CN109355998B - 移动式沥青混合料拌和操作方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式沥青混合料拌和操作方法及其装置，移动式沥青混合料拌和装置在施工现场以设定的速度行进，将集料、矿粉、添加剂按照比例送入拌和主机，对混合料进行加热并保温，并将拌和好的沥青混合料卸出，通过控制柜实时控制拌和主机的温度，且显示数据与客户端共享。本发明解决了现有运料车在集料运输途中由于温度散失导致的各种问题，克服了半移动式拌和车占用场地、效率低下的问题，也能够作为小型的移动拌和站使用，因此，能保证现场混合料摊铺及施工质量，对提升路面结构的使用及耐久性能具有重要的意义。

Description

移动式沥青混合料拌和操作方法及其装置

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，涉及一种移动式沥青混合料拌和操作方法及其装置。

背景技术

20世纪80年代以来，高速公路一直是我国基础设施建设中的重点领域；至2016年底，中国已建成通车的高速公路突破了13万公里，其中，大部分为沥青路面结构。道路工作者在高等级公路沥青混凝土路面的建设实践中，积累了大量的经验、解决了很多的技术问题。但从近年来已投入运营的高速公路沥青路面使用状况来看，亦有未达到设计寿命即出现了较严重早期损坏的情况，许多设计年限为15年的沥青路面，在开放交通后5～8年内即出现大范围的破坏，造成了不良的社会和经济影响。

究其原因，高等级公路沥青路面施工过程中出现的各种问题可能是导致沥青路面出现早期损坏的主因。在沥青路面施工过程中，沥青混合料运输过程中的保温、防止温度离析是一个重要的方面。沥青混合料会在拌和站内加热、拌和，形成成品混合料，通过运输车运送至摊铺现场，然后通过料斗、传送带等设备供给至摊铺机然后进行摊铺形成路面结构。由于拌和站价格昂贵，动辄上千万，因此，高速公路施工沿线的混合料拌和站数量有限。而高速公路作为一种带状构造物，其长度一般有数十公里甚至更长，混凝土从拌和站运输至施工现场的过程中，温度会大幅降低。而且我国北方大部分地区常年温度偏低；若在冬季施工，混合料运输过程中集料会出现离析、混合料温度达不到施工要求的情况。若在这种情况下强行进行路面施工，会导致混合料难以压实，从而导致路面结构的孔隙率增高、强度、刚度、耐久性出现降低。而现有的半移动式的拌和设备仅仅实现了现场的拌和，还需要大量的配套设备和场地，在路面沿线施工时还需要频繁的转场且效率低下。此外，现有的水泥混凝土拌和车无加热装置，并不适合于沥青混合料这种温度敏感性材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种移动式沥青混合料拌和装置，解决了半移动式拌和站频繁转场效率低下的问题。

本发明的另一目的在于提供一种移动式沥青混合料拌和装置的操作方法，解决了现有技术中沥青混合料在运输过程中的离析和温度散失，又能防止因为集料温度偏高、偏低或者不均匀导致的各种的问题。

本发明所采用的技术方案是，移动式沥青混合料拌和装置，包括底盘，底盘前端固定有支腿，液压折叠皮带输送机一端通过支腿与底盘连接，另一端与拌和主机对接，液压折叠皮带输送机传输方向两侧均设有推杆机构、液压缸和液压缸固定座，液压缸固定座设于液压折叠皮带输送机上，支架设于液压折叠皮带输送机的上侧，液压缸固定于液压缸固定座上，液压缸与液压泵站连接，液压泵站设于底盘上，液压缸的活塞杆端与推杆机构的A孔连接，推杆机构的C孔与液压折叠皮带输送机的折叠端铰接，推杆机构的B孔与液压折叠皮带输送机的非折叠端铰接，液压折叠皮带输送机的折叠端设有可拆卸的接料斗，拌和主机设于走台上，走台与底盘连接，液压折叠皮带输送机一侧设有矿粉螺旋输送机并固定于底盘上，液压折叠皮带输送机另一侧设有添加剂螺旋输送机并固定于底盘上，矿粉螺旋输送机和添加剂螺旋输送机的出料口均与拌和主机对接，沥青泵设于走台上，沥青泵通过输送管与拌和主机对接，拌和主机两侧均设置有加热器，加热器与导热层连接，导热层外部设有保温层，拌和主机下部与底盘之间固定有出料皮带输送机，出料皮带输送机的主动滚筒端超出底盘尾部悬空设置，走台上设有发电机组。

进一步的，所述液压折叠皮带输送机的非折叠端水平段内设有瞬时计量装置，添加剂螺旋输送机的两端均通过U型卡箍支撑架与走台连接，矿粉料斗通过电动蝶阀与矿粉螺旋输送机进料口连接，底盘上设有控制柜与安全驾驶仓，走台上设有料斗支架，料斗支架上设有添加剂料斗，添加剂料斗通过电动蝶阀与添加剂螺旋输送机进料口连接，拌和主机上设有拌和主机上盖，拌和主机上盖轴向后部设有热探测探头和工业相机。

进一步的，所述发电机组分别与控制柜、液压折叠皮带输送机、瞬时计量装置、矿粉螺旋输送机、添加剂螺旋输送机、拌和主机、热探测探头、工业相机、液压泵站、电动蝶阀、出料皮带输送机、沥青泵、加热器以及安全驾驶仓电连接；

所述控制柜分别与瞬时计量装置、拌和主机、热探测探头、工业相机、液压泵站、电动蝶阀、沥青泵、加热器以及安全驾驶仓信号连接。

进一步的，所述液压折叠皮带输送机倾斜段的倾斜角度为16°～25°。

进一步的，所述添加剂螺旋输送机的倾斜角度为15°～40°，添加剂螺旋输送机的出料口的倾斜角度为20°～70°。

进一步的，所述拌和主机的线速度2.0m/s～3.0m/s。

本发明所采用的另一种技术方案是，移动式沥青混合料拌和装置的操作方法，具体按照以下步骤进行：

步骤一、通过控制柜启动发电机组，发电机组工作移动式沥青混合料拌和装置上电，在控制柜的显示屏上设置参数；

步骤二、启动液压泵站，液压缸活塞杆收缩，推杆机构动作，液压折叠皮带输送机折叠端从支架上升起旋转180°，关闭液压泵站，液压泵站的油返回液压泵站的油箱内，安装接料斗；

步骤三、启动加热器对拌和主机进行加热，随后启动拌和主机、出料皮带输送机、矿粉螺旋输送机、添加剂螺旋输送机和液压折叠皮带输送机，瞬时计量装置将液压折叠皮带输送机上的集料数据传输至控制柜，控制柜启动沥青泵并控制沥青泵电机的转速以及控制矿粉料斗和添加剂料斗上电动蝶阀的开合大小，使各集料按照设置的比例添加到拌和主机中，热探测探头和工业相机将沥青混合料的拌和数据传输至控制柜，控制柜根据热探测探头实时监测沥青混合料的数据控制加热器，控制柜根据工业相机实时监测沥青混合料的拌和状态并在控制柜内的显示屏上显示；

步骤四、工作结束时，对控制柜的操作与启动时相反，在施工中自带动力的底盘能够按照设定的速度前进。

本发明的有益效果是移动式沥青混合料拌和操作方法及其装置使得混合料在拌和车里面能够保持均匀，并在设定的温度条件下进行拌和及保温，克服了半移动式拌和车占用场地、效率低下的问题，使得摊铺的沥青路面结构具有更好的路用性能，且成本低廉，便于推广应用，具有良好的技术及市场前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是移动式沥青混合料拌和装置的主视图；

图2是移动式沥青混合料拌和装置的俯视图；

图3是移动式沥青混合料拌和装置的推杆机构的主视图。

图中，1.接料斗，2.推杆机构，3.支腿，4.液压缸，5.液压缸固定座，6.支架，7.液压折叠皮带输送机，8.瞬时计量装置，9.矿粉螺旋输送机，10.添加剂螺旋输送机，11.拌和主机上盖，12.拌和主机；13.热探测探头，14.工业相机，15.控制柜，16.液压泵站，17.U型卡箍支撑架，18.电动蝶阀，19.料斗支架，20.走台，21.底盘，22.矿粉料斗，23.出料皮带输送机，24.沥青泵，25.输送管，26.加热器，27.导热层，28.保温层，29.安全驾驶仓，30.添加剂料斗，31.发电机组。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

移动式沥青混合料拌和装置，如图1-3所示，包括底盘21，底盘21前端固定有支腿3，液压折叠皮带输送机7一端通过支腿3与底盘21连接，另一端与拌和主机12固定连接，液压折叠皮带输送机7两侧均设有推杆机构2、液压缸4和液压缸固定座5，液压缸固定座5设于液压折叠皮带输送机7上，支架6设于液压折叠皮带输送机7的上侧，液压缸4通过销轴与液压缸固定座5连接，液压缸4固定于液压缸固定座5上，液压缸4与液压泵站16连接，液压泵站16设于底盘21上，液压缸4的活塞杆端与推杆机构2的A孔连接，推杆机构2的C孔与液压折叠皮带输送机7的折叠端铰接，推杆机构2的B孔与液压折叠皮带输送机7的非折叠端铰接，液压折叠皮带输送机7的折叠端设有可拆卸的接料斗1，拌和主机12设于走台20上，走台20通过U型螺栓与底盘21连接，液压折叠皮带输送机7一侧设有矿粉螺旋输送机9并固定于底盘21上，液压折叠皮带输送机7另一侧设有添加剂螺旋输送机10并固定于底盘21上，矿粉螺旋输送机9和添加剂螺旋输送机10的出料口均与拌和主机12对接，沥青泵24设于走台20上，沥青泵24通过输送管25与拌和主机12对接，拌和主机12两侧均设置有加热器26，加热器26与导热层27连接，导热层27外部设有保温层28，拌和主机12下部与底盘21之间固定有出料皮带输送机23，出料皮带输送机23的主动滚筒端超出底盘21尾部悬空设置，走台20上设有发电机组31，液压折叠皮带输送机7的非折叠端水平段内设有瞬时计量装置8，添加剂螺旋输送机10的两端均通过U型卡箍支撑架17与走台20连接，矿粉料斗22通过电动蝶阀与矿粉螺旋输送机9进料口连接，底盘21上设有控制柜15与安全驾驶仓29，走台20上设有4个料斗支架19，料斗支架19上设有添加剂料斗30，添加剂料斗30通过电动蝶阀18与添加剂螺旋输送机10进料口连接，拌和主机12上设有拌和主机上盖11，拌和主机上盖11轴向后部设有热探测探头13和工业相机14；发电机组31分别与控制柜15、液压折叠皮带输送机7、瞬时计量装置8、矿粉螺旋输送机9、添加剂螺旋输送机10、拌和主机12、热探测探头13、工业相机14、液压泵站16、电动蝶阀18、出料皮带输送机23、沥青泵24、加热器26以及安全驾驶仓29电连接；控制柜15分别与瞬时计量装置8、拌和主机12、热探测探头13、工业相机14、液压泵站16、电动蝶阀18、沥青泵24、加热器26以及安全驾驶仓29信号连接。

液压折叠皮带输送机7倾斜段的倾斜角度为16°～25°，以利于液压折叠皮带输送机7在底盘21上的布置和减小瞬时计量装置8的测量误差。

添加剂螺旋输送机10的倾斜角度为15°～40°，在保证输送量的前提下，便于与其他设备的布置配合。添加剂螺旋输送机10的出料口的倾斜角度为20°～70°，在保证添加剂良好流动性的同时，减小添加剂螺旋输送机10的高度。

拌和主机上盖11，在添加完料后，盖上拌和机上盖11以便于拌和主机12内的物料更好的保温。

拌和主机12中拌和转速通过控制柜15调节，其线速度2.0m/s～3.0m/s。拌和主机12上设置的热探测探头13和工业相机14实时采集沥青混合料的温度场和拌和状态数据，将数据传送给控制柜15，并在控制柜15的显示屏上实时动态显示。

控制柜15通过液压泵站16实现液压缸4活塞的伸缩。

底盘21自带动力，能实现拌和车进场、施工时以设定速度行进，速度为1～30m/min。

出料皮带输送机23的皮带带速根据拌和主机12出料的最大速度设定。出料皮带输送机23的主动滚筒端超出底盘21尾部悬空设置的距离根据实际需求而定。

加热器26、热探测探头13通过控制柜15调节，对拌和主机12和物料进行加热保温，温度在140℃～200℃的范围内可调，其精度为2℃。

控制柜15实现对移动式沥青混合料拌和装置的整体控制，且系统能够将各物料、拌和主机12内部和关键部位的温度数据在线显示且系统能根据实时采集的数据调节各种阀、变频器的动作，保证移动式沥青混合料拌和装置的最佳运行，所有数据均上传数据终端实现共享。

发电机组31为移动式沥青混合料拌和装置提供电力。

控制柜15上布置有控制各电气元件的开关和显示各监测数据的显示屏。

移动式沥青混合料拌和装置的操作方法，具体按照以下步骤进行：

步骤一、通过控制柜15启动发电机组31，发电机组31工作移动式沥青混合料拌和装置上电，在控制柜15的显示屏上设置参数；

步骤二、启动液压泵站16，液压缸4活塞杆收缩，推杆机构2动作，液压折叠皮带输送机7折叠端从支架6上升起旋转180°，关闭液压泵站16，液压泵站16的油返回液压泵站16的油箱内，安装接料斗1；

步骤三、启动加热器26对拌和主机12进行加热，随后启动拌和主机12、出料皮带输送机23、矿粉螺旋输送机9、添加剂螺旋输送机10和液压折叠皮带输送机7，瞬时计量装置8将液压折叠皮带输送机7上的集料数据传输至控制柜15，控制柜15启动沥青泵24并控制沥青泵24电机的转速以及控制矿粉料斗22和添加剂料斗30上电动蝶阀18的开合大小，使各集料按照设置的比例添加到拌和主机12中，热探测探头13和工业相机14将沥青混合料的拌和数据传输至控制柜15，控制柜15根据热探测探头13实时监测沥青混合料的数据控制加热器26，控制柜15根据工业相机14实时监测沥青混合料的拌和状态并在控制柜15内的显示屏上显示；

步骤四、工作结束时，对控制柜15的操作与启动时相反，在施工中自带动力的底盘21能够按照设定的速度前进。

实施例

以出现坑洞的路面结构所用的原材料为准，准备好相应所需的原材料，出现坑洞的路面结构用SMA级配料及SBS改性沥青作为原材料；SMA级配料根据坑洞修补材料来确定；

将计量好的SMA级配料通过液压折叠皮带输送机7投入移动式沥青混合料拌和装置的拌和主机12中，通过设置控制柜15内的系统参数将温度控制在190℃，同时设定拌和主机12的转速为2.0m/s，对级配料进行拌和，相应的开启加热器26，对SMA级配料进行加热；热探测探头13和工业相机14实时采集沥青混合料的温度场和拌和状态数据，将数据传送给控制柜15；

驱动移动式沥青混合料拌和装置到路面坑洞位置，通过出料皮带输送机23对路面坑洞进行精准填补。

作为对比例，在该坑洞附近选择一处条件较为接近的坑洞，沥青放入罐中采用常见的明火方式进行加热，集料放在炒锅中通过明火加热，然后将集料与沥青人工或简易拌和形成混合料，并采用同样的方式进行坑洞修补；对两处坑洞修补后进行跟踪观测，一年后，通过人工烧火加热沥青及集料的方法修补的坑洞又出现了掉粒、有小坑洞的情况；而采用移动式沥青混合料拌和装置成型的混合料修补的坑洞未出现任何的病害。

新建高速公路沥青路面结构时，将所用的集料在拌和站进行加热至所需的温度，沥青也进行相应的处理，分别通过料罐运输至现场；集料通过液压折叠皮带输送机7投入拌和主机12，通过控制柜15设置移动式沥青混合料拌和装置拌和主机12的温度，同时设定拌和主机12的转速，相应的开启加热器26，按设定的温度进行保温和加热，矿粉通过矿粉螺旋输送机9且添加剂通过添加剂螺旋输送机10输送至拌和主机12，沥青由沥青泵24直接输送至拌和主机12，然后进行混合拌和，热探测探头13和工业相机14采集混合料拌和状态数据将数据传送给控制柜15；将拌和好的沥青混合料通过出料皮带输送机23输送给摊铺机进行现场摊铺。

作为对比例，将拌和站内的沥青混合料直接通过运输车辆运至现场，采用相同的条件进行摊铺。摊铺完面层之后，进行现场检测，结果见表1。并对两种路面结构进行长期性能观察同时对两种拌和方式进行取料，成型混合料试件，在室内进行试验，结果见表2。

表1两种拌和方式的路面结构性能指标测定值

表2两种拌和方式的混合料性能指标测定值

测试项目	普通的拌和方式	采用移动式沥青混合料拌和装置进行拌和
			疲劳寿命/次	32334	47124
抗压回弹模量/MPa	2110	2298
			直接拉伸强度/MPa	0.97	1.18
单轴抗压强度/MPa	6.03	7.12

从现场和室内实验结果可知，移动式沥青混合料拌和装置由于能够防止混合料运输过程发生离析并且防止温度在运输途中降低，而且实现了现场移动拌和站的功能，其构造深度、渗水系数指标均较好，而且路面结构的外观检查平整、密实、无松散缺陷。这种方式成型的混合料试件，其疲劳寿命、刚度和强度均较高，表明混合料有更好的耐久性和稳定性。后续经过18个月的路用性能观测，证明采用本发明的方法得到的路面结构的路用性能更好，病害更少，使用寿命也更长。由此可见，本发明具有明显的技术优势。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.移动式沥青混合料拌和装置，其特征在于，包括底盘(21)，底盘(21)前端固定有支腿(3)，液压折叠皮带输送机(7)一端通过支腿(3)与底盘(21)连接，另一端与拌和主机(12)对接，液压折叠皮带输送机(7)传输方向两侧均设有推杆机构(2)、液压缸(4)和液压缸固定座(5)，液压缸固定座(5)设于液压折叠皮带输送机(7)上，支架(6)设于液压折叠皮带输送机(7)的上侧，液压缸(4)固定于液压缸固定座(5)上，液压缸(4)与液压泵站(16)连接，液压泵站(16)设于底盘(21)上，液压缸(4)的活塞杆端与推杆机构(2)的A孔连接，推杆机构(2)的C孔与液压折叠皮带输送机(7)的折叠端铰接，推杆机构(2)的B孔与液压折叠皮带输送机(7)的非折叠端铰接，液压折叠皮带输送机(7)的折叠端设有可拆卸的接料斗(1)，拌和主机(12)设于走台(20)上，走台(20)与底盘(21)连接，液压折叠皮带输送机(7)一侧设有矿粉螺旋输送机(9)并固定于底盘(21)上，液压折叠皮带输送机(7)另一侧设有添加剂螺旋输送机(10)并固定于底盘(21)上，矿粉螺旋输送机(9)和添加剂螺旋输送机(10)的出料口均与拌和主机(12)对接，沥青泵(24)设于走台(20)上，沥青泵(24)通过输送管(25)与拌和主机(12)对接，拌和主机(12)两侧均设置有加热器(26)，加热器(26)与导热层(27)连接，导热层(27)外部设有保温层(28)，拌和主机(12)下部与底盘(21)之间固定有出料皮带输送机(23)，出料皮带输送机(23)的主动滚筒端超出底盘(21)尾部悬空设置，走台(20)上设有发电机组(31)；

所述液压折叠皮带输送机(7)的非折叠端水平段内设有瞬时计量装置(8)，添加剂螺旋输送机(10)的两端均通过U型卡箍支撑架(17)与走台(20)连接，矿粉料斗(22)通过电动蝶阀与矿粉螺旋输送机(9)进料口连接，底盘(21)上设有控制柜(15)与安全驾驶仓(29)，走台(20)上设有料斗支架(19)，料斗支架(19)上设有添加剂料斗(30)，添加剂料斗(30)通过电动蝶阀(18)与添加剂螺旋输送机(10)进料口连接，拌和主机(12)上设有拌和主机上盖(11)，拌和主机上盖(11)轴向后部设有热探测探头(13)和工业相机(14)；

所述发电机组(31)分别与控制柜(15)、液压折叠皮带输送机(7)、瞬时计量装置(8)、矿粉螺旋输送机(9)、添加剂螺旋输送机(10)、拌和主机(12)、热探测探头(13)、工业相机(14)、液压泵站(16)、电动蝶阀(18)、出料皮带输送机(23)、沥青泵(24)、加热器(26)以及安全驾驶仓(29)电连接；

所述控制柜(15)分别与瞬时计量装置(8)、拌和主机(12)、热探测探头(13)、工业相机(14)、液压泵站(16)、电动蝶阀(18)、沥青泵(24)、加热器(26)以及安全驾驶仓(29)信号连接；

所述液压折叠皮带输送机(7)倾斜段的倾斜角度为16°～25°；

所述添加剂螺旋输送机(10)的倾斜角度为15°～40°，添加剂螺旋输送机(10)的出料口的倾斜角度为20°～70°；

所述拌和主机(12)的线速度2.0m/s～3.0m/s；底盘(21)自带动力，速度为1～30m/min。

2.如权利要求1所述的移动式沥青混合料拌和装置的操作方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：

步骤一、通过控制柜(15)启动发电机组(31)，发电机组(31)工作移动式沥青混合料拌和装置上电，在控制柜(15)的显示屏上设置参数；

步骤二、启动液压泵站(16)，液压缸(4)活塞杆收缩，推杆机构(2)动作，液压折叠皮带输送机(7)折叠端从支架(6)上升起旋转180°，关闭液压泵站(16)，液压泵站(16)的油返回液压泵站(16)的油箱内，安装接料斗(1)；

步骤三、启动加热器(26)对拌和主机(12)进行加热，随后启动拌和主机(12)、出料皮带输送机(23)、矿粉螺旋输送机(9)、添加剂螺旋输送机(10)和液压折叠皮带输送机(7)，瞬时计量装置(8)将液压折叠皮带输送机(7)上的集料数据传输至控制柜(15)，控制柜(15)启动沥青泵(24)并控制沥青泵(24)电机的转速以及控制矿粉料斗(22)和添加剂料斗(30)上电动蝶阀(18)的开合大小，使各集料按照设置的比例添加到拌和主机(12)中，热探测探头(13)和工业相机(14)将沥青混合料的拌和数据传输至控制柜(15)，控制柜(15)根据热探测探头(13)实时监测沥青混合料的数据控制加热器(26)，控制柜(15)根据工业相机(14)实时监测沥青混合料的拌和状态并在控制柜(15)内的显示屏上显示；

步骤四、工作结束时，对控制柜(15)的操作与启动时相反，在施工中自带动力的底盘(21)能够按照设定的速度前进。