瀝青攪拌設(shè)備熱料倉的設(shè)計與思考

曹勇濤　要桂紅

摘要：針對瀝青攪拌設(shè)備熱料倉結(jié)構(gòu)影響成品料品質(zhì)的問題，對熱料倉結(jié)構(gòu)進行改進。首先介紹了熱料倉的結(jié)構(gòu)和功能原理，分析了骨料的級配、篩分、稱量，以及骨料粒徑對成品料的影響；其次在分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，分別進行了熱料倉結(jié)構(gòu)改進和篩分技術(shù)創(chuàng)新，同時研究了稱量技術(shù)對骨料離析的影響；最終得出了熱料倉設(shè)計和改進的方法和方向，以供同行業(yè)參考。

關(guān)鍵詞：攪拌設(shè)備；熱料倉；骨料離析；方案優(yōu)化

中圖分類號：U415.5文獻標志碼：B

Abstract： Based on the impact of hot silo of asphalt mixing plant on the manufactured aggregate， some structure improvements were made. The structure， function and working principle of hot silo were introduced， and the impact of the gradation， screening， measuring and particle sizes of aggregate on the manufactured aggregate were analyzed， based on which the hot silo was improved， and the screening technology made some progress. Meanwhile the impact of measuring technology on aggregate segregation was studied. Thoughts on design and improvement of hot silo provide reference for the industry.

Key words： mixing plant； hot silo； aggregate segregation； scheme optimization

0引言

與振動篩、攪拌鍋和控制系統(tǒng)相比，熱料倉在強制間歇式混合料瀝青攪拌設(shè)備中算不上主要部件，但其結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)劣決定了骨料稱量斗中骨料的組分是否穩(wěn)定，從而影響成品料的質(zhì)量穩(wěn)定性。在攪拌設(shè)備生產(chǎn)過程中，裝載機把料場按初級配分類好的原材料運至配料斗，這些材料經(jīng)過干燥筒加熱、熱料提升和篩分后，在熱料倉中等待稱量。熱料倉是強制間歇式瀝青攪拌設(shè)備必需的大型倉體結(jié)構(gòu)，位于振動篩和骨料稱量斗之間。熱料倉設(shè)計時需考慮熱骨料的儲存、熱骨料的稱量、料倉骨料儲存過程中的熱量損失、熱骨料儲存和稱量過程中的離析、倉體的耐磨性能、不同粒徑骨料的流動性能和骨料與倉體的摩擦系數(shù)等多方面因素。要減少或避免熱骨料發(fā)生離析，確保成品料品質(zhì)的穩(wěn)定性，在設(shè)計時不但要考慮熱料倉的基本功能（即儲存物料的功能），還要分析產(chǎn)生離析的原因[12]。

1熱料倉的設(shè)計

熱料倉倉體數(shù)量通常為4～6個，用以存放已加熱篩分過的熱骨料，以備稱量；容積一般是攪拌鍋容積的8～10倍，因此只要攪拌設(shè)備樓體結(jié)構(gòu)、運輸和吊裝條件允許，可盡可能設(shè)計大的熱料倉。設(shè)計時應(yīng)從以下幾個方面考慮：熱骨料的級配、振動篩的篩分結(jié)構(gòu)、熱料倉倉體的結(jié)構(gòu)、稱量技術(shù)、骨料流動性和耐磨工藝等。

1.1級配

對強制間歇式瀝青混合料攪拌設(shè)備而言，級配是集料各級粒徑顆粒的分配情況。粒徑大小不同的顆粒按照一定的比例組合搭配在一起，以達到較高的密實度和路面性能。級配可通過篩析試驗確定，參數(shù)如下。

（1） 分計篩余百分率：某號篩網(wǎng)上的篩余量占試樣總質(zhì)量的百分率。

（2） 累計篩余百分率：某號篩網(wǎng)的分計篩余百分率和大于某號篩的各篩分計篩余百分率的總和。

（3） 通過百分率：通過某號篩網(wǎng)的質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分率。表1為混合料類型及各種材料所占比例，圖1為合成級配曲線。

1.2篩分

篩分就是把熱骨料按級配要求分類。由于篩分技術(shù)的限制，篩分時首先落下的是細料，同時由于振動篩結(jié)構(gòu)限制，左邊倉容較大，如圖2所示。在實際篩分過程中，通常只控制有限的幾個點（圖2所示為4個控制點），如果要控制級配中的所有點，那振動篩的結(jié)構(gòu)就會十分復(fù)雜，故通常情況下，振動篩只可篩分4～6種骨料。在篩分過程中，1#倉中的熱骨料粒徑明顯發(fā)生變化：左邊骨料多于右邊，細骨料多于粗骨料。同時，不同粒徑的骨料流動速度和表面積差異較大[3]。

1.4稱量

骨料稱量過程如圖3所示，稱量氣缸的電磁閥通電，放料門打開，骨料在重力的作用下落至稱量斗，由稱量斗對骨料稱重。受落料過程的影響，當重量達到設(shè)定值之前，稱量氣缸的電磁閥斷電，放料門關(guān)閉，骨料的一次稱量過程結(jié)束。稱量過程與門的開啟方向有關(guān)，圖3所示的開啟方式（左側(cè)下料）下料相對比較多。

1.5骨料粒徑對成品料的影響

骨料流動性能是用安息角來衡量的。骨料粒徑愈小，流動性愈差，克服鋼板摩擦阻力所需的坡度越陡；因大小骨料流動性的差異，導(dǎo)致骨料落料過程中產(chǎn)生離析。

成品料質(zhì)量的一個重要指標就是瀝青在骨料表面的裹覆性能。骨料料徑愈小，單位質(zhì)量的表面積愈大，要形成同樣瀝青裹覆層所需要的瀝青愈多。

2熱料倉改進的思考

強制間歇式瀝青攪拌設(shè)備目前的工藝流程、級配和篩分機理決定了其熱料倉結(jié)構(gòu)，本文對熱料倉結(jié)構(gòu)進行改進優(yōu)化，并改進工藝流程及稱量技術(shù)，以減少或杜絕熱料倉骨料的離析。

2.1熱料倉結(jié)構(gòu)改進

熱料倉的常規(guī)設(shè)計方案如圖4所示，這種結(jié)構(gòu)很容易產(chǎn)生骨料的離析，即造成熱料倉內(nèi)部的材料不均勻。目前的設(shè)計無法從篩分上進行改進，而改進熱料倉結(jié)構(gòu)較為方便，見效也最快，改進目標就是使篩分后流入熱料倉的骨料更均勻，進入稱量斗的骨料也盡可能是均勻的。endprint

因篩分機理的限制，導(dǎo)致篩分后進入1#倉左右兩邊的骨料料徑有差異，可改善篩下骨料的流向和稱量時骨料的活動區(qū)域，從而盡可能保證該稱量區(qū)域內(nèi)骨料均勻[4]。改進方法如圖4所示（取消隔板3，增加隔板1后，骨料在稱量區(qū)域附近是均勻的）。另一方面，考慮到細骨料流動性差異和熱料倉的結(jié)構(gòu)，可在設(shè)計1#倉左側(cè)板時將其與振動篩結(jié)構(gòu)同時考慮，即盡可能提高熱料倉左側(cè)隔板（隔板2）與水平面的夾角，從而提高骨料的流動性。同時，隔板2采用低摩擦系數(shù)材料（如超薄鑄石板）以提高細集料的流動性，確保左右兩側(cè)的骨料流速是近似且穩(wěn)定的，還能避免細集料堆積后，因振動或堆積角等的干擾使其突然大量涌動，導(dǎo)致某一稱量斗細集料較多，使最終的成品料瀝青偏少的情況發(fā)生。上述改進大大改善了骨料稱量后的結(jié)果，但對實際的有效倉容

2.2篩分技術(shù)的創(chuàng)新

按目前的篩分機理，在同樣的振動條件下，篩網(wǎng)的篩分能力與篩網(wǎng)面積是成正比的，因此篩分的骨料越多，所需的篩網(wǎng)面積就越大。如果能通過篩分機理的創(chuàng)新使振動篩的篩分能力與骨料粒徑、篩分面積關(guān)聯(lián)性降低，那么不僅可以大幅提高振動篩的篩分能力，還可杜絕或減少篩分產(chǎn)生的離析。

2.3稱量技術(shù)對離析的影響

稱量過程簡單來看就是熱料倉門的開關(guān)過程。在這個熱料倉門開關(guān)的過程中，骨料的流動和熱料倉內(nèi)骨料的不均勻影響著稱量的結(jié)果[5]。骨料的流動性應(yīng)從熱料倉的結(jié)構(gòu)上著重考慮。骨料稱量時，左側(cè)的料偏細，如果在門半開的情況下稱量，稱量的料偏細，1#倉尤為嚴重，因此，要盡可能在熱料門全開的情況下稱量，或開發(fā)新的稱量技術(shù)。

3結(jié)語

熱料倉存儲和稱量只是瀝青混合料生產(chǎn)過程中的一個環(huán)節(jié)，但它的性能會影響整個成品料的質(zhì)量。對于熱料倉的設(shè)計和改進而言，其發(fā)展趨式如下。

（1） 熱料倉結(jié)構(gòu)的優(yōu)化目標是減少或防止倉中的骨料離析。

（2） 新材料、新工藝以及篩分技術(shù)和稱量技術(shù)的不斷創(chuàng)新，促進了熱料倉的結(jié)構(gòu)改進。

（3） 加強熱料倉的耐磨性能和保溫性能，可整體提高熱料倉的使用性能，減少熱量散失。

（4） 材料工業(yè)的發(fā)展有利于從根本上解決連續(xù)式攪拌設(shè)備熱料倉結(jié)構(gòu)存在的問題。

參考文獻：

[1]田晉躍等.中國筑養(yǎng)路機械設(shè)備手冊[M]. 北京：人民交通出版社，2011.

[2]JT/T 270—2002，強制間歇式瀝青混合料攪拌設(shè)備[S].

[3]張曉青，丁志峰.瀝青混合料生產(chǎn)中熱料倉骨料顆粒組成的變異[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學院學報，2004，3（1）：3436.

[4]JB/T 9022—2012，振動篩設(shè)計規(guī)范[S].

[5]王耀洲.瀝青路面施工中離析的產(chǎn)生與控制措施[J].筑路機械與施工機械化，2013，30（2）：4347.

[責任編輯：譚忠華]endprint

因篩分機理的限制，導(dǎo)致篩分后進入1#倉左右兩邊的骨料料徑有差異，可改善篩下骨料的流向和稱量時骨料的活動區(qū)域，從而盡可能保證該稱量區(qū)域內(nèi)骨料均勻[4]。改進方法如圖4所示（取消隔板3，增加隔板1后，骨料在稱量區(qū)域附近是均勻的）。另一方面，考慮到細骨料流動性差異和熱料倉的結(jié)構(gòu)，可在設(shè)計1#倉左側(cè)板時將其與振動篩結(jié)構(gòu)同時考慮，即盡可能提高熱料倉左側(cè)隔板（隔板2）與水平面的夾角，從而提高骨料的流動性。同時，隔板2采用低摩擦系數(shù)材料（如超薄鑄石板）以提高細集料的流動性，確保左右兩側(cè)的骨料流速是近似且穩(wěn)定的，還能避免細集料堆積后，因振動或堆積角等的干擾使其突然大量涌動，導(dǎo)致某一稱量斗細集料較多，使最終的成品料瀝青偏少的情況發(fā)生。上述改進大大改善了骨料稱量后的結(jié)果，但對實際的有效倉容

2.2篩分技術(shù)的創(chuàng)新

按目前的篩分機理，在同樣的振動條件下，篩網(wǎng)的篩分能力與篩網(wǎng)面積是成正比的，因此篩分的骨料越多，所需的篩網(wǎng)面積就越大。如果能通過篩分機理的創(chuàng)新使振動篩的篩分能力與骨料粒徑、篩分面積關(guān)聯(lián)性降低，那么不僅可以大幅提高振動篩的篩分能力，還可杜絕或減少篩分產(chǎn)生的離析。

2.3稱量技術(shù)對離析的影響

稱量過程簡單來看就是熱料倉門的開關(guān)過程。在這個熱料倉門開關(guān)的過程中，骨料的流動和熱料倉內(nèi)骨料的不均勻影響著稱量的結(jié)果[5]。骨料的流動性應(yīng)從熱料倉的結(jié)構(gòu)上著重考慮。骨料稱量時，左側(cè)的料偏細，如果在門半開的情況下稱量，稱量的料偏細，1#倉尤為嚴重，因此，要盡可能在熱料門全開的情況下稱量，或開發(fā)新的稱量技術(shù)。

3結(jié)語

熱料倉存儲和稱量只是瀝青混合料生產(chǎn)過程中的一個環(huán)節(jié)，但它的性能會影響整個成品料的質(zhì)量。對于熱料倉的設(shè)計和改進而言，其發(fā)展趨式如下。

（1） 熱料倉結(jié)構(gòu)的優(yōu)化目標是減少或防止倉中的骨料離析。

（2） 新材料、新工藝以及篩分技術(shù)和稱量技術(shù)的不斷創(chuàng)新，促進了熱料倉的結(jié)構(gòu)改進。

（3） 加強熱料倉的耐磨性能和保溫性能，可整體提高熱料倉的使用性能，減少熱量散失。

（4） 材料工業(yè)的發(fā)展有利于從根本上解決連續(xù)式攪拌設(shè)備熱料倉結(jié)構(gòu)存在的問題。

參考文獻：

[1]田晉躍等.中國筑養(yǎng)路機械設(shè)備手冊[M]. 北京：人民交通出版社，2011.

[2]JT/T 270—2002，強制間歇式瀝青混合料攪拌設(shè)備[S].

[3]張曉青，丁志峰.瀝青混合料生產(chǎn)中熱料倉骨料顆粒組成的變異[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學院學報，2004，3（1）：3436.

[4]JB/T 9022—2012，振動篩設(shè)計規(guī)范[S].

[5]王耀洲.瀝青路面施工中離析的產(chǎn)生與控制措施[J].筑路機械與施工機械化，2013，30（2）：4347.

[責任編輯：譚忠華]endprint

因篩分機理的限制，導(dǎo)致篩分后進入1#倉左右兩邊的骨料料徑有差異，可改善篩下骨料的流向和稱量時骨料的活動區(qū)域，從而盡可能保證該稱量區(qū)域內(nèi)骨料均勻[4]。改進方法如圖4所示（取消隔板3，增加隔板1后，骨料在稱量區(qū)域附近是均勻的）。另一方面，考慮到細骨料流動性差異和熱料倉的結(jié)構(gòu)，可在設(shè)計1#倉左側(cè)板時將其與振動篩結(jié)構(gòu)同時考慮，即盡可能提高熱料倉左側(cè)隔板（隔板2）與水平面的夾角，從而提高骨料的流動性。同時，隔板2采用低摩擦系數(shù)材料（如超薄鑄石板）以提高細集料的流動性，確保左右兩側(cè)的骨料流速是近似且穩(wěn)定的，還能避免細集料堆積后，因振動或堆積角等的干擾使其突然大量涌動，導(dǎo)致某一稱量斗細集料較多，使最終的成品料瀝青偏少的情況發(fā)生。上述改進大大改善了骨料稱量后的結(jié)果，但對實際的有效倉容

2.2篩分技術(shù)的創(chuàng)新

按目前的篩分機理，在同樣的振動條件下，篩網(wǎng)的篩分能力與篩網(wǎng)面積是成正比的，因此篩分的骨料越多，所需的篩網(wǎng)面積就越大。如果能通過篩分機理的創(chuàng)新使振動篩的篩分能力與骨料粒徑、篩分面積關(guān)聯(lián)性降低，那么不僅可以大幅提高振動篩的篩分能力，還可杜絕或減少篩分產(chǎn)生的離析。

2.3稱量技術(shù)對離析的影響

稱量過程簡單來看就是熱料倉門的開關(guān)過程。在這個熱料倉門開關(guān)的過程中，骨料的流動和熱料倉內(nèi)骨料的不均勻影響著稱量的結(jié)果[5]。骨料的流動性應(yīng)從熱料倉的結(jié)構(gòu)上著重考慮。骨料稱量時，左側(cè)的料偏細，如果在門半開的情況下稱量，稱量的料偏細，1#倉尤為嚴重，因此，要盡可能在熱料門全開的情況下稱量，或開發(fā)新的稱量技術(shù)。

3結(jié)語

熱料倉存儲和稱量只是瀝青混合料生產(chǎn)過程中的一個環(huán)節(jié)，但它的性能會影響整個成品料的質(zhì)量。對于熱料倉的設(shè)計和改進而言，其發(fā)展趨式如下。

（1） 熱料倉結(jié)構(gòu)的優(yōu)化目標是減少或防止倉中的骨料離析。

（2） 新材料、新工藝以及篩分技術(shù)和稱量技術(shù)的不斷創(chuàng)新，促進了熱料倉的結(jié)構(gòu)改進。

（3） 加強熱料倉的耐磨性能和保溫性能，可整體提高熱料倉的使用性能，減少熱量散失。

（4） 材料工業(yè)的發(fā)展有利于從根本上解決連續(xù)式攪拌設(shè)備熱料倉結(jié)構(gòu)存在的問題。

參考文獻：

[1]田晉躍等.中國筑養(yǎng)路機械設(shè)備手冊[M]. 北京：人民交通出版社，2011.

[2]JT/T 270—2002，強制間歇式瀝青混合料攪拌設(shè)備[S].

[3]張曉青，丁志峰.瀝青混合料生產(chǎn)中熱料倉骨料顆粒組成的變異[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學院學報，2004，3（1）：3436.

[4]JB/T 9022—2012，振動篩設(shè)計規(guī)范[S].

[5]王耀洲.瀝青路面施工中離析的產(chǎn)生與控制措施[J].筑路機械與施工機械化，2013，30（2）：4347.

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