CN115305774A - 一种冷投式厂拌热再生沥青混凝土生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种冷投式厂拌热再生沥青混合料生产方法,包括同步自动生产的旧料添加设备安装方法、冷投式厂拌热再生沥青混凝土配合比设计方法、冷投式厂拌热再生沥青混凝土制备工艺。本发明通过改进计量控制系统与沥青拌合站实现同步计量与同步生产，大大提高了热再生沥青混合料计量精确度；通过适当延长干拌时间将旧料与热集料充分拌合后再添加热沥青，充分利用新、旧料间的热传递使混合料拌合均匀，避免了拌合不匀的现象；本发明实现了一种在只有一个加热滚筒的常规拌合站中实现热再生效果的沥青混合料制备工艺，旧料无需加热，提高旧料的使用范围，实现灵活的绿色环保生产，特别适合旧料数量不大、采用双滚筒热再生拌合站经济效益不佳的情况。

Description

一种冷投式厂拌热再生沥青混凝土生产方法
技术领域
本发明涉及沥青混凝土生产技术领域，尤其涉及一种冷投式厂拌热再生沥青混凝土生产方法。
背景技术
随着我国公路建设的快速发展，道路大中修和改扩建项目越来越多，其中产生了大量的沥青路面回收料。目前对于大量的沥青路面回收料一般采用冷再生技术与厂拌热再生技术进行再生利用。其中沥青路面回收料分为沥青混合料回收料和无机回收料，无论是厂拌冷再生还是就地冷再生，目前一般都应用于路面基层或底基层，特别是沥青混合料回收料再生后应用于基层，其经济效果难以体现，甚至造成浪费。而厂拌热再生需要增设有再生滚筒的热再生拌合站，对于道路修复过程中产生的数量不是特别巨大的沥青路面回收料利用效率不高，其拌合成本也随之增加。
常规沥青拌合站由于只设一个干燥滚筒，无法对沥青回收料进行加热再生处理；个别拌合站增设冷投设备后，未将外添加设备计量系统与拌合站控制系统结合，仅依靠集料信号进行工作，拌合站主控制系统无法完全控制外添设备计量和生产，导致一旦外添加系统添加过程出现故障，主控制系统无法监控与控制，从而导致拌合混合料油石比偏小、级配不佳等现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷投式厂拌热再生沥青混合料的生产方法，以解决上述技术问题。针对道路修复过程中产生的数量不是特别巨大的沥青路面回收料，采用厂拌热再生拌合站投入过大、经济效益不佳的情况，采用冷投式厂拌热再生技术可解决一般规模养护、改建项目产生的沥青路面回收料使用问题；另一方面通过提升改造旧料添加设备计量控制系统，添加设备计量系统受拌合站主控制系统控制，使外添加设备与拌合站主控制系统同步计量、同步生产，提高了沥青混合料的拌合质量，同时由于旧料的使用，生产成本大大降低。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种冷投式厂拌热再生沥青混合料生产方法，包括如下步骤：
步骤一、对旧料进行分档筛分，主要取经济价值较高的0～10mm的细集料采用四分法取样，通过抽提试验确定细集料级配曲线和油石比；
步骤二、对新料进行筛分，以旧料代替部分细集料，旧料替代比例为新料中细集料的10％～20％，控制关键筛孔通过率，确定各档新集料比例、旧料比例和沥青混凝土合成级配；
步骤三、根据旧料存放点室外温度、新集料加热温度、沥青混合料设计温度理论计算合适的旧料添加比例，满足拌合后混合料温度达到设计要求；
步骤四、根据旧料掺加比例和抽提油石比，预估厂拌热再生沥青混凝土新沥青添加量，结合室内配合比设计方法确定新沥青最佳添加量；
步骤五、冷投式厂拌热再生拌合工序：计算结束，按照最佳比例，新集料加热后通过热料仓按生产配合比的比例投放，旧料在新集料开始投放时同步直接投放至拌锅，新旧集料按比例全部投放完成后再干拌8s～15s，在沥青喷洒完成后延迟3～5秒添加，为避免冷铣刨料存放时含有水分，在拌缸中拌合时产生的少量水蒸气对矿粉计量精度产生影响，矿粉需在沥青喷洒结束后延后3～5秒添加矿粉，所有材料全部添加完毕后再混合湿拌35s～50s。
优选地，步骤一中细集料粒径优选为0～5mm的旧沥青铣刨料进行应用。
优选地，步骤三中，旧料添加比例采用如下公式的预估方法：
B＝(T0-T1*B1-T2*B2-T*B3-T3)/T
式中：B—旧料添加比例，％
T——室外温度(矿粉及旧料存放温度)，℃
T0——混合料设计温度，℃
T1——新集料加热温度，℃
T2——沥青加热温度，℃
T3——拌合过程损耗温度，℃
B1——新集料用量比例，％
B2——沥青用量比例，％
B3——矿粉用量比例，％
优选地，步骤一～四计算所得的最佳比例数据如下：旧料0～5mm细集料最佳掺加比例为10％，新沥青最佳添加比例为3.7％，混合料总油石比为4.4％。
优选地，步骤五中，新集料加热温度为190℃～200℃，沥青加热温度为160℃～170℃，沥青混合料出料温度为160℃～170℃。
优选地，步骤五的冷投式厂拌热再生拌合工序中，旧料依次经过再生冷料仓、输送皮带、冷投再生料提升骨提、过渡仓Ⅰ和再生料秤，投入搅拌锅；新料依次经过新料干燥筒、溜槽、新料骨提、振动筛、热料仓和骨料秤，投入搅拌锅；矿粉依次经过矿粉罐、粉料提升机、过渡仓Ⅱ及粉料秤，投入搅拌锅；沥青由沥青储罐和沥青秤，投入搅拌锅。
进一步地，过渡仓Ⅰ具体是由本公司之前设计的“一种带有快速下料装置的铣刨料缓存斗”，专利申请号为CN113478285A。
进一步地，步骤五中，旧料与热料仓中的新集料同步投放，干拌时间较正常干拌时间长3～5s，混合料湿拌时间较正常拌合时间长5～10秒；正常干拌时间和正常拌合时间是指100％新集料所需的搅拌时间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用道路沥青回收料代替新集料，充分利用旧料中的残余沥青，实现废旧沥青回收料的循环利用，节约成本，减少环境污染，符合绿色环保施工要求，具有显著的经济效益和社会效益
2、本发明提供了一种冷投式厂拌热再生沥青混合料的生产方法，通过系统改造使拌合站主控制系统完全控制添加系统的计量控制与生产控制，弥补了以往外添系统计量不精确的缺陷，保障了沥青混合料拌合质量。
3、本发明提供了一种旧料添加比例预估方法，大大减少了确定最佳旧料比例的试验量。
4、本发明利用旧料中的细集料，降低了旧料级配变异对厂拌热再生混合料的路用性能影响，同时旧料中经济价值最高的沥青主要包含在细集料中，大大减少了新沥青的用量，最大程度发挥了旧料的经济效益
5、本发明将旧料投放时间与热集料同时进行，延长了旧料与热集料的拌合时间，加速了旧料和新料的热传递，同时延长了干拌和湿拌时间，保证了混合料拌合质量。
附图说明
图1为本发明提出的一种冷投式厂拌热再生沥青混凝土生产方法的整体流程图；
图2为本发明提出的一种冷投式厂拌热再生沥青混凝土生产方法中冷投式厂拌热再生拌合工序的具体流程图。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
下面结合附图描述本发明的具体实施例
如图1、图2所示：
一种冷投式厂拌热再生沥青混凝土生产方法，包括同步自动生产的旧料添加设备安装方法、冷投式厂拌热再生沥青混凝土配合比设计方法、冷投式厂拌热再生沥青混凝土制备工艺；
旧料添加设备的安装包括冷料仓、输送皮带、骨提、精确计量秤等配件，自动同步添加控制系统包括后台PLC计量和控制系统模块、前台人机对话界面控制系统包括时间延时和重量等参数调整，实现主控制系统完全控制添加系统的计量与生产。
冷投式厂拌热再生沥青混凝土生产方法中级配确定，包括对旧料进行分档筛分，选用0～5mm细集料进行抽提试验，确定旧料的级配组成及旧料沥青含量。
通过理论计算法预估旧料掺量，对新料进行筛分，结合预估旧料掺量和新、旧料级配，以粒径在4.75mm通过率为合成级配关键筛孔通过率，确定冷投式厂拌热再生沥青混凝土合成级配曲线；
冷投式厂拌热再生沥青混合生产方法中新沥青添加量的确定，以混合料体积参数空隙率为关键控制指标，结合新旧料添加比例、旧料抽提试验中旧沥青含量，初步预估冷投式厂拌热再生沥青混凝土新沥青添加量，并采用马歇尔试验，确定冷投式厂拌热再生沥青混凝土最佳沥青添加量；
冷投式热再生沥青混凝土生产方法中混凝土制备工艺，包括新集料加热温度为190℃～200℃，沥青加热温度为160℃～170℃，最终沥青混合料出料温度为160℃～170℃。
新集料加热后通过热料仓按生产配合比比例投放，旧料在新集料开始投放时同步直接投放至拌锅，新旧集料按比例全部投放完成后再干拌8s～15s，矿粉在沥青喷洒完成后延迟3～5秒添加，全部添加完毕后再混合湿拌35s～50s。
对旧料分档后，采用四分法取0～5mm细集料进行筛分，对筛分后细集料进行抽提试验，试验结果如表1所示：
表1旧料0～5mm细集料抽提筛分试验结果
Figure BDA0003809529140000071
对旧料回收的沥青进行性能指标试验，试验结果如表2所示：
表2旧沥青试验结果
检测项目 单位 试验数据
针入度(25℃，5s。100g) 0.1mm 45.8
针入度指数PI - -0.79
软化点(R&B) ℃ 58.3
15℃延度 cm 120
闪点 ℃ 330
密度 g/m3 1.032
TFOT质量变化 ％ 0.2
根据旧料筛分抽提试验结果，及新旧料掺配比例及新料筛分结果，确定冷投式厂拌再生沥青混凝土级配曲线如表3所示：
表3冷投式热再生沥青混凝土级配曲线
Figure BDA0003809529140000081
根据马歇尔试验确定旧料掺加比例与新料沥青含量，其试验结果如表4所示：
表4马歇尔试验结果汇总表
Figure BDA0003809529140000082
根据马歇尔试验结果，旧料0～5mm细集料最佳掺加比例为10％，新沥青最佳添加比例为3.7％，混合料总油石比为4.4％。在最佳旧料掺加比例和最佳新沥青添加比例条件下，进行性能试验，性能试验结果如表5所示：
表5冷投式厂拌热再生沥青混凝土性能试验
Figure BDA0003809529140000083
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种冷投式厂拌热再生沥青混合料生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、对旧料进行分档筛分，主要取经济价值较高的0~10mm的细集料采用四分法取样，通过抽提试验确定细集料级配曲线和油石比；
步骤二、对新料进行筛分，以旧料代替部分细集料，旧料替代比例为新料中细集料的10%~20%，控制关键筛孔通过率，确定各档新集料比例、旧料比例和沥青混凝土合成级配；
步骤三、根据旧料存放点室外温度、新集料加热温度、沥青混合料设计温度理论计算合适的旧料添加比例，满足拌合后混合料温度达到设计要求；
步骤四、根据旧料掺加比例和抽提油石比，预估厂拌热再生沥青混凝土新沥青添加量，结合室内配合比设计方法确定新沥青最佳添加量；
步骤五、冷投式厂拌热再生拌合工序：计算结束，按照最佳比例，新集料加热后通过热料仓按生产配合比的比例投放，旧料在新集料开始投放时同步直接投放至拌锅，新旧集料按比例全部投放完成后再干拌8s~15s，在沥青喷洒完成后延迟3~5秒添加，为避免冷铣刨料存放时含有水分，在拌缸中拌合时产生的少量水蒸气对矿粉计量精度产生影响，矿粉需在沥青喷洒结束后延后3~5秒添加矿粉，所有材料全部添加完毕后再混合湿拌35s~50s。
2.根据权利要求1所述的冷投式厂拌热再生沥青混凝土生产方法，其特征在于：所述步骤一中细集料粒径优选为0~5mm的旧沥青铣刨料进行应用。
3.根据权利要求1所述的冷投式厂拌热再生沥青混凝土生产方法，其特征在于：所述步骤三中，旧料添加比例采用如下公式的预估方法：
B=(T0-T1*B1-T2*B2-T*B3-T3)/T
式中：B—旧料添加比例，%
T——室外温度（矿粉及旧料存放温度），℃
T0——混合料设计温度，℃
T1——新集料加热温度，℃
T2——沥青加热温度，℃
T3——拌合过程损耗温度，℃
B1——新集料用量比例，%
B2——沥青用量比例，%
B3——矿粉用量比例，%。
4.根据权利要求1所述的冷投式厂拌热再生沥青混凝土生产方法，其特征在于：所述步骤一~四计算所得的最佳比例数据如下：旧料0~5mm细集料最佳掺加比例为10%，新沥青最佳添加比例为3.7%，混合料总油石比为4.4%。
5.根据权利要求1所述的冷投式厂拌热再生沥青混凝土生产方法，其特征在于：所述步骤五中，新集料加热温度为190℃~200℃，沥青加热温度为160℃~170℃，沥青混合料出料温度为160℃~170℃。
6.根据权利要求1所述的冷投式厂拌热再生沥青混凝土生产方法，其特征在于：所述步骤五的冷投式厂拌热再生拌合工序中，旧料依次经过再生冷料仓、输送皮带、冷投再生料提升骨提、过渡仓Ⅰ和再生料秤，投入搅拌锅；新料依次经过新料干燥筒、溜槽、新料骨提、振动筛、热料仓和骨料秤，投入搅拌锅；矿粉依次经过矿粉罐、粉料提升机、过渡仓Ⅱ及粉料秤，投入搅拌锅；沥青由沥青储罐和沥青秤，投入搅拌锅。
7.根据权利要求6所述的冷投式厂拌热再生沥青混凝土生产方法，其特征在于：所述过渡仓Ⅰ具体是由本公司之前设计的“一种带有快速下料装置的铣刨料缓存斗”，专利申请号为CN113478285A。
8.根据权利要求6所述的冷投式厂拌热再生沥青混凝土生产方法，其特征在于：所述步骤五中，旧料与热料仓中的新集料同步投放，干拌时间较正常干拌时间长3~5s，混合料湿拌时间较正常拌合时间长5~10秒；所述正常干拌时间和正常拌合时间是指100%新集料所需的搅拌时间。
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