秦銳

武警水電第九支隊(duì),四川 成都 613000

瀝青路面廠拌熱再生設(shè)備對(duì)比分析研究

秦銳

武警水電第九支隊(duì),四川 成都 613000

介紹了間歇式和連續(xù)式兩種瀝青路面廠拌熱再生設(shè)備的基本特征，對(duì)兩種熱再生設(shè)備的加熱、計(jì)量方式、結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析比較，闡述了兩種熱再生設(shè)備在瀝青路面廠拌熱再生中各自的優(yōu)缺點(diǎn)及并得出相關(guān)結(jié)論。

廠拌熱再生設(shè)備；間歇式；連續(xù)式；舊瀝青混合料；

引言

據(jù)我國(guó)交通部“十二五”規(guī)劃，我國(guó)至2015年公路總里程將達(dá)到450萬(wàn)公里，高速公路總里程將達(dá)到10.8萬(wàn)公里，在已建公路的高級(jí)路面中，瀝青混凝土路面所占的比例約為 80%。按照瀝青路面的設(shè)計(jì)壽命計(jì)算，從現(xiàn)在起，每年有約10%的瀝青路面進(jìn)入大中修期，產(chǎn)生的廢舊瀝青混合料將達(dá)到每年數(shù)百萬(wàn)噸之巨，如能將舊瀝青混合料再生利用，每年可以節(jié)省材料費(fèi)數(shù)億人民幣。10年以后，瀝青路面大中修產(chǎn)生的就瀝青混合料將達(dá)到1000萬(wàn)噸以上，瀝青路面的再生利用有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

瀝青路面再生利用技術(shù)是指將廢舊瀝青路面通過(guò)機(jī)械回收、破碎、篩分，然后根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，添加再生劑、新瀝青、新集料等，重新拌和，形成滿足路用性能的再生瀝青混合料的工藝技術(shù)。目前具備現(xiàn)代瀝青路面廠拌熱熱再生基本技術(shù)特征的設(shè)備主要有兩種：一種是連續(xù)強(qiáng)制式雙滾筒瀝青混合料熱再生設(shè)備；另一種是間歇強(qiáng)制式雙烘干筒瀝青混合料熱再生設(shè)備。

1.瀝青路面廠拌熱再生設(shè)備的基本特征

廠拌熱再生是目前使用最廣泛、再生效果最好的瀝青路面再生利用方式，也是現(xiàn)階段最適合我國(guó)采用的再生方式，隨著廠拌熱再生設(shè)備的不斷改進(jìn)和完善，其已日益成熟完善，并廣泛應(yīng)用于各類等級(jí)公路的再生修復(fù)。目前瀝青路面廠拌熱再生設(shè)備具有以下基本技術(shù)特征：

1）計(jì)量準(zhǔn)確，采用自動(dòng)化系統(tǒng)，確?？刂凭?，物料和溫度的計(jì)量、測(cè)量及補(bǔ)償裝置等滿足熱拌瀝青混合料規(guī)范要求；

2）加熱及攪拌充分，對(duì)舊混合料設(shè)置加熱裝置，新舊混合料加熱工藝良好，攪拌效果優(yōu)良，舊混合料的最大摻配率大于25%；

3）實(shí)現(xiàn)了“視窗”操作，具有故障自動(dòng)診斷和報(bào)警，各種配方、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、顯示和打??；

4）具備良好的除塵系統(tǒng)，確保粉塵、廢氣的排放達(dá)標(biāo)，避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染，有對(duì)舊瀝青混合料進(jìn)行加工處理的裝置。

2.舊瀝青回收料加熱方式對(duì)比

要使舊瀝青混合料獲得再生利用，一定要將舊料加熱到一定的溫度進(jìn)行融合再生利用，舊瀝青混合料的加熱方式主要有以下三種：

1）利用過(guò)熱的新集料，在混合式傳熱給舊料；

2）利用烘干筒壁間接加熱舊料；

3）用一個(gè)專門舊瀝青混合料的加熱裝置來(lái)加熱舊料；

雙滾筒連續(xù)式再生設(shè)備，其外筒如同一個(gè)巨大的“單臥軸”攪拌機(jī)，舊瀝青混合料的加熱、再生與新料的混合均在此完成。其對(duì)舊瀝青回收料的加熱是利用過(guò)熱的新集料在混合時(shí)傳熱給舊瀝青混合料，再利用烘干筒壁間接加熱舊瀝青混合料。新、舊料再生，混合區(qū)的攪拌時(shí)間長(zhǎng)達(dá)60s～90s，因而，瀝青的再生得以充分進(jìn)行。

間歇式再生設(shè)備對(duì)舊料采用一個(gè)專門的舊瀝青混合料的加熱裝置來(lái)加熱，即采用專門加熱舊料的烘干筒用燃燒器或高溫?zé)峥諝庵苯蛹訜岬姆绞?，但其加熱時(shí)間太短(30s～36s)，故即使加入已經(jīng)在第二烘干筒加熱的舊瀝青回收料，新舊料混合的擴(kuò)散階段也不能充分進(jìn)行，令新、舊瀝青與新、舊集料之間沒(méi)有較長(zhǎng)的時(shí)間混合，混合再生瀝青料質(zhì)量不好。

3.集料給料和計(jì)量方式對(duì)比

3.1 連續(xù)式設(shè)備給料和計(jì)量方法

傳統(tǒng)的連續(xù)式動(dòng)態(tài)計(jì)量采用的是容積式計(jì)量，通過(guò)皮帶機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下料門的開(kāi)度來(lái)確定集料的供給量，事先需要進(jìn)行標(biāo)定，這種計(jì)量方式一旦料門被堵，計(jì)量誤差很大。目前連續(xù)式再生設(shè)備中采用的集料計(jì)量方式是連續(xù)式差分式動(dòng)態(tài)計(jì)量系統(tǒng)。這種計(jì)量系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的容積式計(jì)量和皮帶秤，它是通過(guò)稱重傳感器測(cè)得的計(jì)量斗物料的減少量來(lái)控制集料的供給量，只要預(yù)先設(shè)定好集料的供給量，稱重系統(tǒng)就可以按設(shè)定值自動(dòng)控制物料的流量，如發(fā)現(xiàn)偏離設(shè)定值系統(tǒng)可以自動(dòng)通過(guò)變頻器調(diào)整皮帶機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)進(jìn)行集料流量的調(diào)整。

3.2 間歇式設(shè)備給料和計(jì)量方法

間歇式再生設(shè)備新集料是在集料烘干之后，經(jīng)二次篩分后稱量，但舊混合料的計(jì)量則完全失去了間歇式設(shè)備的優(yōu)勢(shì)：舊瀝青回收料中的集料不能進(jìn)行二次篩分，加熱后舊混合料的黏性導(dǎo)致計(jì)量困難、速度慢、精度難控制。間歇式設(shè)備給料和計(jì)量的順序是：冷集料配料→集料烘干→集料熱篩分→熱集料稱量攪拌。

3.3 計(jì)量誤差分析對(duì)比

連續(xù)式計(jì)量的誤差來(lái)源：連續(xù)式計(jì)量的誤差=稱量系統(tǒng)的靜態(tài)誤差；

間歇式計(jì)量的誤差來(lái)源：間歇式計(jì)量的誤差=稱量系統(tǒng)的靜態(tài)誤差+動(dòng)態(tài)誤差；

間歇式計(jì)量的動(dòng)態(tài)誤差來(lái)源是：1）物料加料時(shí)的快速跌落，對(duì)稱重傳感器的沖擊；2）“空中飛料”帶來(lái)的附加誤差。連續(xù)式計(jì)量和間歇式計(jì)量的誤差對(duì)比（見(jiàn)附表）：

表1 連續(xù)式計(jì)量和間歇式計(jì)量誤差對(duì)比

從上面的兩種計(jì)量方式的對(duì)比可以看出，由于連續(xù)式計(jì)量同樣采用稱重計(jì)量，在動(dòng)態(tài)計(jì)量精度上已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)間歇式稱重計(jì)量所能達(dá)到的精度。

4.廠拌熱再生設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能對(duì)比

4.1 連續(xù)式瀝青再生設(shè)備

連續(xù)式雙滾筒再生設(shè)備由新集料貯存、計(jì)量、輸送系統(tǒng)，舊料預(yù)處理裝置，舊料貯存、計(jì)量、輸送系統(tǒng)，再生劑、新瀝青和礦粉貯存、添加裝置，雙滾筒加熱攪拌裝置，成品輸送和貯存系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組合而成。

連續(xù)式雙滾筒再生設(shè)備具有的優(yōu)點(diǎn)可以概括成以下幾個(gè)方面：

1）再生混合料產(chǎn)品質(zhì)量高 具有舊料預(yù)處理裝置，其功能是對(duì)回收的舊料進(jìn)行破碎、篩分、給料和計(jì)量；通過(guò)破碎和篩分，可以對(duì)舊料進(jìn)行細(xì)化分類和成分分析，再通過(guò)給料和計(jì)量控制，確保了按設(shè)定比例為生產(chǎn)流程添加回收的舊料；計(jì)量采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，集料與瀝青的比例準(zhǔn)確，再生出的再生混合料產(chǎn)品質(zhì)量最好；回收料的加熱、再生與新料的攪拌都有充分的時(shí)間，舊瀝青融化徹底，新舊料混合均勻；

2）混合均勻 集料順序加料后，舊料即與高溫新集料混合攪拌，在高溫新集料的熱量轉(zhuǎn)移給舊料的同時(shí)，舊料表面的舊瀝青融化，一部分也轉(zhuǎn)移到新集料表面；接著是再生劑和新瀝青噴入攪拌區(qū)混合攪拌，再生劑均勻地與舊瀝青接觸，加速了舊瀝青的再生過(guò)程，同時(shí)保證了新瀝青對(duì)于新舊集料的裹覆均勻，形成的集料質(zhì)量好；最后在新舊集料表面瀝青層全部形成的前提下，連續(xù)均勻地加入礦粉與廣為分散的自由瀝青結(jié)合，可避免與集料爭(zhēng)奪瀝青（瀝青優(yōu)先裹覆新、舊集料），還可避免跑粉；

3）熱效率高 新集料采用逆流式烘干加熱，內(nèi)滾筒外壁散發(fā)的熱量被攪拌區(qū)物料吸收，熱損失少，回收料的熱量90%來(lái)自新集料，10%來(lái)自內(nèi)筒壁和攪拌槳葉的熱傳導(dǎo)，因此，生產(chǎn)過(guò)程省燃料，可節(jié)約10%的燃料；

4）生產(chǎn)成本低 雙滾筒攪拌裝置工作時(shí)，其內(nèi)部的氣流途徑是：空氣由成品出料口進(jìn)入，在攪拌區(qū)帶走了舊料加熱時(shí)產(chǎn)生的油煙，經(jīng)熱礦料進(jìn)料口，在內(nèi)滾筒火焰區(qū)油煙被充分燃燒掉，既保證了廢氣排放的干凈，又可避免除塵布袋被油氣污染，可明顯降低除塵費(fèi)用，再生過(guò)程的運(yùn)行成本較間歇式設(shè)備低10%左右。

綜上所述，采用連續(xù)式雙滾筒再生設(shè)備生產(chǎn)再生瀝青混合料，再生效果好、混合充分均勻、節(jié)能、環(huán)保，舊料摻量比例最高可達(dá)50%～60%。同時(shí)，也可以生產(chǎn)全新料瀝青混合料。

存在的主要問(wèn)題：

1）由于它是利用干燥筒的外壁進(jìn)行熱輻射，使回收料的添加比例最高只能達(dá)到60%；

2）雙滾筒式瀝青混合料再生設(shè)備受目前我國(guó)的石料質(zhì)量現(xiàn)狀制約，尚不完全適應(yīng)我國(guó)目前的國(guó)情，同時(shí)設(shè)備相對(duì)較復(fù)雜，投資費(fèi)用也較高。

4.2 間歇式廠拌瀝青熱再生設(shè)備

間歇式雙烘干筒再生設(shè)備有兩只烘干筒，一只用作烘干加熱新集料，一只用作烘干加熱廢舊瀝青混合料?；厥樟贤ㄟ^(guò)第二順流式干燥筒烘干和加熱。

在我國(guó)，由于集料生產(chǎn)和計(jì)量控制上和國(guó)外有一定的差距，間歇式瀝青混凝土攪拌設(shè)備具備特有的“二次篩分”裝置，國(guó)內(nèi)主要采用間歇式設(shè)備。其優(yōu)點(diǎn)可以概括成以下幾個(gè)方面：

1）控制平穩(wěn) 新集料可篩分，舊料加熱方式合理平穩(wěn)，新舊材料都有計(jì)量控制，攪拌方式采用強(qiáng)制式，攪拌均勻，混合料質(zhì)量較好；

2）級(jí)配穩(wěn)定且摻料比例可加大 骨料在篩分后分別儲(chǔ)存于4或6個(gè)熱料倉(cāng)中，按照生產(chǎn)配合比的要求對(duì)各倉(cāng)中的規(guī)格料分別稱量，累積計(jì)量，舊料加熱至較高的溫度時(shí)，回收料中的瀝青老化現(xiàn)象少，比例最高可達(dá)30%～60%，故可以保證各種規(guī)格料的準(zhǔn)確性和混合料中級(jí)配的穩(wěn)定性，且舊料摻料比例可加大。

3）廢氣排放在要求范圍內(nèi)，與間歇式瀝青混合料拌和設(shè)備新料生產(chǎn)時(shí)的排放量大致相等。

存在的主要問(wèn)題：

1）加熱舊回收料時(shí)，易使舊料瀝青不老化，且加熱到130℃以上時(shí)，產(chǎn)生的煙霧及有害氣體因無(wú)法完全有效處理，易造成新的污染；

2）為保證新舊料混合均勻和新舊瀝青充分裹覆均勻，需增加攪拌時(shí)間，因而設(shè)備的產(chǎn)量有所下降，且設(shè)備相對(duì)較復(fù)雜，投資費(fèi)用較高。

5.廠拌瀝青熱再生設(shè)備經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

間歇式再生設(shè)備的生產(chǎn)能力主要取決于攪拌筒的容量，在攪拌筒充盈率一定的條件下，隨著直徑的增大，設(shè)備的生產(chǎn)能力將急劇上升。故間歇式設(shè)備將隨著生產(chǎn)能力的增大而增大。可見(jiàn)連續(xù)式雙滾筒熱再生設(shè)備在降低制造成本方面相對(duì)于間歇式熱再生設(shè)備存在著巨大的潛在優(yōu)勢(shì)。

間歇式再生設(shè)備由于在回收料的加熱時(shí)采用專門設(shè)計(jì)的干燥筒及燃燒器，燃燒的熱量沒(méi)有充分利用而浪費(fèi)了，造成了大量熱量的損耗；而連續(xù)式再生拌和設(shè)備，其在生產(chǎn)時(shí)，充分利用了干燥筒的外壁的熱輻射和新集料的熱交換，提高了熱量的利用率；間歇式設(shè)備由于增加了舊回收料的計(jì)量裝置和新舊混合料的攪拌時(shí)間，造成間歇式設(shè)備的生產(chǎn)率降低，導(dǎo)致成本上升；在維修費(fèi)用、燃料費(fèi)用、折舊費(fèi)用等方面上，連續(xù)式雙滾筒熱再生設(shè)備每生產(chǎn)1 t混合料的成本要比間歇式熱再生設(shè)備低10%左右，成本節(jié)約，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看這種節(jié)約是相對(duì)可觀的。因此，在節(jié)約能源和降低瀝青混合料的生產(chǎn)成本方面，雙滾筒攪拌設(shè)備存在著潛在的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。

6.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，兩種不同瀝青路面廠拌熱再生設(shè)備，其自身性能、加熱及計(jì)量方式、結(jié)構(gòu)性能及經(jīng)濟(jì)性是有差別的?？傻萌缦陆Y(jié)論：

1）通過(guò)對(duì)舊瀝青回收料加熱方式對(duì)比可知，間歇式再生設(shè)備加熱效果及熱效率低于連續(xù)式，連續(xù)式計(jì)量精度已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)間歇式稱重計(jì)量所能達(dá)到的精度；

2）連續(xù)式熱再生設(shè)備利用舊回收料的比例較間歇式高，低污染、低熱損，生產(chǎn)出的再生瀝青混合料性能優(yōu)良，是目前性能比較完善的再生拌和設(shè)備，由于目前集料工業(yè)的落后，連續(xù)式熱再生設(shè)備的技術(shù)發(fā)展在我國(guó)推廣受到一定制約，現(xiàn)階段主要使用間歇式熱再生設(shè)備；

3）對(duì)間歇式與連續(xù)式瀝青熱再生設(shè)備的成本分析，可知連續(xù)式熱再生設(shè)備在提高生產(chǎn)能力、降低制造成本方面存在著巨大的潛在優(yōu)勢(shì)。

瀝青路面廠拌熱再生設(shè)備采用連續(xù)式雙滾筒再生設(shè)備是進(jìn)行廠拌熱再生的最佳選擇。隨著我國(guó)集料工業(yè)的發(fā)展，人們觀念的改變及對(duì)環(huán)保的日益重視，這種設(shè)備在我國(guó)的推廣和應(yīng)用是必然的趨勢(shì)，同時(shí)在高速公路瀝青路面的養(yǎng)護(hù)中具有十分重要的意義。

[1]孫祖望.瀝青路面再生技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展（一）.建筑機(jī)械，2005（3）：13～17

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