雙滾筒連續式瀝青攪拌設備方案設計

曹勇濤

摘要：通過分析雙滾筒加熱攪拌裝置的工作機理，提出了雙滾筒連續式瀝青攪拌設備的工藝流程、各系統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計量和級配的影響都需要重點關注。

關鍵詞：雙滾筒；連續計量；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 ）是根據設定的配合比，將按比例混合的礦質料加熱到一定溫度，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場，并在熱態下進行攤鋪和壓實。

根據工藝流程的不同，生產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，提出連續式攪拌設備的工藝流程、各系統的功能要求，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

內表面布滿了不同規格的提料葉片，外表面布置了大量的攪拌葉片。筒體在旋轉的過程中實現對骨料的逆流式加熱。內筒體中的骨料加熱到所需溫度后，自動流入內筒體外、外筒體內，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，實現各種熱拌瀝青混合料的連續生產[12]。

1.2雙滾筒加熱攪拌裝置

依據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。在內筒體的加熱區，根據不同位置的加熱需要，分布了火焰區、加熱區、混合區和導料區4種提料葉片；在攪拌區內，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、高效地生產熱拌瀝青混合料。若需生產再生料，只需增加再生料配料和計量裝置，直接向攪拌區添加再生料，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條件下的成品料品質[3]。

圖2雙滾筒加熱攪拌裝置

2雙滾筒連續式攪拌設備的工藝流程

熱拌瀝青混合料是根據設定的配合比，將經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]。根據雙滾筒加熱攪拌裝置所具有的功能，還需要設計配料系統（實現骨料的連續計量和輸送）、瀝青系統（實現瀝青的儲存、加熱和連續計量）、粉料系統（實現粉料的儲存和連續計量）、成品料系統（將攪拌好的成品料連續輸送至成品倉儲存，并要在一定條件下實現成品料的保溫）、控制系統（將各系統有序地聯系在一起），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雙滾筒連續式攪拌設備工藝流程

3雙滾筒連續式攪拌設備方案設計

3.1雙滾筒連續式攪拌設備結構組成

根據雙滾筒連續式攪拌設備的工藝流程，雙滾筒連續式攪拌設備以雙滾筒加熱攪拌裝置為核心，生產熱拌瀝青混合料需具備雙滾筒（含燃燒器）、配料系統、除塵系統、粉料系統、瀝青系統、成品料儲存系統和控制系統。若需添加再生料，還需增配再生料配料計量系統。若需增配添加劑系統，只需根據再生料特征增加相應的添加系統即可。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雙滾筒連續式攪拌設備各系統功能要求

與強制間歇式瀝青攪拌設備不同，雙滾筒連續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進行的，而瀝青系統的計量、成品料的排放是連續進行的。因此各系統功能要求具體如下。

3.2.1配料系統

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，連續計量是配料系統的核心。首先，通過變頻電機控制皮帶給料機的給料速度，根據級配需要調整供料量；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，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

攪拌設備在運轉過程中，因骨料的輸送和加熱會產生大量的粉塵，故必須通過除塵系統將粉塵收集起來，避免污染環境。在最理想的情況下，整個系統產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，且經過計量，所以排放回收粉后，需要重新補償新粉，確保回收粉的變化不影響級配。

3.2.3粉料系統

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

3.2.4瀝青系統

瀝青的儲存、加熱和連續計量是瀝青系統要實現的功能。由于瀝青是在高溫下連續計量的，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

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

3.2.6控制系統

控制系統需要以雙滾筒為核心，將配料、瀝青、粉料、成品料系統等有機地組織起來，實現連續計量、生產成品料。如在生產過程中發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掉，從而導致級配發生變化，因此設計控制系統時也要考慮這個因素的影響。endprint

3.3雙滾筒連續式攪拌設備的總體方案設計

依據雙滾筒連續式攪拌設備的工藝流程和各系統的功能要求，設計了圖4所示的雙滾筒連續式攪拌設備，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、提升和儲存環節，設備的故障點大大減少。經檢驗，相鄰2個時間段的成品料差異可忽略不計，對于實現連續大批量生產優勢明顯。

圖4雙滾筒連續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） 原材料的品質和組分的穩定是影響成品質量穩定的首要因素，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、控制系統的方案設計和工程實踐中要充分考慮這些因素。

（3） 在國內的工程實踐中，回收粉使用程度不統一，排出去的回收粉和加進系統的新粉數量要滿足要求，組分也要十分接近，否則成品料級配會發生變化。

5結語

雙滾筒連續式攪拌設備因其工藝流程中無熱料提升、篩分和熱料儲存環節，大大減少了熱量散失和故障點；由于采用了雙滾筒結構，內筒加熱，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，可快速高效地連續提供成品料和生產再生料。

總而言之，雙滾筒連續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：杜衛華]endprint