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强制间歇式沥青混合料搅拌设备使用说明-效果图

来源:高维动画      发布时间:2022-08-28      阅读次数:892 次

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现代化的公路建设不可缺少现代化的施工机械,我国公路建设的发展也促进了我国公路施工机械的发展和技术的提高,但由于我国公路施工机械基础薄弱、技术落后,在高速公路施工中大量使用国外施工机械,通过对这些先进机械的使用,也培养和造就了大批公路施工机械的管理和操作能手。但我们也看到有些高速公路在通车剪彩后不久便出现了路面损坏等现象,新建公路产生早期损坏的原因很多,可能是由于设计、施工及材料等因素,有的公路当年建成,次年返修,造成直接和间接的经济损失。就施工机械而言,只有正确合理地使用,才能保证机械的完好、使其发挥应有的作用,公路工程的质量才有保证。


一、概述

沥青混合料搅拌设备是公路沥青路面机械化施工的主要设备之一,它和沥青混合料摊铺机配套,再配以运输车和压实机械完成沥青路面的施工任务,适用于公路、城乡道路、机场、码头、广场等工程。它将不同沥青路面集料(骨料)进行级配、烘干、加热并和一定比例的沥青拌和成要求温度的适用于不同等级公路沥青面层(上面层、中面层、下面层)要求的沥青混合料,沥青混合料的性能直接影响到所铺筑的沥青路面质量。

二、工艺流程

    强制间歇式沥青混合料搅拌设备的主要作业内容包括:

    1、冷骨料的准备和级配、输送、烘干加热、热料提升、筛分贮存、计量;

    2、石粉的储存输送、计量;

    3、沥青的熔化、脱水、加热保温、输送、计量;

    4、骨料、石粉、沥青计量后放入搅拌器搅拌;

    5、搅拌后的沥青混合料直接装入运输车或输送到成品料仓储存;

        6、除尘系统——确保生产过程中的环保要求。

三、主要组成及产品型号

强制间歇式沥青混合料搅拌设备由以下部分组成:冷料供给系统、干燥滚筒、燃烧系统、热骨料提升机、振动筛分系统、热骨料储料仓、沥青储存与供给系统、粉料储存与供给系统、称重计量系统、搅拌器、除尘系统、成品料储存仓、导热油加热系统、电气控制系统、气路控制系统等,

强制间歇式沥青混合料搅拌设备的结构型式有以下几种:

固定式设备——设备没有自行移动或可拖行功能,需借助其它设备进行搬运;

移动式设备——设备全部或大部分总成可拖行的设备,如冷料供给系统、干燥滚筒、热料提升机等各为一个移动单元,其它大构件可分为多个移动单元;

模块式结构——为便于运输和安装,将大构件如搅拌塔等按便于运输的结构尺寸分割成多个模块,这样便于安装、拆卸和运输;

无基础型设备——该型设备可简化设备的安装基础,只需将安装场地平整和压实,无需浇注水泥基础,可节省安装费用。

四、冷料供给系统

冷料供给系统是存放不同规格的冷骨料,并将冷骨料进行初级配并输送到干燥滚筒的装置,由多个冷料仓及其放料门、给料机、集料皮带机和上料皮带等组成,

l、冷料仓

冷料供给系统是为沥青搅拌设备供给满足级配要求骨料的装置,不同用途的沥青混合料有不同的级配要求,冷料供给系统所供给的骨料必须要满足级配的要求。因此所有冷料供给系统均由多个料仓组成,以分别储存不同规格的骨料,一般有36个冷料仓。不同型号沥青搅拌设备的单仓容量应与其生产能力相匹配:1000型不小于6 m32000型不小于8 m33000型不小于10 m34000型不小于12m3。每个料仓的上口应有一定的宽度(受料宽度),以便于装载机上料。料仓的形状是四壁倾斜的棱锥体,符合出料整体流动规律,料仓下出料口为梯形结构,放料门安装在出料口宽度较大一侧,即出料时料从宽度小的一侧向宽度较大一侧运动,这样有助于减小出料阻力和皮带的磨损,并减小传动扭矩。

细料如河砂等一般含水量较高,易于起拱而影响供料的连续性,细砂料仓必须配置仓壁振动器,防止湿料结拱。

2、放料门

每个冷料仓均有一个放料门用来调节出料的流量,料门开度能按需要调节,有一个独立的调节机构,配有控制杆及锁定机构,以保持供料量的稳定。调节机构有齿轮齿条式及横杆机构等不同型式,一般为手动操作。

3、给料机

给料机位于冷料仓下部,是一种长度比较短的输送设备,它将由料仓底部排出的骨料通过输送速度的调节控制出料量。目前应用较多的给料机是皮带给料机,也有板式给料机,如图4所示。早期的沥青搅拌设备的给料机使用过振动给料机,但由于振动给料机不能直接从料斗中取出物料、供料量的调节较困难和供料精度低而被弃用。

皮带给料机由机架、驱动滚、张紧滚、张紧调整装置、电机及传动装置、输送带等组成,输送带设有自洁装置,刮除粘结在输送带上的料,粘料会影响给料机的正常工作。输送带最好用带裙皱边的胶带,可防止集料的散落,输送带应运转平稳、不跑偏,不得有漏料现象。

带式给料机的运行速度一般控制在0.1250.15m/s,最大不得超过0.28m/s,运行速度过高将导致磨损加剧。运行速度的调节通过电机的调速来实现,目前均采用变频调速方式调节。早期的产品由于交流电机调速较困难而使用直流电机调速。

4、集料皮带机、上料倾斜皮带机

集料皮带机是收集各给料机供给的骨料,并向前输送的装置,其结构和普通的皮带输送机一样,由机架、驱动滚、张紧滚、改向滚、托滚、张紧装置、输送带、清扫刮板等组成。驱动滚应能产生最大的摩擦力以驱动输送带,其结构应以鼓形滚或挂胶滚为佳。集料皮带机应有足够的输送能力,输送带要有足够的拉伸强度和厚度,输送带的层数确定其拉伸强度,覆盖层应有足够的厚度及质量来保护芯层,并具有耐刮削、耐磨损、耐老化的性能。

上料倾斜皮带机是将集料皮带机送来的骨料输送到干燥滚筒。为筛除超规格的料以免进入搅拌器等损坏机件,通常在集料皮带机和上料倾斜皮带机之间增加一个振动筛,剔除大料以保证搅拌设备的正常工作。

冷料供给系统装备有紧急停车装置,当遇到紧急情况时可以随时停机排除故障,以避免发生不必要的事故。

五、干燥滚筒

干燥滚筒是对冷骨料进行烘干加热的装置,它由滚筒、滚圈、支撑滚轮、止推滚轮、驱动装置、进出料箱和机架等组成,

1、滚筒

滚筒是倾斜安置的长圆柱形构件,一般倾斜度为3°—5°,用耐热耐磨钢板如锅炉钢板等焊接而成。滚筒前后有两个支承大滚圈,滚圈支承在支撑滚轮上。在滚筒的自重及骨料重量的作用下,滚筒易向低端滑动,通过支撑滚轮的调节可补偿滚筒向下运动的趋势。

滚筒的驱动方式有三种:齿圈驱动、链驱动和摩擦驱动。齿圈驱动和链驱动一般在中小型设备中运用,大型的沥青搅拌设备滚筒的驱动以采用摩擦驱动为主。

滚筒内壁安装有提料叶片,滚筒转动时骨料在提料叶片的作用下被提升并跌落形成料帘。由于滚筒的倾斜,骨料在提升和跌落的过程中前进了一段距离,使骨料从进料端向卸料端运动。滚筒不同区间的叶片有不同的形状和要求,在滚筒的燃烧区,为保证其充分燃烧,该区域内不能有料帘存在,因料帘易使火焰熄灭及燃烧不完全。该区域除保证无料帘外还应使热能得到充分的利用,使骨料尽可能吸收更多的热量,同日寸‘尽量减少滚筒壁辐射热的传导量,以保护滚筒。滚筒的其它区域应有利于骨料的干燥和加热,燃烧热气和骨料在滚筒内对流运动进行热交换,热气流穿过料帘时将热量传递给骨料。在不同的区域应有不同的料帘密度,使热能得到充分的利用。

2、滚圈和支撑滚轮

滚圈是滚筒的支撑元件,在滚筒两端各一个,通过托架固定在滚筒外壁上,并支承在4个支撑滚轮上,由于滚筒工作时在不断地转动,滚圈应有足够的强度和耐磨性能,燃烧器端的滚圈托架一般采用弹性支撑结构,以补偿滚筒的热胀冷缩。

支撑滚轮是滚筒的支撑部件,它固定在机架上,每个支撑滚轮均有调节螺栓调节其横向位置,通过支撑滚轮的调节能补偿滚筒向下运动的趋势。

3、止推滚轮

止推滚轮是干燥滚筒的定位机构,使斜置滚筒定位于某一固定位置,使滚筒与进出料箱的配合更紧密。

4、进出料箱

斜置滚筒的高端为进料箱,冷供料系统送来的骨料从进料箱进入滚筒。进料箱也是滚筒的排气箱,燃烧的烟气从进料箱上部排出经管道进入除尘器。斜置滚筒的低端为出料箱,经滚筒烘干加热的骨料从出料箱排出进入热骨料提升机,滚筒的出料端安装有燃烧系统。

5、机架

干燥滚筒的机架一般用型钢焊接制造,通过机架支座高度的调节改变滚筒的倾角。

六、燃烧系统

燃烧系统为干燥滚筒提供热源,是对冷骨料进行烘干加热的装置。它由燃烧器、燃油供给系统、控制系统等组成。由于液体燃料使用方便,在国内外沥青搅拌设备中被普遍采用。燃油燃烧器有轻油燃烧器和重油燃烧器之分。性能好的燃烧器实现燃气、轻油、重油互换,燃烧重油时,只需增加重油加热装置。燃烧器的核心是燃烧喷嘴,其功能是使燃油充分雾化成细小的油滴,并使其均匀地和空气混合,以利完全燃烧,使燃油雾化的方法有三种:低压、高压和机械雾化。机械雾化依靠机械的高速旋转而使油液雾化;低压喷嘴将所需空气作为雾化剂,一般空气压力为0.3-0.8kpa;高压喷嘴利用压缩空气对燃油进行冲击和摩擦使油液雾化,压缩空气的压力为0.30.7Mpa。好的燃烧器应是点火容易、燃烧稳定、具有一定的调节比、短火焰、噪音小。燃烧器的结构型式很多。

以煤作燃料可降低使用成本,但需增添磨煤设备,必须将煤磨成煤粉后才能使用,此外煤中含有硫分,燃用时需考虑脱硫等技术问题。目前国内仅在小型沥青搅拌设备中有所使用。

七、热骨料提升机

热骨料提升机将经干燥滚筒烘干加热的骨料提升到搅拌塔的顶部,并送入筛分装置。热骨料提升机通常采用链斗式提升机,一般用板式链或圆环链,其结构如图7所示,它由主动链轮、从动链轮、链条、装于链条上的多个运料斗、提升机外罩壳、驱动装置、张紧机构等组成。提升机卸料方式通常采用混合式卸料。在提升机的驱动装置中必须附有止逆机构,当提升机运转中途停机时,止逆机构可防止链条有载侧在骨料重力作用下的倒转,以免使骨料回落到提升机底部而造成提升机再次启动的困难。

提升机的张紧机构用来调节链条的松紧度。由于链条在工作过程中的磨损而被拉长,工作一定周期后用张紧机构调节松紧度,以保证提升机的正常工作,否则易产生打滑、冲击等现象,热骨料提升机固定在搅拌塔的一侧。

八、振动筛分系统

振动筛分系统是将热骨料提升机输送来的骨料按粒径大小进行分级的装置,以使骨料能在搅拌之前对不同规格的骨料进行精确计量。图9是筛分过程示意图。

振动筛分系统由振动器、筛箱、筛网、减震弹簧、驱动装置等组成。振动筛安装在搅拌塔的顶部。振动筛有平面筛和斜筛两种结构型式。斜筛有利于骨料的运动,在沥青搅拌设备中应用较多。筛网为快换式结构,用压板固定于筛箱框架上,便于筛网磨损后的更换。

振动器目前一般采用双轴式振动器,也有采用振动电机的结构型式,但由于振动电机易损坏,目前使用者尚少。早期搅拌设备的振动轴安装在筛箱中部,该型结构使振动轴承始终处在高温环境中工作,因而振动轴承易损坏,损坏后维修更换很不方便,必须待其冷却后才能进行更换。现在国内外的沥青搅拌设备均将振动轴移至振动筛的顶部,这样振动轴位于大气环境中,便于振动轴承的散热,也便于振动轴的检修和维护。顶置式双轴振动器一般为自同步自激振动系统,两个轴之间无机械同步联接,由二个电机分别带动两根轴朝相反方向旋转,当电机的转速差达到某一定值时,电机的特性转速俘获,使两电机的转速完全相同,达到两电机的自同步。

为了使振动筛面得到充分利用,热骨料被提升机送入时应尽量均匀分散于整个筛面,有利于提高筛分效率,同时要减小热骨料的落料高度,以防止落料对筛面的冲击。

九、热骨料储料仓

热骨料储料仓位于振动筛的下方,分别用来储存砂子、细碎石、中粒度和大粒度碎石,料仓数量和筛网对应,每个料仓为分隔的独立体,其下部有能迅速启闭的料门,料门的启闭用气缸操作,每个料仓设有料位传感器,当料位过高或过低时能发出信号,通知操作人员采取必要的措施。料仓上部有溢料口,当料满仓过量时料从溢料口排出,以免流入邻近料仓而形成串料,使设备保持正常工作状态,

十、粉料供给系统

沥青混合料级配设计中含有一定量的粉料(细集料)。粉料供给系统是在沥青混合料拌制时加入一定量粉料的机构,它包括粉料贮仓和输送机等。粉料贮仓一般为筒式结构,筒的下部是倒圆锥形,其下部有供粉阀或叶轮给料器,用来控制粉料的输出量。锥体部分设有破拱装置,以防止粉料结拱影响粉料的输出,一般采用气力喷吹破拱。粉料输送机多数采用螺旋输送机。

粉仓内的加粉可采用斗式提升机或气力输送。当使用气力输送方式加粉时,粉罐顶部必须配置有除尘装置,以防止粉尘的飞扬污染环境。

十一、沥青供给系统

沥青供给系统为搅拌设备提供一定温度、一定数量的沥青,按工程的要求拌制出一定油石配比的混合料。沥青供给系统主要由沥青罐、沥青泵、输送管道、阀等组成。由于沥青的升温较慢,一般配置数个沥青罐交替使用。沥青罐分贮存罐和加热罐,沥青必须加热到一定温度后才能输送到计量罐,然后进入搅拌器。沥青罐为双层结构,外包保温层以减少热损失,罐内有导热油加热管,利用导热油对沥青进行加热和保温。

十二、计量系统

计量系统分为骨料计量系统,粉料计量系统和沥青计量系统,分别对骨料、粉料和沥青进行计量。

1、骨料计量系统

骨料计量系统设置在热骨料贮仓正下方,位于热骨料贮仓和搅拌器之间,由骨料计量斗、称重传感器和放料机构等组成。

工作时通过控制系统使热骨料按一定的级配要求使不同规格的热骨料先后按量放入计量斗,骨料的总量达到预定值后,开启计量斗的放料门使热骨料进入搅拌器。

计量斗的称重传感器有拉式或压式传感器。传感器将信号输送到控制系统,控制系统按预先编好的设定值及程序进行工作。计量斗的称重传感器有三点测力及四点测力两种结构型式,三点式安装调节较方便,四点式安装要求较高、调节也较困难。

2、粉料计量系统

粉料计量系统位于骨料计量系统的旁侧,由粉料输送机、粉料计量斗、称重传感器和放料门等组成。

粉料由粉料输送机从粉料罐输送给粉料计量斗,经计量后再放入搅拌器。粉料计量斗有三个称重传感器,传感器同样将信号输送到控制系统,使粉料按设定的量和要求的程序加入搅拌器。

干燥的粉料易于流动,因此要求粉料计量斗的放料门必须有良好的密封性,不然泄漏过多必将影响计量的准确性,从而影响混合料的质量。

3、沥青计量系统

沥青计量系统位于骨料计量系统的另一旁侧,由沥青计量斗、输送管道、三通阀、(喷射泵、)称重传感器等组成。

沥青由输送泵从沥青罐输送到计量斗,经计量后由喷射泵喷入搅拌器。沥青计量斗、输送管道、泵、阀等均需有导热油保温才能正常工作,管路的连接必须可靠无泄漏。

进入沥青计量斗的沥青是由三通阀控制的,称量时沥青经三通阀流向计量斗,当沥青达到预先设定值后,三通阀转向沥青回流位置,使沥青回流到沥青罐。

十三、搅拌器

搅拌器是强制间歇式沥青混合料搅拌设备的重要组成部分,其功能是把按一定配比称量好的骨料、粉料和沥青均匀拌和成需要的成品沥青混合料。强制间歇式沥青混合料搅拌设备的搅拌器结构示意图,它由壳体、衬板、搅拌轴、搅拌臂、拌浆头、卸料门、同步齿轮及驱动机构等组成。搅拌臂固定在搅拌轴上,两搅拌轴通过一对啮合齿轮反向旋转,搅拌器壳体内侧有耐磨材料制成的衬板,搅拌器底部有卸料门。卸料门的结构型式有拉门、旋转门和摆动门三种型式,通过气动或其它动力启闭。

搅拌器的容积必须满足整机额定生产率的需要,骨料在搅拌器内的充盈程度将影响其拌和均匀性及所需的搅拌时间,每种搅拌设备要达到其额定生产率,锅的容量必须要达到一定的容量。由于同样的料在大搅拌器内比在小搅拌器内更易于拌匀,而所用的搅拌时间可缩短,因此“小锅快拌,大锅慢拌”之说是错误的。为保证整机的生产能力,搅拌器的有效容积要满足要求,即搅拌器的充盈程度要适宜。

十四、成品料仓

沥青搅拌设备的成品料仓用来暂时贮存拌制好的成品料,目的是调节运输车辆的不协调,减少设备的频繁开机和停机,以提高搅拌设备的生产率。成品料仓采用立式简体结构,外包有保温层,卸料口处有保温层,并有导热油加热装置,若需较长时间的储存应通入惰性气体,以防止沥青的氧化变质。成品料仓有下置式、侧置式和旁置式三种结构。下置式位于搅拌器下方,该型式需提高搅拌塔的高度;侧置式位于搅拌器的下部及侧部;旁置式位于搅拌塔的旁侧式成品仓成品料的输送采用导轨提升滑车或刮板机连续输送。成品料进入贮仓时会产生一定的离析现象,即料在下落过程中大粒料易滚落到边缘处,细料集中堆落在中部。为此,成品料仓顶部须设有防离析的机构,如小存仓、格栅及其它防离析装置以消除离析现象的发生。

十五、导热油供给系统

导热油供给系统是以煤、油或可燃气体为燃料,有机热载体(导热油)为热能的载体,利用循环泵强制导热油循环,热载体将热能输送给用热设备,继而返回加热炉重新加热的直流式特种工业炉,

十六、除尘系统

沥青混合料搅拌设备在石料的加热、烘干、筛分等过程中会产生一定量的粉尘,这些粉尘的直接排放严重污染周围的环境。随着我国公路建设的发展,沥青混合料搅拌设备的使用量日趋增多,如何减少沥青混合料搅拌设备的排尘量以保护环境是十分重要的。沥青混合料搅拌设备的除尘系统均采用两级除尘方式,初级除尘先分离大颗粒的粉尘,这样也可减轻二级除尘器的负荷,二级除尘滤除小颗粒粉尘,使排气达到环保要求。以下分别说明不同型式除尘器的结构及工作原理。

1、旋风除尘器

旋风除尘器是沥青混合料搅拌设备除尘系统的初级除尘器,其主要优点是结构简单,本身没有相对运动的部件,维护工作量小,工作时烟气阻力较低,对于粒径大于5 u m的粉尘除尘效率较高,但对微尘的清除比较困难,因而旋风除尘器只能作为沥青混合料搅拌设备的初级除尘器。由于二级除尘器的发展和效能的提高,一级除尘器趋于简单化。

     2、袋式除尘器

袋式除尘器是一种利用有机纤维或无机纤维为过滤布袋将气体中的粉尘过滤出来的净化设备,是一种高效的除尘器,可捕集0.3 u m以上的粉尘,除尘效率95%一99%,其排出烟气的含尘浓度可达到100mgNm3以下。袋式除尘器的发展已有100多年的历史,早期只是简单地挂一些袋子,上口导入烟尘气,定时人工拍打,从下口收集粉尘,以后逐渐发展为机械振动清灰、逆气流清灰等。袋式除尘器和旋风式除尘器组合成为沥青混合料搅拌设备的除尘系统,其排尘浓度低于高标准环保的要求。旋风除尘器同时还可以充当一个很好的散热器,使高温烟气降低温度后再进入布袋,可防止滤袋被烧毁。

 袋式除尘器的捕集粉尘作用是一个综合效应:包括筛分、格栅、惯性碰撞、拦截、扩散和静电吸引等。新滤布开始使用时除尘效果差,须在新滤布上形成多孔状原始粉尘层后,利用粉尘层内发生的布朗运动效应来捕集后续粉尘,从而达到极高的除尘效果。但当粉层达到一定厚度时,又阻碍气流的流动,因此必须及时清灰以恢复上述效应的产生。袋式除尘器上的差压计就是用来控制烟气流速,使滤袋始终处于最佳状态除尘。

    滤袋是袋式除尘器的主要构件,由于过滤烟气温度较高,而且布袋长时间处在该温度下工作,这就要求滤袋材料能承受较高的温度。一般袋式除尘器的工作温度为120℃一l80℃,温度过高滤袋将烧毁,温度过低烟气中的水蒸汽易结露,特别是烟气中的SO2等气体易形成酸露,加速除尘器布袋及构件的腐蚀。目前国内外沥青搅拌设备的布袋用NOMEX料制作的较多。滤袋的形状有圆袋和扁袋两种,在同样面积内扁袋形状比圆袋可布置更多的过滤面积,使除尘器占地面积小,结构紧凑。袋式除尘器的布袋进风方式一般采用下进风外滤方式。下进风时粗粒可直接沉入灰斗,一般只是小于3um的微尘接触滤袋,可减少对滤袋的磨损,并可延长清灰间隔时间。

目前国内外沥青混合料搅拌设备用的袋式除尘器结构各异,但其工作原理大致相同,主要区别是清灰方式,有脉冲喷吹、风机喷吹和大气反吹等几种。工作过程中烟气在风机的抽吸作用下进入除尘器箱体内,经滤袋过滤的净气由风机送入烟囱排出。这样布置可减少粉尘对风机的磨损,延长风机的使用寿命。

大气反吹袋式除尘器

大气反吹袋式除尘器利用除尘器箱体内负压的原理直接吸入大气逆向反吹布袋而使滤袋清灰,这种结构较简单,如图17所示,主要由箱体、座板、滤袋、滤袋骨架、隔扳、排气道、螺旋输送机和配气机构等组成。以数个布袋为一组,分别用隔板隔开,每组为一独立单元。除尘工作过程中烟气由箱体下部进入,布袋滤尘后的净气上升,并经配气转阀背侧进入排气道。配气转阀中心部分的上部与大气相通,其中部配气嘴工作时可以旋转,当需要清灰时配气嘴正对着需清灰的滤袋单元组,则该单元组滤袋和外界大气相通,在箱体内负压的作用下,大气被吸入箱内,大气反向进入滤袋,使布袋扩张抖动而清灰。清灰作业也是各单元组依次进行。清灰时由于受大气压力的限制,为了增加空气的进入量,必须相应的延长清灰时间,因此与脉冲袋式除尘器相比需适当增加过滤面积,布袋的结构型式可选用扁袋,使箱体不至于过分庞大。

十七、控制系统的组成及功能

  1、控制系统的组成

计算机控制系统一般构成分为四个部分:检测部分、控制机部分、执行机构部分、控制软件部分。

目前沥青搅拌设备的每个部分如下:

1)传感器检测

①拉力/压力传感器

②温度传感器

③料位开关

④接近开关

2)控制机

①工控机

操作系统用WINDOWS XP WINDOWS 7

PLC

PLC包括A/DD/AD/ID/O

3)热行机构

①电磁阀

②变频器或滑差调速控制器

4)控制软件

PLC

例如:使用台湾台达,法国西门子等。

VC++VB等。

2、控制系统的主要控制功能

1)设定各种工艺配方,保存任意多种配方,并自动校验配方数据;

2)设定生产量,完成设定产量后自动停止配料;

3)按设定配方进行配比控制;

4)故障报警;

5)骨料计量仓超重自动停止配料;

6)沥青计量仓超重自动停止配料;

7)布袋除尘器反吹机构自动控制;

8)程序启动及停止设备;

9)烟气温度过高自动打开冷风门;

10)温度报警并自动打开冷风门;

11)热料仓、粉料仓、成品仓料位指示及报警;

12)保存多年生产数据,可查询打印任何时间生产数据。

3、沥青搅拌站控制系统的自动保护

1)骨料计量仓超重,自动停止配料

由于热料仓阀门关不死等原因有可能会出现骨料计量仓超重,如2000型拌和机,骨料总重量一般不会超过2000公斤,那么出现骨料计量仓达到2200公斤以上,如继续配料会塞死拌缸,出现损坏拌缸现象,所以应立即停止配料,计量仓里的料不会放入拌缸,也就不会出现上述损坏设备的现象。

2)沥青计量仓超重,自动停止配料及沥青泵的运转

由于沥青进油阀关不死等原因,可能会出现沥青计量仓超重,但沥青用量…般不会超过200公斤(2000型拌和机),如果实际已达到250公斤,停止沥青泵的运转配料以免沥青溢出造成严重浪费及事故。

3)烟气温度控制冷风门

 如果烟气温度达到120℃以上,冷风门自动打开,开始进入冷风,达到保护布袋的目的。

4)某台设备停机连锁

系统的某台设备故障停止后,后面设备如果继续运行,物料将继续输送过来,形成物料集中堆积停留在故障设备里,增加故障清理的困难,为保护设备将后面设备全部停止工作。

第二章 强制间歇式沥青混合料搅拌设备使用技术

一、搅拌设备的安装

1、选址

1)原则 大型沥青搅拌设备的占地面积较大,石料的堆放须有一定的的储存量。选场地时,应靠近本标段的路基,并设在该标段的中点附近,水、电来源方便,原材料及成品料的进出交通便利。

2)场址的自然条件 场地面的环境应干爽,地势稍高,地下水位较低,选择地质情况好的场地,可减少设备安装的费用,避免沉降带来的设备变形。由于原材料的含水率对沥青搅拌设备的生产有很大影响,含水率高,燃料消耗增加,生产能力也会下降,增大实用成本,因此,设备周围要有良好的排水系统。

2、安装

1)安装前的准备工作

①在所有辅助设备及成套设备全部运抵现场之前,绘制各大总成与基础的互相位置图,保证安装时一次起吊成功;

②安装场地应符合要求,并做到“三通一平” ;

③组织一支有经验的安装队伍进入施工现场,安装人员配备如下:

组织者1人,技术人员2人(机械工程师、电器工程师各1人),安装钳工4人,安装电工2人,电气焊工1人,管理工1人,起重工1人,劳动力4-6人,土木工2人。

2)安装必需的机具

汽吊车(起吊能力按设备最大部件选用);5t千斤顶1个,30m大绳1根,10m能伸缩的梯子1件,3m以上的人字梯1件,撬棍、大锤、大剪、手锯、砂轮机、压线钳、各种扳手、安全带、水平尺等常用工具齐备,ZL50装载机1台。

3)安装主要顺序

(4)其他工作,沥青路面施工季节主要在夏秋,为保证安全搅拌塔还需安装避雷装置。

二、沥青搅拌设备的调试

1、调试前的准备

1)电力供应正常;

2)配备齐全的生产、维修人员;

3)计算搅拌设备各部分导热油的用量,同时备齐各种润滑油脂;

4)生产沥青混合料的各种原材料的储备:燃油(柴油、重油或油渣)、沥青、液化石油气以及符合规范要求的砂、石料、石粉;

5)设备现场验收所需的化验、检验仪器(主要指实验室内的马歇尔试验仪,油石比快速测定仪、温度计、方孔套筛等);

6)试验路段的准备;

2、导热油供给系统调试

①设备及工艺系统检查确认

a、必需在所有设备安装、就位施工验收完毕后,方可进入调试阶段。调试前对所有主机、附件、产品质量、安装质量,确认合格后方可进行调试。

b、检查膨胀槽安装标高是否足够。

C、检查热油主循环管流通截面是否足够。所有管道及附件无泄露,焊缝及密封结构严密。

d、检查旁路调节阀是否有利于方便操作。

e、检查排污阀、排气阀、放空阀是否装妥。

f、检查各阀门的型号、规格、耐温、耐压是否符合要求,操作灵活可靠、开关标记正确。

g、检查油气分离器布置是否合理。

h、检查过滤器是否清洗干净。

i、检查所有试压工艺盲板是否拆除。

j、检查电气控制柜布置是否符合要求,利于操作维修。电气仪表接线正确,按钮操作灵活。

k、检查各温度、压力、压差、液位、流量仪表、传感元件、变送器、执行器是否配备齐全,安装合理。

l、检查、清除吹扫管及设备内所有积水等异物。

m、检查导热油牌号、数量是否合理、是否充足(包括加热炉、输油管、用热设备、膨胀槽的容油量)。

2)安全检查

①检查消防器材是否符合要求,并有专人管理,定期检查更换。

②检查燃油、燃气炉安全防爆门是否安装合理、开启灵活可靠、销钉牢靠。

③检查各报警、控制装置是否工作正常。

④检查各设备安全阀安装位置是否正确合理。

3)冷态调试

①控制仪表的调整

首先检查和排除仪表线路故障,仪表显示正常后,方可进行参数设定和调节。

a、 温度仪表的调整设定

当切换开关置于测量位置时,显示值为被测介质的温度。设定前,首先要根据设备工艺要求的温度范围确定要控制的上上限,上限,中限,下限(即THHTHTLTLL)设定值。

通常用出口油温表、进口油温表控制。

b、 流量显示表的调整

首先根据工艺要求确定流量不能低于的最小值即流量控制下限FL。将切换开关拨至设定位置,旋转设定旋钮至所要求的流量下限FL值,即得到控制流量的下限。一般不小于额定流量的70%。设定好后将切换开关拨至测量位置。

c、 压差表的调整与参数设定(可选部分)

d、 控制仪表调节注意事项

ⅰ、如果温度显示实际测量值无穷大(+1),应检查热电阻是否接通。

ⅱ、如果温度显示实际测量值无穷小(-1),应检查热电阻及其连线是否短路碰线。

ⅲ、如果压差显示值为负值,可在调零后检查进出口导热油压力表是否接反。

ⅳ、如果仪表无显示,并不一定是故障,应将仪表钮子开关(在电柜内部)接通。

②电气控制系统的调试

a、合上总电源开关(空气自动开关)。电气控制柜上信号显示应正常,电压表应指示380V。

b、打开钥匙开关,接通2次线控制电源,电源指示灯亮,若是模拟面板,还需按一下启动(复位)按钮。当膨胀槽内无油时,低液位报警信号灯亮,同时可能有警铃报警。

c、接通电柜内部的仪表电源开关,电柜面板上的仪表开始显示。

ⅰ、温度表显示均为基本接近常温。

ⅱ、热油循环泵正常运行前,压差显示接近于0,若出现负值,应将进出口压力表接线对调。

ⅲ、热油泵工作前流量表显示为0。

ⅳ、试验各种设备控制按钮的动作是否灵活,指示灯灵敏,动作正确。

ⅴ、试验各种报警系统是否动作正确、指示正确,包括低压差报警、低流量报警、超温报警、低液位报警、燃气燃油炉的燃烧故障报警、燃气炉的煤气泄露报警、煤气压力不足报警等自动控制动作。

③单击试运转

电机通电之前,用手拨转电机、联轴器,判断转轴无卡死迹象后,才能通电试机。试机时电机转向应正确,转动部件无异常响声,电机不发热(温升不超过允许值)。

单击试运转时,应检查各轴承和齿轮箱的润滑情况,在必要的润滑点加润滑油或润滑脂。轴承和传动部件严禁干运转。

④燃烧器的调整

按使用说明书进行。

⑤冷油循环操作

a、打开热油循环管道各有关阀门,关闭与其无关的阀门,将膨胀槽的导热油通过膨胀管自流补充到工艺系统的管道中,检查有无漏油的情况。关小热油循环泵出口阀,启动热油循环泵,同时逐步打开循环泵出口阀门,将导热油注入炉管,输油管及用热设备。同时观察油泵电机工作电流不要超过额定电流。

b、当膨胀槽的导热油注入热油管道后,膨胀槽的油位不断下降,将会发出低液位报警,这是应继续向膨胀槽补充导热油,直到消除低液位报警为止。

c、热油循环泵不断运行,同时检查其压力波动情况,适当开启放空排气阀,将热油管道系统中的气体排出,检查所有管道、设备、阀门有无漏油情况,直至导热油压力平稳,低液位消除报警,导热油系统无泄露为止。

⑥清洗过滤器

a、当冷油循环一段时间,各设备及其管道阀门中的杂志包括安装施工中的焊疤,焊渣等异物可能损坏高速旋转的离心热油泵的叶轮,必须清洗过滤器清除杂质。

b、冷态清洗过滤器时,可停止热油循环泵,关闭过滤器进出口阀门,将过滤器中的导热油通过排放管排入贮油槽,剩余少量的导热油可用铅桶接着。清洗时,先打开过滤器端盖上的螺塞,排放残余积油,然后再松开端盖螺栓,拆开端盖,抽出过滤网筒进行清洗,清洗完毕按相反程序装妥。

c、拆洗过滤器时应保护好密封垫,若有损坏应及时更换。

d、开始运行时应多清洗几次,当确认系统设备及管道中确无杂质后,方可通过过滤器的旁路阀运行。

e、若在热态发现过滤器堵塞,影响运行,应及时停炉降温,清洗过滤器。若有特殊情况不允许停炉,则可将过滤器旁路阀打开一部分,然后关闭过滤器进出口阀门,待温度稍低后进行清洗。

4)热态调试

热态调试必须在冷态调试结束后,各有关设备及其工艺系统运行工况正常的情况下进行。

①点火操作:

点火前必须先启动热油循环泵,并保持连续不断的运转,且要求压力、压差稳定正常的情况下方可进行点火操作。

a、检查烟道防爆门,应开启灵活可靠。

b、打开燃料供油管阀门,检查燃料供油压力是否正常稳定。

c、检查设定导热油温度调节仪,设定风门调节限位开关。按燃烧器说明书检查主副喷咀及点火电极安装位置是否正确。

d、启动燃烧器旋钮开关。

e、自动关小风门准备点火。

f、启动燃烧器风机。

g、吹扫炉膛。

h、检查有无异常光源。

i、检查风压是否足够。

j、调节风门,准备点火。

k、点火电极放电点火。

l、主喷嘴电磁阀开启喷油点火引燃。

m、检查火焰点着与否,如果没有点着,应及时关闭燃油电磁阀,关闭燃烧器,打出燃烧故障报警,此时应正确判断故障原因,重新调节油压、风门位置,点火电极距离,重新吹扫炉膛后再点火。

n、如果火焰点着,则进行温度检测,导热油温度低于设定值时,自动转大火燃烧(当负荷调节旋钮在大火状态时)注意首次升温速度不宜过快,最好不要烧大火,且要烧烧停停,设定温度不宜过高。正常燃烧时不应冒白烟和黑烟,否则应重新调整风门位置。

②煮炉

a、煮炉也称煮油或脱水,主要是把工艺系统及设备、管线中的气体、导热油中的水分(包括空气、水蒸气、轻组份)排除千净,使导热油顺利达到工艺温度,满足生产需要。

b、随着烘炉(燃油炉与燃气炉烘炉时间稍短)开始,导热油温度逐步升高。

c、当导热油温度超过100℃时,尤其是首次升温,在导热油系统的设备和管路中残余的积水及导热油中残余的积水和轻组份开始挥发,热油循环泵出口压力开始波动。

d、当导热油温度升高到100—130℃时,要特别小心,因为这时导热油系统中的水分大量挥发,压力波动很大,热油循环泵的振动和噪声也较大,甚至使热油泵失压,使导热油断流甚至出现喷油现象,气体从放空管排出,这时应严格控制升温速度,甚至必须停炉降温,防止导热油断流、超温和喷油,待压力及压差稳定后再继续缓慢升温。

e、当导热油压力波动时应暂停升温,并将辅助排气阀打开,逐步排气脱水,待导热油压力稳定后方可关闭辅助排气阀,防止导热油高温氧化变质。

f、正常运行操作时,系统中的气体可通过膨胀管经膨胀槽排出。

g、如果膨胀槽温度过高,或排气量过大甚至喷油,这时可适当调节放空阀开度,一部分经贮油槽排气。

h、当设备检修或更换导热油、添加新油时,也应按煮油程序操作。由低位贮油槽向高位膨胀槽注油时,应先从排污阀清除沉积在贮油槽底部的导热油中所含的水分。

i、在脱水排气过程中,应根据膨胀槽的液位适当补充导热油。

j、当导热油压力波动较大,需停炉降温时,热油循环泵一般不停,如有特殊情况可短时间停一下,并尽快恢复运转。

k、当导热油温度逐步上升到150℃左右,且压力、压差趋于平稳,则意味着大部分水气己排完,可考虑下一步升温调试。

煮油脱水时,应注意备用泵、贮油槽等死角处的导热油也应参加脱水。

煮油脱水时应检查管道设备的热膨胀情况,管道支承是否稳定,及时排除导热油泄漏情况。

③升温

a、升温主要是将导热油的工作温度在其许用温度下逐步缓慢提高到生产工艺温度,满足生产要求。

b、升温必须在煮油脱水完成后进行,随着导热油系统中气体的不断排出和导热油的不断补充,使热油循环泵工作压力及加热炉进出口压差、导热油流量趋于正常平稳,在此前提下方可逐步提高导热油的工作温度。

c、首次升温速度不宜过快,应按升温曲线图进行。

d、升温过程中应对下列各项进行巡回检查:

-各有关设备及其工艺系统运行工况是否良好,检查其振动、噪声、润滑情况是否正常;

-各设备及其管道阀门有无跑冒滴漏现象;

-各设备及其工艺系统、管道的支承是否平稳;

-各有关设备及其管道的热膨胀情况;

-温度、温差、压力、压差、流量等各工况参数是否正常平稳,温差不宣过大,压差不宜过小;

-各电气仪表及其控制报警装置动作是否正确。

e、升温过程中应随时做好加热炉调试操作运行记录。

3、搅拌设备主机的调试

主机调试质量的高低是生产沥青混合料的前提,是整个沥青搅拌设备全面调试工作的中心任务。调试内容主要有以下几项:

(1)冷级配机的调试——主要调试调速电机的激磁电流和测速电压:

(2)振动筛频率的调整——主要调整偏心块的位置度;

(3)骨料提升机垂直度的调整;

(4)干燥滚筒燃烧器的调节——调节伺服马达机构、即燃烧器的风油比;

(5)布袋除尘器的调试——主要是进口、出口温度的设定值与实际值的关系,清洗各个布袋的循环时间,以及引风机伺服马达所控制的风门;

(6)骨料秤、粉料秤、沥青秤的调试——用标准砝码依次分别称重并精心调试;

(7)称量/搅拌循环时间的设定,小车上、下行程调节,小车卸料时间的设定,考虑搅拌设备本身的性能,一般情况遵循以下原则:

放骨料:12s,因骨料秤是每种骨料累计称量的,它的称量时间和放料时间大于放沥青、石粉的时间,所以只考虑放骨料的时间即可;

搅拌:30s,若料有不均匀或有花料可适当增加,在保证混合料质量的前提下应尽量缩短;

拌锅开门:7s,以放净料为准(可调);

小车接料时间:等同拌锅开门时间,7s(可调);

小车上、下行程时间:2t(t为单行程时间);

小车卸料时间:5s(可调)。

(8)沥青搅拌设备控制系统的参数设定

沥青搅拌设备的参数设定是一个很重要的操作关键,参数数值的不正确将直接引起配料过程无法正常执行或出现不合格的成品料,主要需要设置以下参数:

①各种配合比、总重量

沥青混合料由各种骨料及矿粉、沥青组成,每一种料必须严格按一定比例配合才能生产出合格的混合料。如果某种料不使用,可将该种料的配合比设置为零。控制系统将自动检验骨料、矿粉的配合比是否为100%,如果有误,应重新输入。硬盘可存储多种配方,每种配方存储在一个文件中,使用时将文件名输入就可将配方调入系统,使系统按这一配方进行工作。

②各原料的提前量

由于加料时打开阀门后,有一部分料停留在空中——即飞料,它不能在计算机上显示出来,必须提前关闭阀门,例如1#热料仓需配300公斤,提前量设定为20公斤,那么系统在称到280公斤时关闭阀门,空中的料下来后实际就配了300公斤。提前量在热料仓料位变化时也随之变化,所以需在操作过程中要不断修改,主要依据设定配料量与实际配料量进行比较。如果实际配料量大于设定配料量,那么增大提前量;如果实际配料量小于设定配料量,则减少提前量。系统中如进行自动补偿,那么提前量通过计算机运算得出,随时跟踪,使实际配料量与设定配料量最大限度接近。但是,如果进行手动补料将严禁使用自动补偿功能,否则会引起实际配合比的严重偏离。

③剩余量

计量仓放料时,经常不能完全放净,仓内会有若干残留料。剩余量就是计量仓内残留料重量小于某一数值时,我们就认为仓内物料已经放净,配料过程将进行下一步工作。在实际操作过程中,如发现某个计量仓一直不关闭阀门,且显示的重量大于设定的剩余量,则应将剩余量重新设得比显示重量稍大。

④其它设定量

a、沥青延迟时间——骨料放下后x秒打开沥青计量仓(x,O—99秒可设定,推荐值3秒)。

b、矿粉延迟时问——骨料放下后x秒打开矿粉计量仓(x,O—99秒可设定,推荐值4秒)。

e、搅拌时间——骨料开始放料,X秒搅拌完成(x,0—99秒可设定,推荐值3 O秒)。

d、放料时间,料门打开后x秒关拌缸门(x,0—99秒可设定,推荐值7秒)。

e、烟气温度下限——烟气温度大于上限时打开冷风门(关闭冷风门为仪表自动)。

(9)沥青搅拌设备控制系统的数据管理

沥青搅拌设备的生产数据可保存多年,每拌一缸的数据都将保存下来,主要保存的生产数据有1#骨料、2#骨料、3#骨料、4#骨料、矿粉、回收粉、沥青的设定配料量和实际配料量、骨料温度、当日总生产量等。在计算机上可查询打印任何时候的生产数据,只需输入年、月、日时,就可打印出该一小时的生产数据。如果当时未拌料,则打印机会送出一张空白纸。还可以按照天来打印数据、按照车来打印数据

4、计量系统的调试及工作过程

(1)调零

各种计量斗的自重在称量显示中都不应出现,在系统正式工作以前,应将其去掉皮重。该操作是由操作人员在“校称”前调整重量显示,使其回零,并使其稳定。

    (2)校称

    每台新的沥青搅拌设备安装完毕后,或经过一段时间使用以后,都要对计量系统进行准确性的校准,称为“校称”。具体方法是用标准砝码对各个计量系统(骨料、粉料、沥青)逐步加载,在计算机上相应的计量显示器上显示出对应的数量值,两者应该吻合或偏差小,若不吻合或者偏差超过规定的误差范围,则应予调整。注意在加载荷过程中要逐步增加并与显示值对照,最后所加载荷重量不能小于其额定载荷的80%。只有这样才能保证其级配精度。

    (3)自动计量过程

    首先根据道路施工要求确定混合料的级配和油石比要求,然后再根据每锅混合料的重量换算出各种规格料、粉料及沥青的重量,分别输入计算机。

在完成上述步骤后,且热料仓也贮存足够数量的物料时,即可进行自动计量。

①骨料的计量:

当计量系统处于“自动”状态时,自动计量过程就开始。一号热料仓放料门的气缸在程控器的指令下打开,一号料就放入骨料计量斗,此时,计算机上骨料计量显示从“O”开始增加,当数字增加到设定的第一种规格物料要求的数量时,程控器发出指令,电磁阀动作,一号放料门气缸工作,将该仓放料门关闭,一号料停止排放。同时,二号料门控制电磁阀门工作,二号料门控制气缸动作,打开二号料放料门,二号料放入骨料计量斗,此时骨料称量显示的数字继续增加。此时显示的数字为一号料和二号料的数字和,当数字达到预先设定的数量要求时,程控器再次发出指示,二号料门电磁阀工作,气缸复位,料门关闭,二号料停止排放,完成二号料的称量。另外要注意的是:二号料在进入骨料计量斗时,是进入被隔板隔开的另一位置仓体,和一号料不相混合,这是为了以后在放入搅拌器时,大骨料和砂料有一个时间差的要求而设置的,这样可以获得良好的拌和效果。

三号和四号料均按上述的工作原理在程控器的指示下,按部就班地完成整个计量过程。

当四种规格的料全部计量完毕后,程控器再次发出指示,控制计量斗放料门气缸的电磁阀动作→计量斗放料门气缸工作。1#料门打开的同时,沥青计量斗同时打开,已称妤的沥青加入搅拌器内一起进行拌和,约5秒钟后,粉料计量斗打开,粉料放入搅拌锅内,均匀地裹附在已粘有沥青的骨料上,作为填充料,再进行拌和,至少16秒后,完成一次搅拌成品料的拌和过程。

②沥青的计量:

按工稃需要的油石比计算出每锅料的沥青需要量输入程控器,程控器发出指示,沥青三通阀的控制电磁阀及气缸工作,将三通阀转向计量位置,即沥青流向沥青计量斗。此时沥青显示的数字从“O”开始增加,当沥青的重量达到预先设定的要求值时,程控器发出指示,电磁阀再次动作,使沥青三通阀的气缸再次工作,将三通阀转向“回流”位置,此时流向称量斗的通道关闭,沥青经三通阀、回流管流向沥青保温罐,完成一次沥青计量。在骨料计量斗放料门第二个动作开始的同时,转阀转到“开”的位置,延时2秒,已称量好的沥青就通过沥青排放管放入搅拌器内进行拌和。

③粉料的计量:

粉料的供给是通过一个斜置的粉料螺旋给料机提供的。粉料螺旋给料机和粉料罐下面的转阀连锁,只有当粉料螺旋给料机工作时,即向粉料计量斗内供料时,粉料罐内的粉料才能向下供料。如果没有该转阀,则粉料螺旋中的粉料容易塞死,造成粉料螺旋过载而无法向上送料。

粉料转阀的起动时间应落后于粉料螺旋给料机一个时间差,这个时间是可以调整的。

    按工程需要的粉料需要量计算出每锅所需要的粉料量,并输入程控器。计量开始时,程控器发出指示,粉料螺旋输送机起动,将粉料送入粉料计量斗,这时,粉料显示的数字从“0”开始增加,当粉料的重量达到所需要的重量时,程控器又发出指示,停止向粉料计量斗送粉。

当沥青计量斗门打开后程控器再次发出指示,粉料计量斗门控制电磁阀动作,使粉料计量斗门控制气缸工作,打开粉料计量斗门,向搅拌器内放粉料。此时所有的骨料、沥青、粉料一起进行拌和,整个计量过程完成。

三、搅拌设备的验收

搅拌设备应符合下列要求:

(1)设备在标准工况下,能以额定生产率连续工作;

    (2)燃油消耗率<7kg/t混合料;

    (3)计量精度:静态、动态计量精度符合JT/T270一2002标准要求;

(4)除尘器林格曼黑度小于I级,粉尘在大气中的排放浓度小于100mg/Nm3

四、原材料管理

    铺筑高等级路面的沥青混合料是由级配良好的集料和一定的沥青含量拌和而成,混合料的质量直接取决于材料的好坏。目前我国工程施工中的材料来源很复杂,因此对材料的检验和管理十分重要。

    沥青是一种粘稠胶结材料,使用时每批沥青均应按《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032—94)表c.1进行检验,不同来源的沥青要分别存放,不能混杂,其贮存温度在施工期不高于170℃,不低于150℃,长期存放时应在80~90℃下进行,应采取措施防止沥青污染。

    集料随来源和加工方法不同差异很大,不同来源或每批次的集料均应按《公路沥青路面施工技术规范》(JTT032—94)表c.8~c.12进行检验,并要注意集料的堆放、铲运和取样。

    对不同来源,不同规格的集料应分别堆放,防止不同规格料混杂,堆放时应避免发生离析。混合料一旦发生离析,使铺出的路面结构和组织发生变化,严重影响路面压实度、平整度与使用寿命,这是路面早期破坏的主要原因。减小离析要从材料管理上开始控制。各种规格料应分层堆放,每层厚度不应超过1m,这样可以减小由于粒径的差别造成的离析现象。

    在进行集料检验时,取样方法十分重要。由于不可能对整堆材料进行分析检验,因此要求取样具有代表性,取样应分从粒堆的上、中、下进行,且不要在同一条线上取样,取样点上方应使用档板,以防止上面的料滚入取样斗内。

    集料的堆放场地应洁净坚实,以利于排水。对细集料要求有防雨措施,因为细集料的含水率变化很大,最高可达10%以上。集料含水率高会影响搅拌设备干燥筒的烘干能力,使燃油消耗量增加,在标准状态下,集料平均含水率每增加1%,燃油消耗量增加约10%。

    矿粉在使用过程中,首先应按JTJ032—94《公路沥青路面施工技术规范》中表c.12进行检验,矿粉堆放时一定要避免雨淋和湿潮,否则矿粉会结块变硬而不能使用。

五、沥青混合料的拌制

    首先对工程中使用的集料分别进行筛分,确定每种规格料的粒径分布,根据设计级配的要求确定每种规格料的比例与不同的沥青用量进行混合,做成试件进行马歇尔试验,以确定最佳沥青用量。在计算过程中应特别重视4.75mm、2.36mm、O.075mm筛孔的通过百分率,以接近中值为宜。用此试验确定的矿料级配及沥青用量作为目标配合比,并据此作为沥青搅拌设备冷料供给调整的依据。

    在目标配合比确定之后,应根据级配类型和各种规格矿料的级配情况,选择各层振动筛筛网尺寸,使设备在连续工作时,各热料仓中的材料比较均衡。在生产混合料之前应对各冷料仓不同带运下产量进行标定以准确确定表显流量与实际流量的对应关系。开机运转后对各热料仓中的热料分别取样进行筛分,然后确定符合级配要求的各仓的下料比例,并进行马歇尔试验,求出最佳沥青含量以确定生产配合比。

    搅拌设备是由多个了系统组成的联合作业机组,系统之间有着合理的匹配关系,对各个分系统的调整应建立在发挥整台设备综合效益的基础上,要求设备的生产能力在额定生产率附近工作。

    依据由目标配合比确定的各种规格料的供料比例,根据冷料给料器的标定曲线。选择合理的设定流量,在生产过程中观察热料仓的料位变化情况。与缺料的热料仓对应的冷料仓供料量应加大,而与溢料的热料仓对应的冷料供给量相应减小。应进行反复调整、以期设备连续稳定运行。

干燥筒是搅拌设备的重要组成部分,其主要功能是将骨料加热到规定的温度,并排出材料中的水分。一般骨料加热温度设定值应高于混合料要求出料温度10~15℃,在采用温度自动控制时骨料出料温度偏差可控制在±O.8℃以内。冷骨料的含水率≤5%时,热骨料的残余含水率应控制在O.1%以内,当冷骨料含水率>5%时应降低产量,以确保残余含水率不至过高。

干燥筒的排气温度一般应调整在90℃~105℃之间,最高不超过160℃,排气温度过高不仅增大了燃油消耗率,而且会影响价格昂贵的袋式除尘器中的过滤袋的寿命。排气温度不得低于115℃,否则除尘器中会结露,使尘土结在过滤袋上,减小气流通过面积,增大了风机负荷。

    搅拌设备的计量系统应计量准确,在设备调试过程中进行标定,其静态计量精度:骨料≤±O.5%、粉料≤±0.5%、沥青≤±O.25%。设备正常作业时有落差和冲量等影响,动态计量精度:骨料≤±2.5%、粉料≤±2.5%、沥青≤±2.0%。

搅拌器是整台设备的关键部分,在确定的充盈率和拌桨转速下应确定一个合理的拌和时间以保证混合料拌和均匀。

1、冷料仓流量的确定

沥青混合料搅拌设备通常设有4-6个冷料仓,最靠近烘干筒的l号仓装最细集料,依集料粒径从小到大编号,多个冷料仓中不同规格集料的用量比例在目标配合比设计中确定。生产时冷料仓应按设计比例和一定速度向搅拌机供料,即每个冷料仓必须分别保持各自的流速流量,这样才能满足矿料级配和搅拌机生产能力的要求。

    各冷料仓的固定流量可根据搅拌机的生产能力(t/h)和目标配合比计算确定。如某搅拌机的生产能力为100t/h,l号仓装有天然砂,在目标配合比中天然砂的用量比例为20%,所拌沥青混合料的沥青用量为5%,则1号仓的固定流量应为100×O.95×O.2=19(t/h),即1号仓,必须均匀地每小时流出19t。

    冷料仓的流量试验,就是要找到流量与集料规格(品种)、出料口开启程度、小皮带转速之间的关系,并用流量关系曲线表示。根据计算的流量,在曲线上查得装有某种规格集料的冷料仓出料口应张开的大小以及小皮带应具备的转速。

    在实际生产中,料场进料规格会有变动,含水量也不断变化。这时尚须根据实际情况对冷料仓流量作适当调整,以达到与热料仓供料比相匹配,满足标准级配的要求。细集料含水量变化较大,为保持其相对稳定,宜采取防雨措施。

2、振动筛筛网的选择

JTT032—94《公路沥青路面施工技术规范》提供搅拌设备进行二次筛分用的振动筛筛孔与级配曲线用标准筛筛孔(方孔筛)之间

例如,标称沥青混凝土AC-25的最大粒径是31.5mm,容许粒径大于26.5mm的颗粒5%-10%,热筛分用振动筛的最大筛孔应是35mm;对于标称沥青混凝土AC~16,热料筛分用振动筛的最大筛孔应是22mm;振动筛的最小筛孔通常宜是2.5mm。

    使用间歇式搅拌设备,冷料经烘干筒加热后,提升到振动筛内进行筛分分档,每档分别进入各自的热料仓。但由于搅拌塔内的筛子长度有限,更兼有倾角影响,集料不能充分筛分,流进各热料仓的集料不是按照各筛号准确分级。因此还必须从各热料仓中取样进行筛分试验(即二次筛分),要根据筛分结果再进行矿料配比计算,决定各热料仓的供料比例。

3、搅拌器拌和时间的确定

搅拌器拌和时间的物理概念为:热骨料从计量斗中开始卸料为干拌开始,沥青开始喷射为干拌结束、湿拌开始,搅拌器开门为湿拌结束。干拌时间与湿拌时间之和称拌和时间。拌和时间的确定依据机型的不同和材料的情况而定。间歇式搅拌设备的区别主要在于材料在搅拌器内占活动区的百分比不同。活动区是指搅拌器拌浆所到达的区域减去轴、衬板和浆叶的体积。如果材料堆积过满,最上面的材料得不到充分拌和;如果材料太少,搅拌器效率太低。

    另外不同规格的混合料,由于拌和难易程度不同(主要是粗细材料的比例,沥青用量的多少以及温度等因素),一般细集料多则拌和时间长;沥青含量和温度高,拌和时间短。拌和时间越长,拌和均匀性越好;但拌和时间不可过长,时间过长会对混合料质量产生负面影响。因为在搅拌过程中沥青与氧气充分接触而易于老化。

强制间歇式拌和设备的拌和时间为30~60s,其中干拌时间一般为5s,以沥青混合料拌和均匀,所有骨料颗粒全部裹覆沥青结合料为度。

4、搅拌设备的运行

    (1)搅拌设备运行的注意事项

搅拌设备运行时应注意以下几点:

①要求搅拌设备具有自动记录功能,在拌和过程中能逐盘记录沥青和各种骨料的用量和温度。骨料、沥青用量、温度控制必须满足技术要求。

    ②拌和厂必须设置试验室,配足试验设备和熟悉沥青混合料试验、生产工艺、质量标准的技术人员,并能及时向监理人员提供满意的试验资料。

    ③没有施工配合比通知单和摊铺负责人的指令均不准拌和,雨天也不准拌和。

    ④拌和操作人员无权改变施工配合比。在拌和过程中发现异常时应停机或及时通知搅拌设备技术负责人。

    ⑤当使用自动操作装置时,操作人员不能采用手动操作。

    ⑥出厂的沥青混合料应每车签发运料单,记录运料车、质量、出厂时间、出厂温度、混合料类型等,一式三份,一份存拌和厂,一份交摊铺现场,一份交司机。

    ⑦在搅拌设备运行前,要检查各岗位人员到位情况和设备各个部位情况,确认准备就绪才能启动设备。各个组成部分的启动,应按料流方向顺序进行,待各部分无荷空机运行片刻,确认工作正常时,才开始上料进行负荷运转。

⑧在搅拌设备运行中要经常检查冷料仓中的贮料情况和冷料运输带的运行情况,如果发现各料仓内的贮料严重失衡时,应及时停机,以防满仓或贮料串仓。经常检查振动筛的减振机构,发现有损坏时,要及时更换。贮料仓中的存料要过半后才可开始秤量。

⑨搅拌设备在停机前应先停止供给集料,使干燥滚筒空转3~5min,待滚筒内出完余料再停止转动。在筒空转时还应加大喷燃器的风门,尽快驱除筒内的废气,使筒冷却,然后关闭喷燃器的油门和燃油泵的总油门。在停止搅拌前应先停止喷沥青,将进入搅拌器内的余料干拌几分钟后放净,以便刷净搅拌器内的残余沥青。

(2)试拌

    在拌制一种新配合比的混合料之前,或生产中断一段时间后重新启用,均应根据生产配合比进行试拌。通过试拌及抽样试验确定施工时的质量控制指标。

    ①对间歇式拌和设备,应根据生产配合比的要求确定拌制每盘混合料时各热料仓的出料数量。

②沥青混合料应按生产配合比确定的沥青用量进行试拌,试拌后取样进行马歇尔试验和抽提试验,并将其试验值与生产配合比试验结果进行比较,验证沥青用量的合理性,必要时可作适当调整。

③确定适宜的拌和时间。在30~60s:范围内进行试拌,其中干拌时间不得少于5s,以沥青混合料拌和均匀,所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度,从而确定合适的拌和时间。

    ④确定适宜的拌和及出厂温度。控制沥青混合料拌和及出厂温度是混合料质量控制的关键环节之一,应根据不同的沥青品种和不同的沥青混合料确定拌和及出厂温度,使符合《JTJ032—94公路沥青路面施工技术规范》的要求。

    (3)拌制

    根据配料单进料,严格控制各种材料用量及其加热温度。拌和后的沥青混合料应均匀一致无花白、无离析和结团成块等现象。每班抽样做沥青混合料性能、矿料级配组成和沥青用量检验。每班拌和结束时,清洁拌和设备,放空管道中的沥青。做好各项检查记录,不符合技术要求的沥青混合料禁止出厂。

在实际施工中,每天提前一定时间(如1h)开始拌和,使混合料贮于拌和设备的贮料仓中,以防止施工中由于拌和设备的小故障而导致摊铺机停机。

5、SMA混合料拌制

SMA混合料来说,与普通热拌沥青混合料有以下不同之处:

    (1)施工温度不同,SMA路面正常施工温度

(2)SMA与普通密级配沥青混凝土最大不同之处是SMA为间断级配,粗集料粒径单一量多,细集料很少,矿粉用量多,这给混合料的拌和带来不少困难。为此应该在料斗、料仓安排上下功夫。首先是冷料仓,粗集料数量多,一个料斗经常不够,可能会发生冷料仓数量不够等问题。热料仓也有类似问题,如果按照通常的方法设置振动筛和热料仓,将会发生粗集料仓经常不足(亏料),而细集料经常溢仓的不正常情况,因此应合理安排冷仓的配置。

(3)SMA所需的细集料数量很少,太少的细集料使冷料仓的开启成为困难,开口只能很小,稍大一些就会过量;如果细集料因下雨受潮,则可能出现无法下料的现象。为此必须使细集料(尤其是石屑)始终保持干燥状态,不可露天堆放。

    (4)SMA的矿粉需要比一般热拌沥青混合料要增加2倍,一个螺旋输送器往往来不及供料,要在矿粉设备及人力安排上特别注意。

    (5)从原则上讲,SMA不能使用回收粉尘,回收粉尘必须废弃。

    (6)SMA必须使用纤维,近几年来,我国铺筑的一些SMA工程,基本上是人工将纤维投入搅拌锅内,颗粒纤维采用一个容器定量投入;松散纤维必须预先加工成塑料小包,每拌和一锅投入一包或二包。纤维必须在粗集料放料的同时投入,利用粗集料拌和的打击力将纤维打散。由于改性沥青SMA材料较难拌和均匀,因而需要更长的拌和时间。最佳的拌和时间与所用改性剂和纤维的种类、数量、沥青的用量、集料的级配以及温度等多种因素有关,需要通过试拌来确定。一般认为比常规热沥青混合料干拌和湿拌时间应增加5~10秒。根据经验,干拌时间不宜低于8秒,湿拌不宜低于45秒。

(7)SMA混合料拌和以后,不能贮存太长时间,否则混合料表面将会结成硬壳,而且,会发生沥青的析漏。因此,一般规定了SMA混合料的贮存都不能过夜即当天拌和的料必须当天使用完。

六、沥青混合料拌和质量管理和检测

    1、质量管理

    沥青混合料拌和质量的管理着重于原材料质量、材料配合比和计量的准确性、温度控制和拌和时间控制等几个方面。

    (1)原材料质量:各种粗细集料的质量均需符合材料设计要求的规定,集料的含水量大时,烘干时间就需相应延长。

    (2)配合比的计量:各种粗细集料的冷料仓都要按事先确定的配合比供料,在拌和机开始试生产之前必须请计量部门为各个计量装置进行检查和标定,以确保计量正确。在拌和生产过程中要经常注意冷料仓供料是否正常和热料仓受料和供料是否均衡。如发现异常现象,应及时分析研究并进行调整。

(3)温度控制:沥青混合料生产的每个环节都必须特别强调温度控制,沥青、集料的加热温度和沥青混合料的出厂温度应根据沥青品种、标号、粘度、气候条件和铺筑层的厚度确定,沥青的针入度小、粘度大、气温低、铺筑层薄时采用高限。沥青材料应采用

(4)拌和时间控制:沥青混合料拌和时间应以混合料拌和均匀,所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度,并经试拌确定。

2、拌和质量检测

    (1)外观检查

    在运料车装料和运至摊铺工地过程中,仔细的目测有可能发现混合料中存在的某些严重问题:

    ①如料车装载的混合料中冒黄烟,往往表明混合料的温度过高。

    ②如果混合料在料车中容易坍平(不易堆积),则可能是因为沥青过量或矿料湿度过大。

    ⑧如运料车上的沥青混合料能够堆积很高则说明混合料温度偏低或沥青含量过低。

    ④如出现花白料则可能是矿料温度偏低,拌和时间偏短或除尘不理想,无形中造成填充料数量偏多,这时,需根据经检查确定的原因采取措施。

    ⑤沥青混合料枯料:其原因可能是原材料中细集料的含水量过大,造成在烘干筒中当细集料加热温度达到规定值时,粗集料的温度则己大大超过了规定值,这时,需控制集料进入烘干筒之前的含水量,不允许使用含水量大于7%的细集料。

    ⑥拌制的沥青混合料没有色泽:其原因是沥青加热温度偏高,造成沥青老化,这时,应根据沥青品种,严格控制沥青加热温度。

    ⑦混合料颗粒发生明显变化:出现该现象的原因可能是冷料颗料组成发生了较大变化或振动筛筛网上热料过多,来不及正常筛分就直接进入热料仓。

    (2)温度测试

    沥青混合料的温度通常在运料车上量测,较理想的方法是使用有度盘和铠装枢轴的温度计,将枢轴从车箱一侧的预留孔中插入混合料中至少15cm,混合料直接与枢轴接触,即可测出料温,另一种测量方法是使用枪式红外温度计,这是一种测量表面温度的仪器,由于它仅能测出混合料表面温度,因此应在混合料从拌和机或贮料斗出料口卸出时测定,才能迅速获得全面的数据。红外测温仪在使用时应经常校准。

    (3)沥青混合料取样和测试

    取样和测试的主要目的是及时发现问题并纠正解决,以保证沥青混合料的质量,并作为指导后续生产的依据。

    取样和测试程序及要求一般在施工合同规范中规定,主要包括抽样频率、规格、位置和试验项目等。取样和测试要严格遵循取样和测试程序,确保所取样品和试验结果能够反映整批混合料的质量和特性。测试的主要内容是马歇尔试验稳定度、流值、空隙率、饱和度、沥青抽提试验、抽提后的矿料筛分试验,必要时进行残留稳定度试验。

    测试频率目前尚无统一规定,有些地方的施工合同规范规定每台班或每班次从沥青混合料搅拌机中抽样制备3组试件,一般是在开盘后、每台班中间和终盘前各制备一组,或每250t混合料不少于一组,进行上述内容的测试,并于6h内将提出试验报告。某些高速公路施工工地生产期间每天上午和下午各做一至二次抽提和筛分试验,将每次抽提和筛分试验结果及时填入汇总表中,便于分析沥青混合料的颗粒组成是否在规定的级配范围之内,必要时需及时进行调整。

在实际工程中,特别是高速公路上,矿料级配允许偏差的控制一般均比JTJ 032-94《公路沥青路面施工技术规范》严格得多,可参照有关招标文件。

上述容许误差指抽样筛分结果与混合料生产配合比集料的组成相比的误差,如果误差超出容许范围,需要对供料比例进行调整。