提供了一個(gè)大的裹覆空間:收回材料從燃燒器這一端進(jìn)入外筒,首先與從內(nèi)筒流入的已加熱的新鮮砂石料混合,吸收新鮮砂石料所攜帶的熱量,使舊瀝青得以軟化、升溫;再生料中的水蒸氣和輕油氣則從新鮮砂石料流出的縫隙中被吸入燃燒器而焚化,因而大大降低了因采用回收材料所造成的污染,并使回收料的比例可高達(dá) 50%;回收材料的熱量 90%來(lái)自新鮮的熱砂石料,10%來(lái)自內(nèi)筒壁和攪拌葉槳的熱傳導(dǎo),因此即使提高砂石料的加熱溫度,也不致造成筒壁的熱損失,相反可節(jié)約 10%的燃料;隨后,礦粉等添加劑也從外筒加入到這一裹覆空間,由于避開了熱氣流,所以解決了單滾筒攪拌設(shè)備難以避免的礦粉失散問題,并且在葉槳的強(qiáng)制攪拌下,可以均勻的分散在混合料中;最后,在外筒壁適當(dāng)?shù)奈恢?噴入新鮮的瀝青,實(shí)現(xiàn)對(duì)上述各種集料的裹覆,在這里瀝青也因避開了燃燒器的烈焰,而防止了可能出現(xiàn)的瀝青老化,其分裂出來(lái)的輕質(zhì)油,同樣被吸入燃燒火焰中而焚化。優(yōu)質(zhì)成品料從外筒遠(yuǎn)離燃燒器一端卸出,充分燃燒后不再有煙霧的氣體從內(nèi)筒進(jìn)料端一側(cè)經(jīng)集塵裝置排入大氣。由于回收材料和新鮮瀝青中的輕質(zhì)油已被充分燃燒,布袋式集塵裝置的過(guò)濾袋不再被油污侵蝕,因而大大提高了使用壽命;另外,外筒底側(cè)開有一個(gè)液壓操縱的大的活門,可供操作人員進(jìn)入腔內(nèi)檢查維修之用。

4.2 技術(shù)性能特點(diǎn)

雙滾筒式瀝青混凝土再生攪拌設(shè)備是瀝青混凝土攪拌設(shè)備一次偉大的變革。它對(duì)廢舊瀝青混合料的利用率達(dá)到 50%～60%,再生成本低(比間歇式設(shè)備低 10%左右),再生質(zhì)量好(能達(dá)到高速公路路面層混合料的質(zhì)量要求),生產(chǎn)過(guò)程符合環(huán)保要求(不冒黑煙,不跑粉)。值得一提的是,雙滾筒攪拌設(shè)備在提高生產(chǎn)能力、降低設(shè)備制造成本方面還存在著巨大的潛在空間,是一種技術(shù)先進(jìn)、環(huán)保經(jīng)濟(jì)的設(shè)備,其優(yōu)良的使用效果,已在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的生產(chǎn)實(shí)踐中獲得充分的證明。隨著礦料的加工質(zhì)量的提高、集料工業(yè)的發(fā)展以及動(dòng)態(tài)的重量計(jì)量技術(shù)改進(jìn),必將提高雙滾筒連續(xù)強(qiáng)制式再生攪拌設(shè)備在路面瀝青混凝土再生施工中的應(yīng)用,它的應(yīng)用必將有力地提高廢舊瀝青混合料的再生利用,為降低道路維修費(fèi)用、提高道路維修質(zhì)量、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、節(jié)約社會(huì)資源做出巨大貢獻(xiàn)。這種攪拌設(shè)備既利于拌新料,也適宜再生,是瀝青混凝土攪拌設(shè)備必然的發(fā)展方向。

4.3 設(shè)備的優(yōu)越性

雙滾筒連續(xù)式拌和機(jī)從發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)有一段歷史了,在技術(shù)上克服了自身的缺點(diǎn),具有較大幅度的改進(jìn)。結(jié)構(gòu)上加長(zhǎng)了滾筒的加熱空間,加密了攪拌葉片的布置,加深了葉片的寬度以及側(cè)面加擋板等,改善了集料與燃?xì)庵g的熱交換,又阻止了火焰直接噴射瀝青,同時(shí)采用多孔噴射瀝青,有效的防止了瀝青老化;在計(jì)量上采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),精確地控制骨料與瀝青的比例;在燃?xì)馍霞訌?qiáng)了熱輻射,避免了火焰的直接燃燒;在廢料使用上連續(xù)滾筒式攪拌機(jī),由于結(jié)構(gòu)上的優(yōu)越性從而使它在使用廢料上具有其他設(shè)備無(wú)可比擬的優(yōu)越性。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,雙滾筒攪拌機(jī)利用廢料的比例較高、低污染、低熱損,生產(chǎn)出的再生瀝青混合料性能優(yōu)良,是目前比較完善的廢料再生拌和設(shè)備,在高速公路瀝青路面的養(yǎng)護(hù)中具有十分重要的意義。但是,隨著社會(huì)科學(xué)的發(fā)展,先進(jìn)技術(shù)的提高和應(yīng)用,機(jī)械化施工進(jìn)程的逐步增加,施工機(jī)械的性能和品質(zhì)也需要不斷的更新和提高,又因?yàn)槭┕C(jī)械對(duì)施工工藝水平的高低和施工質(zhì)量的好壞,以及對(duì)熱再生路面使用品質(zhì)都有很大影響,所以,養(yǎng)護(hù)機(jī)械化施工已經(jīng)成為當(dāng)今的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和養(yǎng)護(hù)的新的課題,需要我們繼續(xù)深入探索和研究,以便更好地為交通建設(shè)服務(wù)。