廠拌單滾筒瀝青砼熱再生一體機的技術性能及其應用研究

張 奇

(福建省高速公路養護工程有限公司，福州 350001)

目前市面上使用的廠拌熱再生設備主要分為2種：一種是雙滾筒高位瀝青砼熱再生設備；另一種是單滾筒瀝青砼熱再生一體機設備。 本文研究的是單滾筒瀝青砼熱再生一體機設備的性能。

1 廠拌單滾筒瀝青砼熱再生一體機的技術特性

（1）同步加熱、料溫穩定、產量提升

單滾筒瀝青砼熱再生一體機設備采用一體式干燥滾筒集料加熱方式， 將原生骨料及RAP篩分料一起投入滾筒加熱，最多可添加至40%的RAP 料，同時不影響瀝青攪拌站的整體產量。 由于同步加熱，烘干處的料溫均勻，且骨料由內向外充分被加熱， 因此出廠的再生混合料不易降溫，且無溫度離析現象，成品料的分散性較好，可滿足長途運輸與工地長時間等待攤鋪而不降溫的需求。

（2）級配精確穩定

單滾筒瀝青砼熱再生一體機設備計量方式采用三點式計量， 銑刨舊料通過破碎篩分，RAP 料經冷配倉皮帶輸送至振動篩篩分，并由計量斗計算稱量所需摻量后，與原生骨料一同進入拌合樓內部重新熱篩，拌合樓可按照生產配合比精確控制每一鍋混合料的級配。 生產流程如圖1 所示。

（3）節能減排、經濟環保、節約能耗

使用單滾筒瀝青砼熱再生一體機設備，不會增加原設備的電能消耗功率，無需增加變壓器，設備總裝機功率基本不變；使用單滾筒瀝青砼熱再生一體機設備無需增加燃燒器，且單滾筒旋轉式燃燒器比原始滾筒的燃燒器節能10%以上，相對于雙滾筒式不僅不會增添燃料消耗， 并且能達到節能減排、經濟環保的雙優效能。

2 再生產能特性及設備優缺點對比

2.1 再生RAP 料摻量及再生混合料產量

單滾筒瀝青砼熱再生一體機搭配3000 型拌合樓以生產再生AC-16 為例，所使用的骨料物理特性需符合ASTM 標準。根據出料口溫度180℃、大氣壓760 mm Hg、空氣相對濕度75%，空氣溫度20℃、天然氣熱值8500 kcal/Nm3統計可得再生混合料產量見表1。

表1 再生混合料產量計算

從表1 可以發現， 經對比RAP 料摻量對廠拌瀝青混合料配合比有較大影響，其中20%摻量的出現異常偏差的概率最少，穩定性最高，集料規格和料源的穩定，但產量有所減少。

2.2 一體式單滾筒與高位式雙滾筒對比

（1）廠拌單滾筒瀝青砼熱再生一體機

優點： 同時加熱攪拌保證成品料溫度可控性強、設備侵蝕程度較輕、節約電損耗及燃氣損耗、環保性能好、能耗及故障率低，不需要大幅改動設備，節省資金。

缺點：處理回收RAP 料回收效率低、脫硫效率較慢， 產量較少時會黏附瀝青導致瀝青含量減低，同時加熱過久會引起瀝青老化。

（2）廠拌高位式雙滾筒瀝青砼熱再生機

優點： 分離式加熱防止RAP 料在加熱時瀝青老化，雙滾筒控溫防止二次污染，雙滾筒加熱生產回收率高[1]。

缺點：需要增加電容設備，電損耗及燃氣損耗加大，回收料加熱效率較慢。 新增高位滾筒設備昂貴，設備占地龐大。

3 環保特性

3.1 粉塵顆粒物處理

粉塵顆粒物處理采用降塵式布袋除塵，效果達到交通運輸部優級標準≤50 mg/Nm3， 若原材經過水洗后，除塵效果可達到歐盟優級標準≤20 mg/Nm3，按一定斜率設計的進氣腔延伸到整個降塵式布袋除塵器，使所有布袋都可以均勻承載，提高過濾效率，使布袋使用壽命趨向于一致，這樣的設計使布袋表面沉積的粉塵迅速被破碎， 不易粉塵結塊，塵埃板結。 干燥筒與降塵式除塵器的雙塔結構，既節省空間場地，又可以對除塵器進行保溫防止粉塵拱堆、堆疊；還可以防雨遮陽，促進設備使用壽命。

除塵形式：重力沉降式+懸掛式布袋除塵。

初級：分離粉塵粒徑≥75 μm。

二級除塵：粉塵污染物控制≤30 mg/Nm3。

最大處理風量：1580 m3/min。

正常工作溫度：100℃～185℃。

3.2 煙塵處理

煙塵處理采用麻石水膜除塵脫硫技術，使用麻石水膜霧化噴淋除塵脫硫塔， 通過塵粒與液滴的慣性碰撞， 離心分離和液膜粘附等方式實現高效除塵[2]，流程如圖2 所示。

圖2 麻石水膜霧化噴淋除塵脫硫塔流程圖

煙塵麻石水膜除塵脫工藝技術流程： 布袋除塵→降溫冷卻→堿性脫硫→水溶沉淀→大氣排放。完成整個麻石水膜除塵脫硫技術過程后，出風口排放尾氣≤20 mg/m3，且不會產生水霧式尾氣，出坑腐蝕風機和管道、影響設備壽命的情況，符合尾氣排放≤50 mg/m3的國際環保標準，達到保護環境和氣候的環保要求。

4 項目案例

以福建省南平市夏道成功瀝青攪拌站第一臺廠拌單滾筒瀝青砼熱再生一體機為例，廠拌熱再生混合料與原生混合料馬歇爾試驗結果對比如表2所示。

據表2 可知， 所添加RAP 料的再生混合料指標都有明顯變化， 再生瀝青混合料穩定值明顯減少，表明RAP 料使瀝青混合料變軟、變稠，抗變形能力有所減少，但符合設計參數，對瀝青混合料指標影響不大。

同時可以發現添加RAP 料后新增瀝青明顯減少了項目成本，發揮項目經濟效應，節能環保，節省不可再生資源，具有更好的經濟效益和環保效應。

以2019 年福銀高速公路路段提升工程南平連接線試驗段為例， 該試驗段使用的混合料為再生AC16 其中RAP 料參比RAP 13.2～16 mm 8%，RAP 0～13.2mm 11%共計RAP 料參量19%，根據試驗段路檢的結果，其芯樣壓實度≥97%,密度2.42，構造度及滲水系數合格，現場施工效果較好。 在瀝青混合料中摻入RAP 料可明顯節省原生骨料及新增瀝青量，從而提高可再生利用率，節約了項目資金成本。 再生混合料未降低瀝青砼性能，芯樣及路檢符合施工要求，從而實現生產環保及項目經濟節能的雙向要求。

表2 馬歇爾試驗結果

5 產生的問題及建議

（1）產生的問題

以福建省南平市夏道成功瀝青攪拌站廠拌單滾筒瀝青砼熱再生一體機為例，在該設備實際生產中發現生產小于20 t （生產加熱時長不足10 min）加熱滾筒內溫度還不穩定時，生產的再生混合料會因為RAP 料得不到充分加熱導致粘附性較高，部分RAP 細料會黏附于加熱滾筒內壁， 導致再生混合料瀝青經燃燒爐煅燒后瀝青含量與配合比對比有所減少，瀝青級配有所偏差。 但大規模生產時加熱滾筒內溫度提高溫度趨于穩定時對RAP 料的加熱充分，使RAP 料的粘附性有所減少，不會發生粘附筒壁現象，再生混合料的瀝青級配又恢復正常。

（2）建議

該設備再生瀝青混合料時不能在溫度不夠穩定時做再生混合料配合比試拌，否則會導致瀝青級配偏差。該設備需滾筒提前加熱10～15 min，當滾筒內溫度趨于穩定時再做瀝青混合料配合比試拌，使瀝青混合料配合比趨于穩定。 根據試驗路段的檢測結果與現場施工效果， 發現再生RAP 料對再生混合料的級配影響較大， 建議需加強RAP 料礦料管理，其規格和質量的穩定直接影響再生瀝青混合料的穩定性和配合比的有效性，在工程施工期間需加強破碎篩分RAP 料的質量管理和堆放管理， 提高集料規格和料源的穩定性。 做到料源管理、生產分檔、質量把控和穩定安全等要素的監管。

6 結論與展望

本文闡述了廠拌單滾筒瀝青砼熱再生一體機設備的再生技術及除塵環保工藝流程，對該設備的再生產能參數、 設備的優點及缺點進行了對比，針對加熱方式、RAP 料匹配方式、 技改效應及環保性能進行了分析，并對其實際項目案例產生的問題提出了建議。

廠拌熱再生技術是一種新興的綠色技術，響應國家“十四五”規劃，促進可持續能源的發展和應用，廠拌單滾筒瀝青砼熱再生一體機設備通過回收銑刨料進行破碎篩分再利用以減少資源浪費，并且使再生混合料可以在相對節能環保的環境里進行拌和生產，既能節省能源消耗，又保障了煙塵排放，推進可持續發展。