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瀝青混合料廠拌熱再生設備研發新思路

發布日期:2015-07-31
于洪林
廊坊德基機械科技股份有限公司
河北省瀝青路面智能裝備工程技術研究中心

摘要:在充分調研當前瀝青混合料廠拌熱再生設備現狀的前提下,對現有設備所存在的問題和不足進行了全面地論證和分析,并具有針對性地提出了一種瀝青混合料廠拌熱再生設備研發的全新思路。
關鍵詞:瀝青再生 再生設備 研發

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

  公路建設飛速發展,越來越多的瀝青路面逐步進入維修期或大修期,在路面維修養護過程中,將產生大量的廢舊瀝青混合料(簡稱RAP)。這種材料,隨意處置或丟棄會對環境造成污染;而對于公路建設施工來說,卻是一種非常有價值的原材料。通過合理的方式加以回收利用,可節省大量的施工原材料成本,有效避免了材料的浪費和環境污染,具有非常重要的經濟和社會意義。
  大量的生產實踐表明,廠拌熱再生技術具有設備配套簡單靈活、生產工藝成熟可靠、成品料質量優良且可控等顯著的技術優勢,可以最大限度恢復回收舊料的性能,具有非常優秀的綜合性能表現,是各種再生技術中應用最為成熟和廣泛的一種。隨著再生用量不斷增多,傳統廠拌熱再生設備本身所存在的問題和局限性也逐步凸顯。本文將針對當前間歇式瀝青混合料攪拌設備再生配套技術所存在的不足,提出一種全新的廠拌熱再生設備研發思路。

  1、 廠拌熱再生及設備現狀
  常規的間歇式瀝青混合料攪拌設備,完全是根據生產全新瀝青混合料的需要的進行設計和優化,發展至今設備已經非常完善緊湊。而當前幾乎所有的所謂“再生設備”都是在常規瀝青混合料攪拌設備的基礎上采用“貼”的方式,通過在主機旁邊增加“再生部分”來實現再生瀝青混合料生產的功能。由于設備主機本身結構的局限,再生部分只能“遷就”主機的現有條件,設備本身無法合理滿足再生瀝青混合料生產的實際需求(無法按照再生的要求對設備進行優化)。
  其次,由于設備廠家大多只專注于設備本身的設計和研發,而關于土木工程及材料工藝等方面的知識和經驗相對貧乏,傳統的再生設備的設計和研發自然未能根據再生瀝青混合料生產的工藝要求做到“有的放矢”。
  以上兩個方面的原因,導致傳統再生設備存在各種問題和不足,影響到設備的綜合使用性能。

  2、 現有廠拌熱再生設備問題分析
  總體來說,當前再生瀝青混合料攪拌設備所存在的主要問題有以下幾點:

  ●設備產能下降
  眾所周知,間歇式瀝青混合料攪拌設備的產能主要是由拌鍋容量和生產周期決定,在拌鍋容量一定的前提下,生產周期越短產能越高,反之則產能降低。再生生產時產能降低也主要是由于生產周期加長而導致的,引起周期加長的原因有:
    ?拌時間延長
    設備在進行再生生產時,尤其是當RAP添加比例較大時,為了保證混合料的攪拌效果(均勻性、一致性),需要適當延長攪拌時間。而在極端情況下需要用到再生劑時,還需要相應增加RAP與再生劑的干拌時間。
    ?物料進鍋時間太長
    由于目前再生設備本身結構的局限,RAP進鍋環節往往都比較復雜。無論是采用溜槽還是進鍋皮帶機等進鍋方式,為保證進料的順暢性,需要對進鍋環節進行特殊的設計,從而導致料路過長或過于復雜,進鍋時間相對于的常規混合料生產來說必然增加。

  ●物料粘結
  “粘”是瀝青混合料本身的固有特性,RAP作為被回收廢舊瀝青混合料,也具有同樣的特性,所以在對RAP處理的過程中粘結問題是不可避免的。但在設備設計時若能根據RAP本身的特性進行具有針對性的設計和優化,則相對可以減少或緩解粘結問題,具體來說:
    ?與RAP接觸各環節的細節優化不足
    用于RAP配供、加熱、緩存、計量、進鍋等各個環節(即與RAP接觸的環節),在具體設計時都應充分考慮到RAP粘的特性,注意細節設計盡量保證足夠的下料角度、避免直角或死角等容易粘料和堵料的結構。例如:緩沖倉、稱量斗等盡量使用圓倉結構;在容易發生堵塞的部位設計設置方便檢查清理或處理的裝置(如:觀察孔、檢修門等)。
    ?RAP進鍋環節過于復雜
    RAP輸送料路盡量簡短可在很大程度上降低RAP發生粘結的幾率,例如:RAP進鍋環節是當前設備普遍存在的容易發生粘結和堵料的環節,該部位空間相對緊張且結構較為復雜,非常容易發生粘結且難于處理。
    ?RAP加熱環節不合理
    詳見下一條RAP瀝青老化的詳細介紹。

  ●RAP中瀝青老化
  RAP是一種含有瀝青的混合級配的材料,相對于全新骨料來說具有更加的寬泛的級配范圍,根據實際生產實踐經驗來看,經過篩分之后的RAP材料不同規格部分特性差異是非常大的:其中較細規格RAP材料中瀝青含量很高但骨料規格較小,較容易加熱;而較粗規格RAP則恰恰相反,其中瀝青含量低但骨料規格較大,加熱過程中需要吸收更多的熱量。由于對于RAP材料本身特性理解的不足,目前幾乎所有再生設備對RAP均采用單一的加熱方式,即所有RAP(所有規格,即使提前做出篩分)統統加入RAP烘干滾筒進行烘干加熱,這勢必導致粗細不同規格RAP加熱的不均勻性,從而非常容易發生瀝青老化和粘結的問題。

  3、 廠拌熱再生設備研發新思路
  通過上述分析可以看出,真正的再生瀝青混合料攪拌設備,不是在現有常規瀝青混合料攪拌設備的基礎上采用拼湊貼上去的方式,即不能局限于現有常規攪拌設備本身的結構和尺寸;也不能一味地只考慮再生本身,而是要采取全新的研發思路,即“整體式”設計理念,將再生部分作為整體設備的“標準配置”進行綜合考慮,全面優化設備各個環節的結構。同時,充分研究和分析原材料(尤其是RAP)特性和再生生產的實際需求,具有針對性地對某些特定環節進行優化。

  ●拌合樓重新設計 充分滿足再生功能
  打破現有常規瀝青混合料攪拌設備拌合樓結構的局限,對拌合樓重新設計,把再生部分作為設備的“標準配置”融入到新設計中去,根據生產再生瀝青混合料的需要進行優化。

  ●優化樓體結構 簡化RAP進鍋環節
  為簡化RAP進鍋環節,對拌鍋的布置位置進行合理布局,由原來位于新骨料稱量斗正下方向再生稱量斗一側偏移,以確保稱量后的RAP可以直接卸入拌鍋,而新骨料根據需要則可以通過溜槽結構順暢進入拌鍋,不存在粘結問題。
  這樣一來,一方面可以在很大程度上的緩解RAP粘結的問題,另一方面可以減少RAP進鍋時間從而縮短生產周期(提高設備產能)。

  ●配套較大容量拌鍋
  采用較大容量的拌鍋,以保證設備在各種工況下(比如:大比例再生、改性瀝青混合料等)的綜合產能。

  ●新型RAP加熱烘干系統
  在常規RAP烘干滾筒的基礎上增加“再生環”裝置,對篩分后不同規格的RAP材料區別處理,其中:較粗規格RAP由滾筒端頭處加入,全程加熱;較細規格RAP則由滾筒“再生環”處加入,只參與部分加熱過程。從而確保不同規格RAP加熱工藝的合理性,在保證RAP加熱效率的基礎上,還可有效緩解瀝青過熱導致的老化和粘結等問題。

  4、 總結
  隨著再生市場的不斷擴大,對再生瀝青混合料的需求將越來越大,再生瀝青混合料生產規模將會逐步趕超常規瀝青混合料生產,成為廣大用戶占主導地位的日常生產模式。傳統再生設備由于其本身所存在的一系列問題和不足,將無法滿足人們日益增長的再生生產需求;采用全新思路設計新型再生設備,完全根據再生瀝青混合料生產的需要對設備進行全面優化,是有效地滿足了再生需求、使之成為真正意義上的再生瀝青混合料攪拌設備。
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