廠拌單滾筒瀝青砼熱再生一體機(jī)的技術(shù)性能及其應(yīng)用研究

張 奇

(福建省高速公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司，福州 350001)

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

1 廠拌單滾筒瀝青砼熱再生一體機(jī)的技術(shù)特性

（1）同步加熱、料溫穩(wěn)定、產(chǎn)量提升

單滾筒瀝青砼熱再生一體機(jī)設(shè)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(shí)不影響瀝青攪拌站的整體產(chǎn)量。 由于同步加熱，烘干處的料溫均勻，且骨料由內(nèi)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(xiàn)象，成品料的分散性較好，可滿足長途運(yùn)輸與工地長時(shí)間等待攤鋪而不降溫的需求。

（2）級(jí)配精確穩(wěn)定

單滾筒瀝青砼熱再生一體機(jī)設(shè)備計(jì)量方式采用三點(diǎn)式計(jì)量， 銑刨舊料通過破碎篩分，RAP 料經(jīng)冷配倉皮帶輸送至振動(dòng)篩篩分，并由計(jì)量斗計(jì)算稱量所需摻量后，與原生骨料一同進(jìn)入拌合樓內(nèi)部重新熱篩，拌合樓可按照生產(chǎn)配合比精確控制每一鍋混合料的級(jí)配。 生產(chǎn)流程如圖1 所示。

（3）節(jié)能減排、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、節(jié)約能耗

使用單滾筒瀝青砼熱再生一體機(jī)設(shè)備，不會(huì)增加原設(shè)備的電能消耗功率，無需增加變壓器，設(shè)備總裝機(jī)功率基本不變；使用單滾筒瀝青砼熱再生一體機(jī)設(shè)備無需增加燃燒器，且單滾筒旋轉(zhuǎn)式燃燒器比原始滾筒的燃燒器節(jié)能10%以上，相對(duì)于雙滾筒式不僅不會(huì)增添燃料消耗， 并且能達(dá)到節(jié)能減排、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的雙優(yōu)效能。

2 再生產(chǎn)能特性及設(shè)備優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

2.1 再生RAP 料摻量及再生混合料產(chǎn)量

單滾筒瀝青砼熱再生一體機(jī)搭配3000 型拌合樓以生產(chǎn)再生AC-16 為例，所使用的骨料物理特性需符合ASTM 標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)出料口溫度180℃、大氣壓760 mm Hg、空氣相對(duì)濕度75%，空氣溫度20℃、天然氣熱值8500 kcal/Nm3統(tǒng)計(jì)可得再生混合料產(chǎn)量見表1。

表1 再生混合料產(chǎn)量計(jì)算

從表1 可以發(fā)現(xiàn)， 經(jīng)對(duì)比RAP 料摻量對(duì)廠拌瀝青混合料配合比有較大影響，其中20%摻量的出現(xiàn)異常偏差的概率最少，穩(wěn)定性最高，集料規(guī)格和料源的穩(wěn)定，但產(chǎn)量有所減少。

2.2 一體式單滾筒與高位式雙滾筒對(duì)比

（1）廠拌單滾筒瀝青砼熱再生一體機(jī)

優(yōu)點(diǎn)： 同時(shí)加熱攪拌保證成品料溫度可控性強(qiáng)、設(shè)備侵蝕程度較輕、節(jié)約電損耗及燃?xì)鈸p耗、環(huán)保性能好、能耗及故障率低，不需要大幅改動(dòng)設(shè)備，節(jié)省資金。

缺點(diǎn)：處理回收RAP 料回收效率低、脫硫效率較慢， 產(chǎn)量較少時(shí)會(huì)黏附瀝青導(dǎo)致瀝青含量減低，同時(shí)加熱過久會(huì)引起瀝青老化。

（2）廠拌高位式雙滾筒瀝青砼熱再生機(jī)

優(yōu)點(diǎn)： 分離式加熱防止RAP 料在加熱時(shí)瀝青老化，雙滾筒控溫防止二次污染，雙滾筒加熱生產(chǎn)回收率高[1]。

缺點(diǎn)：需要增加電容設(shè)備，電損耗及燃?xì)鈸p耗加大，回收料加熱效率較慢。 新增高位滾筒設(shè)備昂貴，設(shè)備占地龐大。

3 環(huán)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(dá)到交通運(yùn)輸部優(yōu)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)≤50 mg/Nm3， 若原材經(jīng)過水洗后，除塵效果可達(dá)到歐盟優(yōu)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)≤20 mg/Nm3，按一定斜率設(shè)計(jì)的進(jìn)氣腔延伸到整個(gè)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(shè)計(jì)使布袋表面沉積的粉塵迅速被破碎， 不易粉塵結(jié)塊，塵埃板結(jié)。 干燥筒與降塵式除塵器的雙塔結(jié)構(gòu)，既節(jié)省空間場(chǎng)地，又可以對(duì)除塵器進(jìn)行保溫防止粉塵拱堆、堆疊；還可以防雨遮陽，促進(jìn)設(shè)備使用壽命。

除塵形式：重力沉降式+懸掛式布袋除塵。

初級(jí)：分離粉塵粒徑≥75 μm。

二級(jí)除塵：粉塵污染物控制≤30 mg/Nm3。

最大處理風(fēng)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(shù)，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(shí)現(xiàn)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(shù)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(gè)麻石水膜除塵脫硫技術(shù)過程后，出風(fēng)口排放尾氣≤20 mg/m3，且不會(huì)產(chǎn)生水霧式尾氣，出坑腐蝕風(fēng)機(jī)和管道、影響設(shè)備壽命的情況，符合尾氣排放≤50 mg/m3的國際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到保護(hù)環(huán)境和氣候的環(huán)保要求。

4 項(xiàng)目案例

以福建省南平市夏道成功瀝青攪拌站第一臺(tái)廠拌單滾筒瀝青砼熱再生一體機(jī)為例，廠拌熱再生混合料與原生混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比如表2所示。

據(jù)表2 可知， 所添加RAP 料的再生混合料指標(biāo)都有明顯變化， 再生瀝青混合料穩(wěn)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(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)瀝青混合料指標(biāo)影響不大。

同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)添加RAP 料后新增瀝青明顯減少了項(xiàng)目成本，發(fā)揮項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，節(jié)能環(huán)保，節(jié)省不可再生資源，具有更好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效應(yīng)。

以2019 年福銀高速公路路段提升工程南平連接線試驗(yàn)段為例， 該試驗(yàn)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(jì)RAP 料參量19%，根據(jù)試驗(yàn)段路檢的結(jié)果，其芯樣壓實(shí)度≥97%,密度2.42，構(gòu)造度及滲水系數(shù)合格，現(xiàn)場(chǎng)施工效果較好。 在瀝青混合料中摻入RAP 料可明顯節(jié)省原生骨料及新增瀝青量，從而提高可再生利用率，節(jié)約了項(xiàng)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)保及項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)節(jié)能的雙向要求。

表2 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

5 產(chǎn)生的問題及建議

（1）產(chǎn)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(jī)為例，在該設(shè)備實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)小于20 t （生產(chǎn)加熱時(shí)長不足10 min）加熱滾筒內(nèi)溫度還不穩(wěn)定時(shí)，生產(chǎn)的再生混合料會(huì)因?yàn)镽AP 料得不到充分加熱導(dǎo)致粘附性較高，部分RAP 細(xì)料會(huì)黏附于加熱滾筒內(nèi)壁， 導(dǎo)致再生混合料瀝青經(jīng)燃燒爐煅燒后瀝青含量與配合比對(duì)比有所減少，瀝青級(jí)配有所偏差。 但大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)加熱滾筒內(nèi)溫度提高溫度趨于穩(wěn)定時(shí)對(duì)RAP 料的加熱充分，使RAP 料的粘附性有所減少，不會(huì)發(fā)生粘附筒壁現(xiàn)象，再生混合料的瀝青級(jí)配又恢復(fù)正常。

（2）建議

該設(shè)備再生瀝青混合料時(shí)不能在溫度不夠穩(wěn)定時(shí)做再生混合料配合比試拌，否則會(huì)導(dǎo)致瀝青級(jí)配偏差。該設(shè)備需滾筒提前加熱10～15 min，當(dāng)滾筒內(nèi)溫度趨于穩(wěn)定時(shí)再做瀝青混合料配合比試拌，使瀝青混合料配合比趨于穩(wěn)定。 根據(jù)試驗(yàn)路段的檢測(cè)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)施工效果， 發(fā)現(xiàn)再生RAP 料對(duì)再生混合料的級(jí)配影響較大， 建議需加強(qiáng)RAP 料礦料管理，其規(guī)格和質(zhì)量的穩(wěn)定直接影響再生瀝青混合料的穩(wěn)定性和配合比的有效性，在工程施工期間需加強(qiáng)破碎篩分RAP 料的質(zhì)量管理和堆放管理， 提高集料規(guī)格和料源的穩(wěn)定性。 做到料源管理、生產(chǎn)分檔、質(zhì)量把控和穩(wěn)定安全等要素的監(jiān)管。

6 結(jié)論與展望

本文闡述了廠拌單滾筒瀝青砼熱再生一體機(jī)設(shè)備的再生技術(shù)及除塵環(huán)保工藝流程，對(duì)該設(shè)備的再生產(chǎn)能參數(shù)、 設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比，針對(duì)加熱方式、RAP 料匹配方式、 技改效應(yīng)及環(huán)保性能進(jìn)行了分析，并對(duì)其實(shí)際項(xiàng)目案例產(chǎn)生的問題提出了建議。

廠拌熱再生技術(shù)是一種新興的綠色技術(shù)，響應(yīng)國家“十四五”規(guī)劃，促進(jìn)可持續(xù)能源的發(fā)展和應(yīng)用，廠拌單滾筒瀝青砼熱再生一體機(jī)設(shè)備通過回收銑刨料進(jìn)行破碎篩分再利用以減少資源浪費(fèi)，并且使再生混合料可以在相對(duì)節(jié)能環(huán)保的環(huán)境里進(jìn)行拌和生產(chǎn)，既能節(jié)省能源消耗，又保障了煙塵排放，推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。