于洪林
廊坊德基機(jī)械科技股份有限公司
河北省瀝青路面智能裝備工程技術(shù)研究中心
摘要：在充分調(diào)研當(dāng)前瀝青混合料廠拌熱再生設(shè)備現(xiàn)狀的前提下，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備所存在的問題和不足進(jìn)行了全面地論證和分析，并具有針對(duì)性地提出了一種瀝青混合料廠拌熱再生設(shè)備研發(fā)的全新思路。
關(guān)鍵詞：瀝青再生 再生設(shè)備 研發(fā)
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(shè)飛速發(fā)展，越來越多的瀝青路面逐步進(jìn)入維修期或大修期，在路面維修養(yǎng)護(hù)過程中，將產(chǎn)生大量的廢舊瀝青混合料(簡(jiǎn)稱RAP)。這種材料，隨意處置或丟棄會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染;而對(duì)于公路建設(shè)施工來說，卻是一種非常有價(jià)值的原材料。通過合理的方式加以回收利用，可節(jié)省大量的施工原材料成本，有效避免了材料的浪費(fèi)和環(huán)境污染，具有非常重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。
大量的生產(chǎn)實(shí)踐表明，廠拌熱再生技術(shù)具有設(shè)備配套簡(jiǎn)單靈活、生產(chǎn)工藝成熟可靠、成品料質(zhì)量?jī)?yōu)良且可控等顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可以最大限度恢復(fù)回收舊料的性能，具有非常優(yōu)秀的綜合性能表現(xiàn)，是各種再生技術(shù)中應(yīng)用最為成熟和廣泛的一種。隨著再生用量不斷增多，傳統(tǒng)廠拌熱再生設(shè)備本身所存在的問題和局限性也逐步凸顯。本文將針對(duì)當(dāng)前間歇式瀝青混合料攪拌設(shè)備再生配套技術(shù)所存在的不足，提出一種全新的廠拌熱再生設(shè)備研發(fā)思路。
1、 廠拌熱再生及設(shè)備現(xiàn)狀
常規(guī)的間歇式瀝青混合料攪拌設(shè)備，完全是根據(jù)生產(chǎn)全新瀝青混合料的需要的進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，發(fā)展至今設(shè)備已經(jīng)非常完善緊湊。而當(dāng)前幾乎所有的所謂“再生設(shè)備”都是在常規(guī)瀝青混合料攪拌設(shè)備的基礎(chǔ)上采用“貼”的方式，通過在主機(jī)旁邊增加“再生部分”來實(shí)現(xiàn)再生瀝青混合料生產(chǎn)的功能。由于設(shè)備主機(jī)本身結(jié)構(gòu)的局限，再生部分只能“遷就”主機(jī)的現(xiàn)有條件，設(shè)備本身無法合理滿足再生瀝青混合料生產(chǎn)的實(shí)際需求(無法按照再生的要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化)。
其次，由于設(shè)備廠家大多只專注于設(shè)備本身的設(shè)計(jì)和研發(fā)，而關(guān)于土木工程及材料工藝等方面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)相對(duì)貧乏，傳統(tǒng)的再生設(shè)備的設(shè)計(jì)和研發(fā)自然未能根據(jù)再生瀝青混合料生產(chǎn)的工藝要求做到“有的放矢”。
以上兩個(gè)方面的原因，導(dǎo)致傳統(tǒng)再生設(shè)備存在各種問題和不足，影響到設(shè)備的綜合使用性能。
2、 現(xiàn)有廠拌熱再生設(shè)備問題分析
總體來說，當(dāng)前再生瀝青混合料攪拌設(shè)備所存在的主要問題有以下幾點(diǎn)：
●設(shè)備產(chǎn)能下降
眾所周知，間歇式瀝青混合料攪拌設(shè)備的產(chǎn)能主要是由拌鍋容量和生產(chǎn)周期決定，在拌鍋容量一定的前提下，生產(chǎn)周期越短產(chǎn)能越高，反之則產(chǎn)能降低。再生生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)能降低也主要是由于生產(chǎn)周期加長(zhǎng)而導(dǎo)致的，引起周期加長(zhǎng)的原因有:
?拌時(shí)間延長(zhǎng)
設(shè)備在進(jìn)行再生生產(chǎn)時(shí)，尤其是當(dāng)RAP添加比例較大時(shí)，為了保證混合料的攪拌效果(均勻性、一致性)，需要適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間。而在極端情況下需要用到再生劑時(shí)，還需要相應(yīng)增加RAP與再生劑的干拌時(shí)間。
?物料進(jìn)鍋時(shí)間太長(zhǎng)
由于目前再生設(shè)備本身結(jié)構(gòu)的局限，RAP進(jìn)鍋環(huán)節(jié)往往都比較復(fù)雜。無論是采用溜槽還是進(jìn)鍋皮帶機(jī)等進(jìn)鍋方式，為保證進(jìn)料的順暢性，需要對(duì)進(jìn)鍋環(huán)節(jié)進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)，從而導(dǎo)致料路過長(zhǎng)或過于復(fù)雜，進(jìn)鍋時(shí)間相對(duì)于的常規(guī)混合料生產(chǎn)來說必然增加。
●物料粘結(jié)
“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(duì)RAP處理的過程中粘結(jié)問題是不可避免的。但在設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)若能根據(jù)RAP本身的特性進(jìn)行具有針對(duì)性的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，則相對(duì)可以減少或緩解粘結(jié)問題，具體來說:
?與RAP接觸各環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)優(yōu)化不足
用于RAP配供、加熱、緩存、計(jì)量、進(jìn)鍋等各個(gè)環(huán)節(jié)(即與RAP接觸的環(huán)節(jié))，在具體設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)充分考慮到RAP粘的特性，注意細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)。例如:緩沖倉(cāng)、稱量斗等盡量使用圓倉(cāng)結(jié)構(gòu);在容易發(fā)生堵塞的部位設(shè)計(jì)設(shè)置方便檢查清理或處理的裝置(如:觀察孔、檢修門等)。
?RAP進(jìn)鍋環(huán)節(jié)過于復(fù)雜
RAP輸送料路盡量簡(jiǎn)短可在很大程度上降低RAP發(fā)生粘結(jié)的幾率，例如：RAP進(jìn)鍋環(huán)節(jié)是當(dāng)前設(shè)備普遍存在的容易發(fā)生粘結(jié)和堵料的環(huán)節(jié)，該部位空間相對(duì)緊張且結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，非常容易發(fā)生粘結(jié)且難于處理。
?RAP加熱環(huán)節(jié)不合理
詳見下一條RAP瀝青老化的詳細(xì)介紹。
●RAP中瀝青老化
RAP是一種含有瀝青的混合級(jí)配的材料，相對(duì)于全新骨料來說具有更加的寬泛的級(jí)配范圍，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，經(jīng)過篩分之后的RAP材料不同規(guī)格部分特性差異是非常大的:其中較細(xì)規(guī)格RAP材料中瀝青含量很高但骨料規(guī)格較小，較容易加熱;而較粗規(guī)格RAP則恰恰相反，其中瀝青含量低但骨料規(guī)格較大，加熱過程中需要吸收更多的熱量。由于對(duì)于RAP材料本身特性理解的不足，目前幾乎所有再生設(shè)備對(duì)RAP均采用單一的加熱方式，即所有RAP(所有規(guī)格，即使提前做出篩分)統(tǒng)統(tǒng)加入RAP烘干滾筒進(jìn)行烘干加熱，這勢(shì)必導(dǎo)致粗細(xì)不同規(guī)格RAP加熱的不均勻性，從而非常容易發(fā)生瀝青老化和粘結(jié)的問題。
3、 廠拌熱再生設(shè)備研發(fā)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(shè)備，不是在現(xiàn)有常規(guī)瀝青混合料攪拌設(shè)備的基礎(chǔ)上采用拼湊貼上去的方式，即不能局限于現(xiàn)有常規(guī)攪拌設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)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(fā)思路，即“整體式”設(shè)計(jì)理念，將再生部分作為整體設(shè)備的“標(biāo)準(zhǔn)配置”進(jìn)行綜合考慮，全面優(yōu)化設(shè)備各個(gè)環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)。同時(shí)，充分研究和分析原材料(尤其是RAP)特性和再生生產(chǎn)的實(shí)際需求，具有針對(duì)性地對(duì)某些特定環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。
●拌合樓重新設(shè)計(jì) 充分滿足再生功能
打破現(xiàn)有常規(guī)瀝青混合料攪拌設(shè)備拌合樓結(jié)構(gòu)的局限，對(duì)拌合樓重新設(shè)計(jì)，把再生部分作為設(shè)備的“標(biāo)準(zhǔn)配置”融入到新設(shè)計(jì)中去，根據(jù)生產(chǎn)再生瀝青混合料的需要進(jìn)行優(yōu)化。
●優(yōu)化樓體結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)化RAP進(jìn)鍋環(huán)節(jié)
為簡(jiǎn)化RAP進(jìn)鍋環(huán)節(jié)，對(duì)拌鍋的布置位置進(jìn)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(cè)偏移，以確保稱量后的RAP可以直接卸入拌鍋，而新骨料根據(jù)需要?jiǎng)t可以通過溜槽結(jié)構(gòu)順暢進(jìn)入拌鍋，不存在粘結(jié)問題。
這樣一來，一方面可以在很大程度上的緩解RAP粘結(jié)的問題，另一方面可以減少RAP進(jìn)鍋時(shí)間從而縮短生產(chǎn)周期(提高設(shè)備產(chǎn)能)。
●配套較大容量拌鍋
采用較大容量的拌鍋，以保證設(shè)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(chǎn)能。
●新型RAP加熱烘干系統(tǒng)
在常規(guī)RAP烘干滾筒的基礎(chǔ)上增加“再生環(huán)”裝置，對(duì)篩分后不同規(guī)格的RAP材料區(qū)別處理，其中：較粗規(guī)格RAP由滾筒端頭處加入，全程加熱;較細(xì)規(guī)格RAP則由滾筒“再生環(huán)”處加入，只參與部分加熱過程。從而確保不同規(guī)格RAP加熱工藝的合理性，在保證RAP加熱效率的基礎(chǔ)上，還可有效緩解瀝青過熱導(dǎo)致的老化和粘結(jié)等問題。
4、 總結(jié)
隨著再生市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，對(duì)再生瀝青混合料的需求將越來越大，再生瀝青混合料生產(chǎn)規(guī)模將會(huì)逐步趕超常規(guī)瀝青混合料生產(chǎn)，成為廣大用戶占主導(dǎo)地位的日常生產(chǎn)模式。傳統(tǒng)再生設(shè)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?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的再生生產(chǎn)需求;采用全新思路設(shè)計(jì)新型再生設(shè)備，完全根據(jù)再生瀝青混合料生產(chǎn)的需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面優(yōu)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(shè)備。
