曹勇濤

摘要：通過分析雙滾筒加熱攪拌裝置的工作機理，提出了雙滾筒連續(xù)式瀝青攪拌設備的工藝流程、各系統(tǒng)的主要功能和典型的設計方案；同時指出了在使用雙滾筒連續(xù)式攪拌設備的工程實踐中，骨料的水分、瀝青的溫度、再生料的添加對連續(xù)計量和級配的影響都需要重點關注。

關鍵詞：雙滾筒；連續(xù)計量；瀝青攪拌設備；設計方案

中圖分類號：U415.52文獻標志碼：B

0引言

熱拌瀝青混合料（Hotmix Asphalt Mixture，簡稱HMA ）是根據(jù)設定的配合比，將按比例混合的礦質(zhì)料加熱到一定溫度，與熱瀝青在攪拌設備中高溫拌和而成。加工好的混合料被保溫運輸工具運送至施工現(xiàn)場，并在熱態(tài)下進行攤鋪和壓實。

根據(jù)工藝流程的不同，生產(chǎn)熱拌瀝青混合料的攪拌設備分為強制間歇式瀝青攪拌設備和連續(xù)式瀝青攪拌設備。本文通過分析美國ASTEC雙滾筒加熱攪拌裝置的技術特點，提出連續(xù)式攪拌設備的工藝流程、各系統(tǒng)的功能要求，并制定設計方案。

1雙滾筒加熱攪拌裝置的工作機理

1.1雙滾筒加熱攪拌機理

美國ASTEC公司雙滾筒加熱攪拌技術的工作機理如圖1所示。內(nèi)筒體與強制間歇式干燥筒的逆流式加熱機理相同，

圖1雙滾筒加熱攪拌

內(nèi)表面布滿了不同規(guī)格的提料葉片，外表面布置了大量的攪拌葉片。筒體在旋轉的過程中實現(xiàn)對骨料的逆流式加熱。內(nèi)筒體中的骨料加熱到所需溫度后，自動流入內(nèi)筒體外、外筒體內(nèi)，通過外筒體上不同位置的接口，按順序依次加入再生料、粉料、瀝青和添加劑等。加熱筒通過攪拌葉片的強制攪拌，實現(xiàn)各種熱拌瀝青混合料的連續(xù)生產(chǎn)[12]。

1.2雙滾筒加熱攪拌裝置

依據(jù)雙滾筒加熱攪拌機理制成的雙滾筒加熱攪拌裝置如圖2所示。在內(nèi)筒體的加熱區(qū)，根據(jù)不同位置的加熱需要，分布了火焰區(qū)、加熱區(qū)、混合區(qū)和導料區(qū)4種提料葉片；在攪拌區(qū)內(nèi)，干燥筒體外殼的不同位置上預留接口，通過接口進行粉料、瀝青和添加劑的添加，從而快速、高效地生產(chǎn)熱拌瀝青混合料。若需生產(chǎn)再生料，只需增加再生料配料和計量裝置，直接向攪拌區(qū)添加再生料，無需增加第二個干燥筒，再生料添加量可達50%左右；回收的瀝青混合物不會與燃燒器的火焰直接接觸，杜絕了瀝青的老化，有效保證了各種生產(chǎn)條件下的成品料品質(zhì)[3]。

圖2雙滾筒加熱攪拌裝置

2雙滾筒連續(xù)式攪拌設備的工藝流程

熱拌瀝青混合料是根據(jù)設定的配合比，將經(jīng)過加熱達到一定溫度的骨料與熱的粘稠瀝青、粉料高溫拌和而成的[4]。根據(jù)雙滾筒加熱攪拌裝置所具有的功能，還需要設計配料系統(tǒng)（實現(xiàn)骨料的連續(xù)計量和輸送）、瀝青系統(tǒng)（實現(xiàn)瀝青的儲存、加熱和連續(xù)計量）、粉料系統(tǒng)（實現(xiàn)粉料的儲存和連續(xù)計量）、成品料系統(tǒng)（將攪拌好的成品料連續(xù)輸送至成品倉儲存，并要在一定條件下實現(xiàn)成品料的保溫）、控制系統(tǒng)（將各系統(tǒng)有序地聯(lián)系在一起），這就形成了圖3所示的工藝流程。同時，再生料和其他添加劑也能很方便地添加。

圖3雙滾筒連續(xù)式攪拌設備工藝流程

3雙滾筒連續(xù)式攪拌設備方案設計

3.1雙滾筒連續(xù)式攪拌設備結構組成

根據(jù)雙滾筒連續(xù)式攪拌設備的工藝流程，雙滾筒連續(xù)式攪拌設備以雙滾筒加熱攪拌裝置為核心，生產(chǎn)熱拌瀝青混合料需具備雙滾筒（含燃燒器）、配料系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、粉料系統(tǒng)、瀝青系統(tǒng)、成品料儲存系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。若需添加再生料，還需增配再生料配料計量系統(tǒng)。若需增配添加劑系統(tǒng)，只需根據(jù)再生料特征增加相應的添加系統(tǒng)即可。雙滾筒加熱攪拌裝置均按路面施工工藝預留相應的物料添加接口。

3.2雙滾筒連續(xù)式攪拌設備各系統(tǒng)功能要求

與強制間歇式瀝青攪拌設備不同，雙滾筒連續(xù)式攪拌設備是在加熱前對原料進行計量的，因此原材料中的水分對級配有很大影響。此外，冷料斗進料和成品料排放是非連續(xù)進行的，而瀝青系統(tǒng)的計量、成品料的排放是連續(xù)進行的。因此各系統(tǒng)功能要求具體如下。

3.2.1配料系統(tǒng)

對于強制間歇式瀝青攪拌設備而言，冷配料采用容積式計量形成粗級配就可滿足配料的需要；但對于連續(xù)式攪拌設備，除冷料斗的上料寬度和上料高度要滿足裝載機的基本需要之外，連續(xù)計量是配料系統(tǒng)的核心。首先，通過變頻電機控制皮帶給料機的給料速度，根據(jù)級配需要調(diào)整供料量；其次，要保證通過皮帶稱確認的供料量與目標級配一致或在許可的誤差范圍內(nèi)，同時需在配料皮帶機前端配置缺料報警裝置。配料完成后還需要知道骨料的總量，在扣除水分后，匹配瀝青和粉料，滿足實際目標級配的油石比要求。

3.2.2除塵系統(tǒng)

攪拌設備在運轉過程中，因骨料的輸送和加熱會產(chǎn)生大量的粉塵，故必須通過除塵系統(tǒng)將粉塵收集起來，避免污染環(huán)境。在最理想的情況下，整個系統(tǒng)產(chǎn)生的回收粉將直接回收利用，不影響級配；但在工程實踐中， 回收粉會根據(jù)級配設計需要，排出一部分或全部排放。這是由于回收粉來源于骨料，且經(jīng)過計量，所以排放回收粉后，需要重新補償新粉，確?；厥辗鄣淖兓挥绊懠壟洹?/p>

3.2.3粉料系統(tǒng)

根據(jù)目標級配的要求和骨料加熱過程的實際情況，在整個生產(chǎn)過程中要添加新粉，以保證級配中0075 mm以下粒徑粉料的比例。

3.2.4瀝青系統(tǒng)

瀝青的儲存、加熱和連續(xù)計量是瀝青系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能。由于瀝青是在高溫下連續(xù)計量的，溫度的變化對瀝青的計量精度有較大影響，因此，瀝青系統(tǒng)的核心技術是計量技術和瀝青計量的標定技術。

3.2.5成品料儲存系統(tǒng)

雙滾筒將成品料拌和好后，成品料將被連續(xù)排出，因此采用刮板鏈輸送系統(tǒng)將成品料連續(xù)輸送至成品倉儲存。

3.2.6控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)需要以雙滾筒為核心，將配料、瀝青、粉料、成品料系統(tǒng)等有機地組織起來，實現(xiàn)連續(xù)計量、生產(chǎn)成品料。如在生產(chǎn)過程中發(fā)生異常情況應能夠及時報警。由于對骨料先稱量后加熱，骨料中的水分加熱后會蒸發(fā)掉，從而導致級配發(fā)生變化，因此設計控制系統(tǒng)時也要考慮這個因素的影響。endprint

3.3雙滾筒連續(xù)式攪拌設備的總體方案設計

依據(jù)雙滾筒連續(xù)式攪拌設備的工藝流程和各系統(tǒng)的功能要求，設計了圖4所示的雙滾筒連續(xù)式攪拌設備，并在山西太原某工地施工。實踐表明，該設備各項指標均能滿足連續(xù)施工級配的要求，同時單位時間的能耗降低約10%。由于沒有熱料篩分、提升和儲存環(huán)節(jié)，設備的故障點大大減少。經(jīng)檢驗，相鄰2個時間段的成品料差異可忽略不計，對于實現(xiàn)連續(xù)大批量生產(chǎn)優(yōu)勢明顯。

圖4雙滾筒連續(xù)式瀝青混合料攪拌設備典型方案

4使用雙滾筒攪拌裝置的注意事項

連續(xù)式攪拌設備在美國和歐洲有大量成熟的使用案例，但在國內(nèi)的推廣還處于起步階段。因此在項目實施時，除了有完善的方案設計外，還需關注以下幾方面事項。

（1） 原材料的品質(zhì)和組分的穩(wěn)定是影響成品質(zhì)量穩(wěn)定的首要因素，因此原材料破碎、存放、運輸和管理的過程需要重點關注。

（2） 因骨料是在稱量后加熱，故骨料中的水分變化會影響油石比，從而影響成品料級配；因此在稱量、控制系統(tǒng)的方案設計和工程實踐中要充分考慮這些因素。

（3） 在國內(nèi)的工程實踐中，回收粉使用程度不統(tǒng)一，排出去的回收粉和加進系統(tǒng)的新粉數(shù)量要滿足要求，組分也要十分接近，否則成品料級配會發(fā)生變化。

5結語

雙滾筒連續(xù)式攪拌設備因其工藝流程中無熱料提升、篩分和熱料儲存環(huán)節(jié)，大大減少了熱量散失和故障點；由于采用了雙滾筒結構，內(nèi)筒加熱，外筒強制攪拌，加熱效率高，純攪拌時間可達60～90 s；再生料不與火焰直接接觸，杜絕了瀝青老化，可快速高效地連續(xù)提供成品料和生產(chǎn)再生料。

總而言之，雙滾筒連續(xù)式攪拌設備的操作工藝簡單，使用成本、維護成本低，可靠性高，是進行瀝青混合料生產(chǎn)的一個新選擇。

參考文獻：

[1]李世坤.瀝青再生設備綜述[J].筑路機械與施工機械化，2003，20（1）：2122.

[2]楊向陽.連續(xù)式與間歇式瀝青攪拌設備性能比較[J].筑路機械與施工機械化，2011，28（12）：1920.

[3]拾方治，馬衛(wèi)民.瀝青路面再生技術手冊[M].北京：人民交通出版社，2006.

[4]JT/T 270—2002，強制間歇式瀝青混合料攪拌設備[S].

[責任編輯：杜衛(wèi)華]endprint