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瀝青混合料攪拌設備相關技術的探討

瀝青路面施工2022-10-21

我國公路建設的經驗和實踐證明,采用間歇式瀝青混合料攪拌設備更符合我國的國情,這是因為我國目前使用的材料品種雜,變異性大,再加上瀝青混合料攪拌設備大都是露天作業(yè),材料的含水量受天氣影響很大,強制間歇式瀝青混合料攪拌設備因其結構的完善、級配正確、計量精度高、成品料質量好、易于控制,在瀝青路面特別是高速公路的施工工程中受到普遍的歡迎,強制間歇式瀝青混合料攪拌設備是瀝青路面施工的主要配套設備。

隨著我國公路建設的快速發(fā)展,國產瀝青混合料攪拌設備也隨之快速成長。經過多年的努力,至今國產瀝青混合料攪拌設備已成為公路建設和養(yǎng)護的主力軍,技術上得到了很大的發(fā)展。不管是封裝式、廠房式、快搬式、整體式結構設計,還是再生、溫拌等內生性能的提高,都反映了我國瀝青混合料攪拌設備行業(yè)處于一個蒸蒸日上的時期。

我國的公路建設和養(yǎng)護仍處于發(fā)展期,對瀝青混合料攪拌設備還有較大的市場需求,因此國內瀝青混合料攪拌設備的制造企業(yè)在不斷地增加,國外的瀝青混合料攪拌設備制造企業(yè)也紛紛在我國內建廠,瀝青混合料攪拌設備的市場競爭將日趨激烈。要在市場競爭中處于不敗之地,必須要在提高產品的技術性能及質量、并在節(jié)能和環(huán)保等方面不斷的努力與改進。

瀝青混合料攪拌設備發(fā)展至今,其結構和技術上可以說已經達到較完善的程度,但技術總是在不斷的發(fā)展和提高的,瀝青混合料攪拌設備技術的改進和提高基本都是在部件或局部范圍內,本文結合國內外在瀝青混合料攪拌設備上的一些技術發(fā)展作概要的介紹,供大家參考。

一.冷骨料倉

冷料供給系統(tǒng)由冷骨料倉和給料皮帶機組成,冷骨料倉在強制間歇式瀝青混合料攪拌設備中是一個結構較簡單的部件,它是用鋼板和型鋼焊接起來的構件,粗看它是一個粗框型構件,其結構雖簡單但同樣有它自身的技術要求。冷骨料倉的容量必須要和其生產能力相匹配,皮帶機給料阻力小;冷骨料倉的出料要均勻等。為滿足上述要求,冷骨料倉的設計和制造關鍵點是出料口的形狀。早期的冷骨料倉出料口的形狀是矩形,矩形出料口料倉出料的均勻性差,且出料阻力大。最好的冷骨料倉出料口的形狀應是梯形出料口。

由于我國公路目前使用的材料品種雜、變異性大,加之材料搬運、裝卸等過程中易使材料離析,用裝載機將料裝入料倉后增加其離析現象,梯形出料口是一項有效的措施。冷骨料倉梯形出料口料倉出料時,從寬度小的一端向寬度大的一端出料,這樣可以減少出料阻力,而且保證料倉內的料均勻出料,即料倉整個寬度范圍內都是有效出料區(qū)。

冷骨料倉的梯形出料口有一個斜度的要求,合理的斜度才能取得好的效果,梯形斜邊的斜度通常在30~50之間。因為冷骨料倉有大小的區(qū)別,大料倉的斜度的要小一些,小料倉的斜度的要大一些。每個冷骨料倉的最佳斜度要通過試驗測試確定,即測試不同斜度出料口冷骨料倉出料時皮帶機電機的驅動功率,并觀察料倉的出料均勻度情況。建議相關企業(yè)建立一些試驗臺,對相關部件進行試驗,這是提高產品質量的唯一途徑。

二.瀝青混合料級配的監(jiān)控

冷料供給系統(tǒng)是存放一定量不同規(guī)格的冷骨料,并將冷骨料進行初級配再輸送到干燥滾筒的裝置。不同用途的瀝青混合料有不同的級配要求,冷料供給系統(tǒng)所供給的骨料必須要滿足工程級配的要求,瀝青混合料的級配有密級配、半開級配、開級配、間斷級配等,在不同的工程中有不同的級配設計,在工程施工中必須要滿足級配的要求。瀝青混合料攪拌設備在開始拌料前首先要對冷骨料的給料機按級配的要求進行調節(jié)。

三.皮帶輸送機的皮帶跑偏技術

瀝青混合料攪拌設備的給料系統(tǒng)中有多個皮帶輸送機,冷料倉的下部安裝有給料皮帶機,匯集各給料皮帶機骨料的集料皮帶機,以及將集料皮帶機輸送的骨料送入滾筒的傾斜皮帶輸送機。給料皮帶機主要由機架、輸送皮帶、皮帶輥筒、張緊裝置、傳動裝置等組成。皮帶機主要由兩端滾筒及緊套其上的閉合輸送帶組成,帶動輸送帶轉動的滾筒稱為驅動滾筒(傳動滾筒);另一個僅在于改變輸送帶運動方向的滾筒稱為張緊或改向滾筒。驅動滾筒由電動機通過減速器驅動,輸送帶依靠驅動滾筒與輸送帶之間的摩擦力拖動。驅動滾筒一般都裝在卸料端,以增大牽引力,有利于拖動。

皮帶機工作過程中皮帶跑偏是經常和最易發(fā)生的現象,最簡單的方法是在皮帶的兩邊加檔滾以防皮帶跑偏,皮帶跑偏的原因有多種,針對不同的情況采取不同的措施,如:調整驅動滾筒與改向滾筒位置,驅動滾筒與張緊滾筒的調整是皮帶跑偏調整的重要環(huán)節(jié),所有滾筒的安裝位置必須垂直于皮帶輸送機長度方向的中心線,若偏斜過大必然發(fā)生跑偏。特別是輸送距離較大的皮帶輸送機,更易發(fā)生皮帶跑偏現象。常用的方法是加皮帶擋滾的方法這樣既增加皮帶的磨損,又增加了皮帶的驅動功率。

四.干燥滾筒

骨料烘干加熱系統(tǒng)的功能是將骨料加熱到一定溫度并充分脫水,以保證計量精確和結合料(瀝青)對它的裹敷,使成品具有良好的攤鋪性能。骨料的加熱溫度一般為160~180℃,對連續(xù)滾筒式攪拌設備可略低一些,一般為140~160℃。滾筒內壁安裝有提料葉片,滾筒轉動時骨料在提料葉片的作用下被提升和跌落形成一定的料簾,骨料在傾斜的滾筒內提升/跌落的過程中前進一段距離,使骨料從進料端向卸料端移動。滾筒不同區(qū)間的葉片有不同的形狀和要求,在滾筒的燃燒區(qū)為保證火焰的充分燃燒,該區(qū)域內不允許有料簾存在,若滾筒的燃燒區(qū)有料簾存在,則易使火焰熄滅或發(fā)生燃料噴附于骨料的現象,易產生燃料的不完全燃燒,不完全燃燒的燃料隨煙氣進入布袋除塵器,燃油粘附布袋后易使布袋著火燒毀。滾筒的燃燒區(qū)內除保證滾筒燃燒區(qū)無料簾外,并盡量減少輻射熱傳導給滾筒壁,還應使燃燒的熱能得到充分的利用,既使熱能得到利用又能使?jié)L筒得到保護。滾筒的其它區(qū)域的葉片應有利于骨料的干燥和加熱,燃燒熱氣和骨料在滾筒內的對流運動進行熱交換,熱氣流穿過密集的料簾將熱量傳遞給骨料。

滾筒的轉速與滾筒直徑有一定的關系,滾筒的轉速直接影響到料簾的形成,具體的設計方法參照人民交通出版社“筑路機械手冊”的相關章節(jié)。干燥滾筒是對冷骨料進行烘干加熱的裝置,冷骨料從滾筒的高端進入,烘干加熱的骨料從滾筒的低端卸出,滾筒的低端安裝有燃燒器,燃燒熱氣和骨料在滾筒內的對流運動,熱氣流穿過密集的料簾將熱量傳遞給骨料。因此滾筒內必需要有一定的負壓,保持有一定的氣流速度。通常滾筒的負壓為5~9mm水柱,風速約為5~6m/s。

五.瀝青混合料的離析

瀝青路面施工過程中,通常在攤鋪作業(yè)時注意瀝青混合料的離析問題,由于瀝青混合料的離析會影響到瀝青路面的質量,因而出現了瀝青混合料的轉運料車及再攪拌等技術。瀝青混合料離析的問題應提前到瀝青混合料攪拌設備的拌制過程中加以控制,以減少瀝青混合料的離析的產生。

六.節(jié)能

瀝青混合料攪拌設備通常是露天作業(yè)的,使用的骨料都是露天堆放的,受下雨的影響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。瀝青混合料攪拌設備節(jié)能最有效的方式是減少骨料的含水量。堆料場建立良好的排水設施、建立遮雨棚等都會有很好的效果。最新的專利還提出:可利用瀝青混合料攪拌設備排放尾氣等的余熱來預熱冷骨料或再生料。余熱的來源:除塵器排放的尾氣、干燥滾筒周圍的熱氣、導熱油加熱器處的熱氣等,將這些熱氣收集并輸送到冷骨料的預熱裝置,對冷骨料或再生料進行預熱,如圖9所示,對固定式攪拌設備來說是一個很好的建議。

經試驗證明溫拌瀝青技術具有節(jié)能和環(huán)保效果,研究溫拌技術的初衷是減少瀝青煙對人體的危害,瀝青煙中含有大量致癌物質,由于瀝青煙在130~140攝氏度左右產生,因此溫拌瀝青的溫度上限限定在130攝氏度,避免了瀝青煙的產生。同時,根據有關部門對幾千噸混合料檢測得出的綜合數據,這套技術能夠降低二氧化碳排放56%,能耗降低22%,減少對人體有害的氣體81%。溫拌技術還能在較低氣溫條件下施工,從而能延長寒冷地區(qū)的施工周期。另外,熱拌瀝青混合料要求施工環(huán)境溫度必須高于10攝氏度,因此在高原地區(qū)或我國北方,冬季就不能施工。目前環(huán)境污染和能源枯竭已得到全球范圍的關注。為保護生態(tài)環(huán)境,世界各國都對溫室氣體、有害氣體以及固體粉塵等排放進行嚴格限制。瀝青混合料的生產是道路工程中能量消耗與環(huán)境污染大戶,經研究數據表明,每生產1t熱拌瀝青混凝土需消耗8L燃料油。如拌和溫度降低30~35℃,可節(jié)約燃料油2.4L/t,并可減少30%以上的CO2等氣體以及粉塵的排放量。因此溫拌瀝青技術能明顯地降低瀝青煙氣的排放量,而且環(huán)保和節(jié)能效果明顯,目前我國溫拌技術已經得到了廣泛應用,細節(jié)技術上還應加強研究。(本文來自瀝青路面施工,點擊鏈接閱讀原文)

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