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沥青混合料搅拌设备相关技术的探讨

沥青路面施工2022-10-21

我国公路建设的经验和实践证明,采用间歇式沥青混合料搅拌设备更符合我国的国情,这是因为我国目前使用的材料品种杂,变异性大,再加上沥青混合料搅拌设备大都是露天作业,材料的含水量受天气影响很大,强制间歇式沥青混合料搅拌设备因其结构的完善、级配正确、计量精度高、成品料质量好、易于控制,在沥青路面特别是高速公路的施工工程中受到普遍的欢迎,强制间歇式沥青混合料搅拌设备是沥青路面施工的主要配套设备。

随着我国公路建设的快速发展,国产沥青混合料搅拌设备也随之快速成长。经过多年的努力,至今国产沥青混合料搅拌设备已成为公路建设和养护的主力军,技术上得到了很大的发展。不管是封装式、厂房式、快搬式、整体式结构设计,还是再生、温拌等内生性能的提高,都反映了我国沥青混合料搅拌设备行业处于一个蒸蒸日上的时期。

我国的公路建设和养护仍处于发展期,对沥青混合料搅拌设备还有较大的市场需求,因此国内沥青混合料搅拌设备的制造企业在不断地增加,国外的沥青混合料搅拌设备制造企业也纷纷在我国内建厂,沥青混合料搅拌设备的市场競争将日趋激烈。要在市场競争中处于不败之地,必须要在提高产品的技术性能及质量、并在节能和环保等方面不断的努力与改进。

沥青混合料搅拌设备发展至今,其结构和技术上可以说已经达到较完善的程度,但技术总是在不断的发展和提高的,沥青混合料搅拌设备技术的改进和提高基本都是在部件或局部范围内,本文结合国内外在沥青混合料搅拌设备上的一些技术发展作概要的介绍,供大家参考。

一.冷骨料仓

冷料供给系统由冷骨料仓和给料皮带机组成,冷骨料仓在强制间歇式沥青混合料搅拌设备中是一个结构较简单的部件,它是用钢板和型钢焊接起来的构件,粗看它是一个粗框型构件,其结构虽简单但同样有它自身的技术要求。冷骨料仓的容量必须要和其生产能力相匹配,皮带机给料阻力小;冷骨料仓的出料要均匀等。为满足上述要求,冷骨料仓的设计和制造关键点是出料口的形状。早期的冷骨料仓出料口的形状是矩形,矩形出料口料仓出料的均匀性差,且出料阻力大。最好的冷骨料仓出料口的形状应是梯形出料口。

由于我国公路目前使用的材料品种杂、变异性大,加之材料搬运、装卸等过程中易使材料离析,用装载机将料装入料仓后增加其离析现象,梯形出料口是一项有效的措施。冷骨料仓梯形出料口料仓出料时,从宽度小的一端向宽度大的一端出料,这样可以减少出料阻力,而且保证料仓内的料均匀出料,即料仓整个宽度范围内都是有效出料区。

冷骨料仓的梯形出料口有一个斜度的要求,合理的斜度才能取得好的效果,梯形斜边的斜度通常在30~50之间。因为冷骨料仓有大小的区别,大料仓的斜度的要小一些,小料仓的斜度的要大一些。每个冷骨料仓的最佳斜度要通过试验测试确定,即测试不同斜度出料口冷骨料仓出料时皮带机电机的驱动功率,并观察料仓的出料均匀度情况。建议相关企业建立一些试验台,对相关部件进行试验,这是提高产品质量的唯一途径。

二.沥青混合料级配的监控

冷料供给系统是存放一定量不同规格的冷骨料,并将冷骨料进行初级配再输送到干燥滚筒的装置。不同用途的沥青混合料有不同的级配要求,冷料供给系统所供给的骨料必须要满足工程级配的要求,沥青混合料的级配有密级配、半开级配、开级配、间断级配等,在不同的工程中有不同的级配设计,在工程施工中必须要满足级配的要求。沥青混合料搅拌设备在开始拌料前首先要对冷骨料的给料机按级配的要求进行调节。

三.皮带输送机的皮带跑偏技术

沥青混合料搅拌设备的给料系统中有多个皮带输送机,冷料仓的下部安装有给料皮带机,汇集各给料皮带机骨料的集料皮带机,以及将集料皮带机输送的骨料送入滚筒的倾斜皮带输送机。给料皮带机主要由机架、输送皮带、皮带辊筒、张紧装置、传动装置等组成。皮带机主要由两端滚筒及紧套其上的闭合输送带组成,带动输送带转动的滚筒称为驱动滚筒(传动滚筒);另一个仅在于改变输送带运动方向的滚筒称为张紧或改向滚筒。驱动滚筒由电动机通过减速器驱动,输送带依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力拖动。驱动滚筒一般都装在卸料端,以增大牵引力,有利于拖动。

皮带机工作过程中皮带跑偏是经常和最易发生的现象,最简单的方法是在皮带的两边加档滚以防皮带跑偏,皮带跑偏的原因有多种,针对不同的情况采取不同的措施,如:调整驱动滚筒与改向滚筒位置,驱动滚筒与张紧滚筒的调整是皮带跑偏调整的重要环节,所有滚筒的安装位置必须垂直于皮带输送机长度方向的中心线,若偏斜过大必然发生跑偏。特别是输送距离较大的皮带输送机,更易发生皮带跑偏现象。常用的方法是加皮带挡滚的方法这样既增加皮带的磨损,又增加了皮带的驱动功率。

四.干燥滚筒

骨料烘干加热系统的功能是将骨料加热到一定温度并充分脱水,以保证计量精确和结合料(沥青)对它的裹敷,使成品具有良好的摊铺性能。骨料的加热温度一般为160~180℃,对连续滚筒式搅拌设备可略低一些,一般为140~160℃。滚筒内壁安装有提料叶片,滚筒转动时骨料在提料叶片的作用下被提升和跌落形成一定的料帘,骨料在倾斜的滚筒内提升/跌落的过程中前进一段距离,使骨料从进料端向卸料端移动。滚筒不同区间的叶片有不同的形状和要求,在滚筒的燃烧区为保证火焰的充分燃烧,该区域内不允许有料帘存在,若滚筒的燃烧区有料帘存在,则易使火焰熄灭或发生燃料喷附于骨料的现象,易产生燃料的不完全燃烧,不完全燃烧的燃料随烟气进入布袋除尘器,燃油粘附布袋后易使布袋着火烧毁。滚筒的燃烧区内除保证滚筒燃烧区无料帘外,并尽量减少辐射热传导给滚筒壁,还应使燃烧的热能得到充分的利用,既使热能得到利用又能使滚筒得到保护。滚筒的其它区域的叶片应有利于骨料的干燥和加热,燃烧热气和骨料在滚筒内的对流运动进行热交换,热气流穿过密集的料帘将热量传递给骨料。

滚筒的转速与滚筒直径有一定的关系,滚筒的转速直接影响到料帘的形成,具体的设计方法参照人民交通出版社“筑路机械手册”的相关章节。干燥滚筒是对冷骨料进行烘干加热的装置,冷骨料从滚筒的高端进入,烘干加热的骨料从滚筒的低端卸出,滚筒的低端安装有燃烧器,燃烧热气和骨料在滚筒内的对流运动,热气流穿过密集的料帘将热量传递给骨料。因此滚筒内必需要有一定的负压,保持有一定的气流速度。通常滚筒的负压为5~9mm水柱,风速约为5~6m/s。

五.沥青混合料的离析

沥青路面施工过程中,通常在摊铺作业时注意沥青混合料的离析问题,由于沥青混合料的离析会影响到沥青路面的质量,因而出现了沥青混合料的转运料车及再搅拌等技术。沥青混合料离析的问题应提前到沥青混合料搅拌设备的拌制过程中加以控制,以减少沥青混合料的离析的产生。

六.节能

沥青混合料搅拌设备通常是露天作业的,使用的骨料都是露天堆放的,受下雨的影响使骨料的含水量增加,大含水量的骨料必然要增加燃油的消耗。沥青混合料搅拌设备节能最有效的方式是减少骨料的含水量。堆料场建立良好的排水设施、建立遮雨棚等都会有很好的效果。最新的专利还提出:可利用沥青混合料搅拌设备排放尾气等的余热来预热冷骨料或再生料。余热的来源:除尘器排放的尾气、干燥滚筒周围的热气、导热油加热器处的热气等,将这些热气收集并输送到冷骨料的预热装置,对冷骨料或再生料进行预热,如图9所示,对固定式搅拌设备来说是一个很好的建议。

经试验证明温拌沥青技术具有节能和环保效果,研究温拌技术的初衷是减少沥青烟对人体的危害,沥青烟中含有大量致癌物质,由于沥青烟在130~140摄氏度左右产生,因此温拌沥青的温度上限限定在130摄氏度,避免了沥青烟的产生。同时,根据有关部门对几千吨混合料检测得出的综合数据,这套技术能够降低二氧化碳排放56%,能耗降低22%,减少对人体有害的气体81%。温拌技术还能在较低气温条件下施工,从而能延长寒冷地区的施工周期。另外,热拌沥青混合料要求施工环境温度必须高于10摄氏度,因此在高原地区或我国北方,冬季就不能施工。目前环境污染和能源枯竭已得到全球范围的关注。为保护生态环境,世界各国都对温室气体、有害气体以及固体粉尘等排放进行严格限制。沥青混合料的生产是道路工程中能量消耗与环境污染大户,经研究数据表明,每生产1t热拌沥青混凝土需消耗8L燃料油。如拌和温度降低30~35℃,可节约燃料油2.4L/t,并可减少30%以上的CO2等气体以及粉尘的排放量。因此温拌沥青技术能明显地降低沥青烟气的排放量,而且环保和节能效果明显,目前我国温拌技术已经得到了广泛应用,细节技术上还应加强研究。(本文来自沥青路面施工,点击链接阅读原文)

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