CN209222047U - 沥青拌合站振动拌和装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种沥青拌合站振动拌和装置。沥青拌合站振动拌和装置包括机架、拌缸、减震装置,拌缸内部设有第一搅拌轴和第二搅拌轴。本实用新型整个拌和过程拌缸与搅拌轴同时加热、拌缸和搅拌轴振动可控、振动幅度可控。本实用新型适应于热拌、温拌、冷拌,厂拌再生、现场再生等多种工艺。本实用新型便于推广应用,解决了沥青混合料中的细集料与填料“团粒”现象,让其充分弥散。
Description
技术领域
本实用新型属于道路工程技术领域,涉及一种沥青拌合站振动拌和装置。
背景技术
随着我国道路建设和研究的发展,据相关公路统计资料和各地建设实践经验表明,沥青路面呈现出来的主要问题是由局部破坏引起的路面逐渐破坏,这种破坏常常是路面建成后一、两年或几年内的早期破坏,其形式为裂缝、水损害、松散、坑槽和过量的车撤等。沥青路面早期破坏一直是工程界的一大难题,沥青混合料的不均匀性是路面早期破坏的主要原因,沥青混合料的均匀性程度直接关系到沥青路面的力学性能和使用寿命。
沥青混合料作为由沥青、集料、填料、空隙组成的一种具有特定级配的多相混合材料。通过沥青胶浆的胶结能力将松散的颗粒材料联结成一个整体,是各向异性的非均质材料,具有明显的颗粒性结构特征和非线性力学特性,其路用性质不仅受到集料、沥青的性质和两者的组成比例的影响,还受其内部组成结构的影响。其中对于空隙率:美国SHRP计划的研究成果提出通常情况下沥青混合料的空隙率应控制在4%即为最佳,且我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中对密级配沥青混凝土混合料空隙率一般要求在3%-6%之间。而最佳沥青含量所占的比例通常很小,一般在5%。集料质量占混合料总体质量的90%以上,体积占70%以上。因此,提高沥青混合料均匀程度,并控制其空隙率具有重要的理论意义和工程应用价值。
在沥青路面工程施工过程中,沥青混合料拌和质量,相对于其运输、摊铺、碾压过程更为重要,拌和质量直接决定后续施工过程的有效性。依据《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)要求,沥青混合料可采用间歇式拌和机或连续式拌和机拌制,高速公路和一级公路宜采用间歇式拌和机拌和。
目前,沥青混合料拌和可按生产工艺、施工温度、生产率和机动性四个方面进行分类。根据生产工艺的差异,可分为间歇式拌和与连续式拌和两种。间歇式拌和是将热集料、矿粉和沥青分批计量后投入拌和锅进行拌和,拌和好后卸出,形成周而复始的作业。连续式拌和则是将各种材料连续不断的运输至拌和锅,拌和好的料源源不断连续的的从拌和锅中卸出;在结构上,连续式拌和的集料烘干与拌和在同一个滚筒中进行,所以也称滚筒式拌和。根据施工温度不同,可分为传统热拌(150-180℃)、温拌(110-130℃)、冷拌(5-30℃)三种。根据生产能力,可分为小型(生产率在40t/h以下)、中型(生产率在40~400t/h)、大型(生产率在400t/h以上)三类。按机动性,可分为移动式(料仓和拌和锅自带轮胎,可随施工地地点转移)、半固定式(设备装置在几个拖车上,在施工地点拼装)和固定式(设备作业地点固定)三种。
不管以何种标准对沥青混合料进行拌和分类研究,都未考虑振动拌和的相关因素。即便是目前作为主流的双卧轴搅拌技术,更多的是考虑增加振动筛分和二次计量等功能,在拌和时强制集料等向水平和垂直两个方向运动。而且,目前混合料的拌和均匀性更多是通过沥青包裹粗集料的程度进行评价。例如,美国标准AASHTO T195或ASTM D2489中判别沥青混合料是否拌和均匀的定义和指标要求为:拌和均匀性是指混合料中大于9.5mm筛孔尺寸的颗粒至少有95%被全沥青完全裹覆。
但仅用沥青膜裹覆粗集料程度判断混合料的均匀性是不太完善的。沥青混合料拌和过程中,粗集料虽然不是最先被沥青膜裹覆,但相对容易被逐一裹覆,不宜出现“结团”情况。而细集料和填料(矿粉或纳米级/亚纳米级材料)在被沥青膜裹覆过程中更容易出现“团粒”现象。特别是矿粉等填料的比表面积较大易吸附沥青而粘结成团,这种粘聚团的存在会严重影响混合料的均匀性,还会使得拌和困难。严重降低沥青混合料均匀性及空隙率,进而影响相关力学和路用性能,降低沥青路面使用寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种沥青拌合站振动拌和装置,解决了沥青混合料中的细集料与填料“团粒”问题,克服聚团物料颗粒间的摩擦力和粘性力。
本实用新型所采用的技术方案是,沥青拌合站振动拌和装置,包括机架,机架上设有拌缸,振动器设于拌缸一侧筒壁的中心处,机架通过减震装置浮动连接至底架上,拌缸内部设有第一搅拌轴和第二搅拌轴,振动电机设于机架一侧上,振动电机与振动电机带轮相连接,振动电机带轮通过振动V带与激振器带轮相连,两个传动轴的一端与两个激振器带轮连接,另一端与振动体固定连接,传动轴穿设于激振器的内部,第一搅拌轴和第二搅拌轴的一端与振动体浮动连接,另一端通过轴承座Ⅰ与两个行星减速机的输出轴连接,行星减速机通过搅拌V带与搅拌电机相连,搅拌电机设于机架上,两个行星减速机通过减速机同步轴相连接,搅拌轴加热装置设于拌缸外侧并与第一搅拌轴和第二搅拌轴接触,第一搅拌轴和第二搅拌轴交错均匀分布设有第一搅拌臂和第二搅拌臂,第一搅拌臂和第二搅拌臂端部设有搅拌叶片。
进一步的,所述拌缸顶部设置有上盖,拌缸筒体内侧设有两个轴端密封装置,第一搅拌轴和第二搅拌轴贯穿拌缸、轴端密封装置,导热油加热装置设于机架上并与传热管连接,传热管固定设于拌缸两侧筒壁,卸料门设于拌缸底部,卸料门端部与卸料门传感器、卸料门驱动机构连接,卸料门传感器、卸料门驱动机构设于机架上,卸料门传感器、卸料门驱动机构设于拌缸上,卸料门传感器由传感器Ⅰ、传感器Ⅱ、传感器Ⅲ组成,传感器Ⅰ、传感器Ⅱ、传感器Ⅲ的安装位置分别对应卸料门关闭、半开、全开的位置,耐磨衬板设于拌缸内侧,电控系统设于拌缸侧壁。
进一步的,所述电控系统由整机电锁按钮、搅拌启动按钮、搅拌控制系统、搅拌停止按钮、加热启动按钮、加热控制系统、加热停止按钮、温度调节器、油温指示器、急停开关组成,电源与所述电控系统电连接。
进一步的,所述急停开关与电控系统中的除急停开关外的其他部件相连接,搅拌启动按钮、搅拌控制系统、搅拌停止按钮通过变频器分别均与搅拌电机、振动电机、振动器电连接,搅拌停止按钮通过变频器分别与卸料门传感器和卸料门驱动机构电连接,加热启动按钮、加热控制系统、加热停止按钮、温度调节器、油温指示器均与导热油加热装置电连接。
进一步的,所述搅拌叶片与第一搅拌轴和第二搅拌轴呈35°~55°夹角。
进一步的,所述振动体偏心量为0.5mm~3mm。
进一步的,所述搅拌叶片由端叶片、搅拌叶和返回叶组成,返回叶的安装方向与端叶片、搅拌叶片方向相反,端叶片紧贴拌缸的内壁。
本实用新型的有益效果是,解决沥青混合料中的细集料与填料“团粒”现象,让其充分弥散。克服聚团物料颗粒间的摩擦力和粘性力,使粘聚团破碎,各物料组分重新分散均匀,降低空隙率,提高混合料的拌和质量;激发材料潜能,进而提高沥青路面路用性能,延长沥青路面服役年限,实现耐久性沥青路面发展目标,提高沥青混合料均匀性、控制空隙率、便于推广,适用于多种路用材料、拌和工艺。本实用新型的振动二次拌和,其拌和效果,沥青对骨料的包裹度,均有大幅度提升,对于抱团、混合不均匀有明显破碎、冲击、裹浆效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例,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是沥青拌合站振动拌和装置的正视图;
图2是沥青拌合站振动拌和装置的俯视图;
图3是沥青拌合站振动拌和装置的振动端视图;
图4是沥青拌合站振动拌和装置的搅拌端视图;
图5是卸料门驱动机构的示意图;
图6是电控系统的示意图;
图7是沥青拌合站振动拌和装置的电气模块示意图;
图8a是实施例2使用常规拌和得到的AC-20C沥青混合料典型断面CT扫面图;
图8b是实施例2使用沥青拌合站振动拌和装置得到的AC-20C沥青混合料典型断面CT扫面图。
图中,1.拌缸,2.传热管,3.振动器,4.上盖,5.机架,6.减震装置,7.搅拌电机,8.搅拌V带,9.行星减速机,10.振动电机,11.传动轴,12.激振器,13.振动体,14.轴端密封装置,15-1.第一搅拌轴,15-2.第二搅拌轴,16-1.第一搅拌臂,16-2.第二搅拌臂,17.搅拌叶片,18.耐磨衬板,19.搅拌轴加热装置,20.轴承座Ⅰ,21.振动电机带轮,22.振动V带,23.激振器带轮,24.电控系统,24-1.整机电锁按钮,24-2.搅拌启动按钮,24-3.搅拌控制按钮,24-4.搅拌停止按钮,24-5.加热启动按钮,24-6.加热控制系统,24-7.加热停止按钮,24-8.温度调节器,24-9.油温指示器,24-10.急停开关,25.导热油加热装置,26.卸料门传感器,26-1.传感器Ⅰ,26-2.传感器Ⅱ,26-3.传感器Ⅲ,27.卸料门,28.卸料门驱动机构,29.底架,30.减速机同步轴。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
沥青拌合站振动拌和装置,如图1-6所示,包括机架5,机架5上设有拌缸1,拌缸1顶部设置有上盖4,振动器3固定安装在拌缸1一侧筒壁的中心处,机架5通过减震装置6浮动连接至底架29上,拌缸1内部设有第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2,振动电机10固定连接在机架5一侧上,振动电机10与振动电机带轮21相连接,振动电机带轮21通过振动V带22与激振器带轮23相连,两个传动轴11的一端与两个激振器带轮23连接,另一端与振动体13固定连接,传动轴11通过轴承穿设于激振器12的内部,第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2的一端通过轴承与振动体13浮动连接,另一端通过轴承座Ⅰ20与两个行星减速机9的输出轴连接,行星减速机9通过搅拌V带8与搅拌电机7相连,搅拌电机7设于机架5上,两个行星减速机9通过减速机同步轴30相连接,搅搅拌轴加热装置19设于拌缸1外侧并与第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2接触,两个轴端密封装置14固定在拌缸1筒体内侧,第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2贯穿拌缸1、轴端密封装置14,第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2交错均匀分布设有第一搅拌臂16-1和第二搅拌臂16-2,第一搅拌臂16-1和第二搅拌臂16-2端部设有搅拌叶片17;导热油加热装置25固定在机架5上并与传热管2连接,传热管2固定设于拌缸1两侧筒壁,卸料门27设于拌缸1底部,卸料门27端部与卸料门传感器26、卸料门驱动机构28连接,卸料门传感器26、卸料门驱动机构28通过螺栓固定在机架5上,卸料门传感器26、卸料门驱动机构28固定在拌缸1上,卸料门传感器26由传感器Ⅰ26-1、传感器Ⅱ26-2、传感器Ⅲ26-3组成,耐磨衬板18通过螺栓均匀固定在拌缸1内侧,电控系统24设于拌缸1侧壁,如图7所示,电控系统24由整机电锁按钮24-1、搅拌启动按钮24-2、搅拌控制系统24-3、搅拌停止按钮24-4、加热启动按钮24-5、加热控制系统24-6、加热停止按钮24-7、温度调节器24-8、油温指示器24-9、急停开关24-10组成,电源与电控系统24电连接,急停开关24-10与电控系统24中的除急停开关24-10外的其他部件相连接,搅拌启动按钮24-2、搅拌控制按钮24-3、搅拌停止按钮24-4通过变频器分别与搅拌电机7、振动电机10、振动器3以及卸料门传感器26电连接,卸料门传感器26与卸料门驱动机构28电连接,加热启动按钮24-5、加热控制系统24-6、加热停止按钮24-7、温度调节器24-8、油温指示器24-9均与导热油加热装置25电连接。
振动体13偏心量为0.5mm~3mm。
振动电机10工作时,通过振动电机带轮21驱动振动V带22与激振器带轮23,带动传动轴11驱动振动体13做偏心旋转,偏心旋转产生的激振力通过振动体13传递至与其浮动连接的第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2上、驱动搅拌臂16和搅拌叶片17传导激振力至拌和物料中,实现振动拌和。
传感器Ⅰ26-1、传感器Ⅱ26-2、传感器Ⅲ26-3的安装位置对应卸料门27的三种状态:关闭、半开、全开。
拌和时,两个行星减速机9通过减速机同步轴30实现同步反转运动,第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2同步反向旋转,搅拌叶片17与第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2成35°~55°夹角,夹角变化会影响拌料的线速度,夹角越大,参与拌和的拌料混合越猛烈,容易产生离析,对混合质量有不利的影响,45°时轴向与径向作用力分布扩散最为均匀,搅拌叶片17旋转时,产生径向的推力,使混合料沿轴向做螺旋搅拌运动,工作时使拌缸1内的物料产生由一根搅拌轴的一侧推向另一侧,又由另一跟搅拌轴反向推回原处的循环动作,与此同时,混合料在第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2之间存在相互剪切运动,使物料得到充分拌和。搅拌叶片17由端叶片、搅拌叶和返回叶组成,返回叶的安装方向与端叶片、搅拌叶片方向相反,端叶片紧贴拌缸1的内壁,第一搅拌轴15-1上搅拌叶片17的返回叶将混合物沿第一搅拌轴15-1推移到另一端,并在另一端处通过返回叶片推向第二搅拌轴15-2一端,并在另一端处通过返回叶片推向第二搅拌轴15-2一端,再沿第二搅拌轴15-2该端轴向推移至第二搅拌轴15-2的另一端,在拌缸1内形成“口”型循环,即轴向往复循环。搅拌叶片17具有安装角,沿第一搅拌轴15-1一端轴向推移至另一端的同时,还将部分混合料径向推至第二搅拌轴15-2,同理,第二搅拌轴15-2沿一端轴向推移至另一端的同时,还将部分混合料径向推至第一搅拌轴15-1,在拌缸1内形成径向往复循环。
在连续拌和的同时,激振器12通过振动电机10输入振动能量,并将能量传递给第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2、搅拌臂16、搅拌叶片17上,振动器3将振动直接传递到拌缸1上,在振动体13对第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2的振动能量传导下,使得第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2、搅拌臂16、搅拌叶片17边搅拌边振动,同时拌缸1也在振动器3的作用下振动,强化了搅拌效果,提高了沥青混合料微观匀质性及搅拌效率。
搅拌轴加热装置19内设置电磁感应加热线圈,通电后,第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2表面产生切割交变磁力线,第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2发生交变涡流效应,涡流使第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2的载流子高速无规则运动,载流子与原子互相碰撞、摩擦而产生大量热能,完成对第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2的快速加热,工作时电控系统24控制导热油加热装置25开始加热传热管2,从而对拌缸1进行加热,当混合物在拌缸1内完成搅拌后,电控系统24控制卸料门驱动机构28推动卸料门27进行卸料,在卸料门传感器26的信息反馈下,控制卸料门27完成半开、全开、关闭的动作。
考虑到沥青拌合站的实际情况,沥青拌合站振动拌和装置需要安装在整体沥青拌合站中才能正常运转,故沥青拌合站振动拌和装置的控制系统不再单独设立,而是集加装到沥青拌合站的现有系统中。加热温度在0℃~250℃的范围内,其精度为1℃;振动拌和模式在“搅拌”、“振动”、“搅拌+振动”三种模式内选择;当选取模式中涉及到“振动”时,在“轴振动”、“拌缸振动”“轴振动+拌缸振动”三种模式内选择。“轴振动”或“拌缸振动”的振动强度均在2g~15g的范围内可调,其精度为0.1g;振动频次在20HZ~50HZ的范围内可调,其精度为0.1HZ。
由于搅拌所需扭矩较大,布置单搅拌电机时,电机及传动系统体积过大,不利于实际应用,双搅拌电机时,能够缩小设备体积,分摊搅拌扭矩,提高工况系数,延长设备使用周期,使用双振动电机时,由于两者振动频率不同,错开频率后,提高振动拌和效果,同时避免有害的共振发生。
本实用新型的振动二次拌和,其搅拌效果,沥青对骨料的包裹度,均有大幅度提升,对于抱团、混合不均匀等有明显破碎,冲击,裹浆效果。普通的加热二次拌和,则没有此功能。
沥青拌合站振动拌和装置采用强制搅拌与振动强化相结合的实施方案,由于骨料界面是沥青混合物中最为薄弱的环节,振动搅拌的振动作用使混合料颗粒的运动速度增大,增加了有效碰撞次数,在碰撞过程中,沥青混合料中的细集料与填料在冲击碰撞下,“团粒”不断被撞碎,“聚团”现象明显减少,显著增强了骨料与沥青之间的界面粘结强度,改善了沥青混合物中最为薄弱的环节,提高了沥青混合物强度。
沥青拌合站振动拌和装置的操作方法,具体按照以下步骤进行:
步骤一、开启搅拌轴加热装置19、导热油加热装置25,对拌缸1及第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2进行加热,确保拌缸1内的温度与拌和温度相近,减少热料及热沥青进入拌缸1后温差对混合料性能的影响;
步骤二、拌缸1内的温度达到设定值时,开启搅拌电机7、振动电机10及振动器3,按照配比依次投料;第一搅拌轴15-1和第二搅拌轴15-2连续搅拌的同时,振动电机10带动激振器12工作,振动器3带动拌缸1振动,使物料得到充分拌和;
步骤三、卸料时,电控系统24控制卸料门驱动机构28推动卸料门27进行卸料,在卸料门传感器26的信息反馈下,控制卸料门27完成半开、全开、关闭的动作;进而控制卸料量,达到需要多少卸多少的目的,多余的混合料暂存在拌缸1内进入保温状态,待下一批次卸料。
其中,沥青混合料振动拌和装置的加热温度在0℃~250℃的范围内可调,其精度为1℃。
投料控制设置中的各个组分投料顺序及拌和时间可调;每锅次拌和时间可在0s~1000s的范围内可调,其精度为1s。
卸料控制设置的每锅卸料批次可在0次~20次的范围内可选,其精度为1次,且每次卸料量可在0m3~10m3的范围内可调,其精度为0.01m3。
实施例1
使用沥青拌合站振动拌和装置拌制某国道养护大修工程所用的厂拌热再生沥青混合料,沥青拌合站振动拌和装置进行沥青混合料振动拌和的拌制情况,并与非振动拌和(即常规拌和)试验段进行对比:
原材料的准备:路面施工所用的沥青、碎石、石屑等原材料在进场前先进行各种试验,各种材料的选用必须符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)和设计有关技术指标要求,不合格的材料坚决不用:
1)RAP材料:选用该大修国道铣刨回收沥青混合料,经破碎和筛分后分为16mm以上旧料和16mm以下旧料粗细两档,集料性质实验结果、RAP矿料级配均满足规范和工程施工要求;
2)沥青采用东明70#SBS改性沥青,经检测,选用的SBS改性沥青各项指标均满足规范和设计要求,根据新沥青与旧沥青调和后检测结果来看,旧沥青:新沥青的质量比为21.0:79.0或25.0:75.0时的沥青三大指标均满足要求,综合考虑沥青胶结料试验结果和经济性,确定选用旧沥青:新沥青的质量比为25:75进行混合料配合比设计;
3)粗、细集料采用当地就近采石场的石灰岩为粗集料,分别是1#13.2~19mm、2#4.75~13.2mm、3#2.36~4.75mm;细集料仍采用该采石场生产的4#0~2.36mm的石粉,各种集料料堆的筛分结果、粗集料质量指标检测结果、细集料质量指标检测结果均符合要求;
4)矿粉在当地就近选用,该矿粉采用石灰岩碱性石料磨细所得,经检测各项指标均满足规范和设计要求;
配合比组成设计:通过对厂拌热再生沥青混合料目标配合比及生产配合比设计及混合料级配调试和相关验证试验,最终确定16mm以上铣刨料,16mm以下铣刨料,1#仓:2#仓:3#仓:4#仓:5#仓:矿粉的质量比为9.0:16.0:21.0:17.0:13.0:9.0:12.0:3.0,沥青用量为沥青混合料质量分数4.3%,毛体积相对密度为2.472,空隙率为4.8%,实测理论相对密度为2.625;
全部的机械设备已进驻施工现场,并且全部均进行检修,各种设备均运转良好,能满足施工的要求,各施工人员已到位进驻施工现场,项目部也已对各种技术工人召开动员会及强化工程质量意识,并对设计规范的有关要求及试验段的有关技术指标进行了交底;
对比试验段拌和选用同一台间歇式沥青混合料拌和机,为保证对比试验有效性,在原设备上加装沥青拌合站振动拌和装置,进行了振动拌和改造,自由控制是否开启振动拌和,未开启时即为最初的常规拌和,采用大型运输车运至施工现场,用1台摊铺机进行摊铺,热接缝一次完成,厂拌热再生沥青混凝土下面层施工工序为:清扫路面——下封层施工——测量放样——沥青混合料拌和——沥青混合料运输和摊铺——碾压成型——检测——开放交通;
沥青混合料应对比试验路确定的生产配合比进行拌和,采用本实用新型装置改装后的强制间歇式大型沥青拌合站拌和,该拌和站具有全自动功能控制系统,整个控制过程全部在电脑上完成,可在屏幕上修改配比及全功能控制,对沥青混合料有自动二次筛分功能,级配、称量准确、性能稳定可靠,能保证沥青混合料的拌和质量,拌和机严格控制混合料的拌和时间,确保混合料的拌制均匀,保证振动拌和与非振动拌和均无花白料出现。
两种拌和均重点注意以下几点:
1)粗、细集料应分类堆放和供料,对每个材料的规格进行抽样试验,并经监理工程师批准,拌和应将集料充分地烘干,每种规格的集料和沥青都必须分别按要求的配合比进行配料。
2)拌和时必须准确掌握加热温度、掺配工艺和剂量,切实控制拌和温度。新集料与普通沥青混合料拌和情况相比,应提高10℃,加热温度范围为180℃~190℃;而旧料进入预热区通过热交换和预热升温融化,待新旧集料混合且热传递平衡后再加入新沥青拌和至颜色均匀一致后出料,出料温度原则上要求与普通热拌沥青混合料一致。
3)不同的掺配比例,废料不同的含水量,新料的加热温度、新旧料在拌和缸中的热传递拌和时间都不相同,拌缸温度控制在170℃。
4)热再生拌和设备应有可靠的加热装置和温度检测装置。在新加矿料、旧沥青干燥筒集料出口处、热集料仓及拌和机混合料出口处应设测温装置。测温装置精度应高于±5℃,称量设备的精度应高于±1%。
5)间歇式沥青混合料拌和楼在改装后用于拌制再生沥青混合料。拌和楼控制室要逐盘打印沥青及各种矿料的用量和拌和温度,并定期对拌和楼的计量和测温进行校核;没有材料用量和温度自动记录装置的拌和机不得使用。
6)沥青混合料的拌和时间经试拌确定,旧沥青混合料进入拌缸后,先和热的新集料拌和5-10s,然后加入新沥青,拌和30-45s,拌和时间以生产的沥青混合料拌和均匀,无花白料为准,根据试拌,总的拌和时间控制在55s。
7)所有过度加热的混合料,或已经炭化、起泡和含水的混合料都予以放弃。两种拌和以后的混合料感官上均是均匀的,无带有花白斑点现象。沥青混合料出厂时应逐车检测沥青混合料的重量和温度,记录出厂时间,签发运料单。
本次对比试验各现场铺筑500米,所用材料,所用拌和、摊铺、碾压设备,拌和机操作人员、现场施工人员均相同。摊铺完成后进行现场检测,测得数据,如表1-表2所示。
表1振动拌和与常规拌和的路面结构性能指标对比
表2振动拌和与常规拌和的混合料性能指标对比
测试项目 | 振动拌和 | 常规拌和(未振动) |
疲劳寿命/次 | 43085 | 29741 |
抗压回弹模量/MPa | 1862 | 1597 |
直接拉伸强度/MPa | 1.07 | 0.85 |
单轴抗压强度/MPa | 7.29 | 5.47 |
实施例2
步骤一、选取SK-70#重交通量沥青,同时加入5%SBS对沥青进行改性;粗集料采用的石料粒径为13.2mm~19mm,5mm~13.2mm,细集料采用玄武岩破碎制成的机制砂,填料为白云岩磨制的矿粉和325#水泥,纤维稳定剂采用颗粒状木质纤维添加剂;
步骤二、集料、填料、纤维稳定剂和沥青材料严格按生产配合比规定用量测定,并送进拌和机内进行拌和,出料温度在175℃~185℃,混合料拌和最高温度不得高于195℃,超过195℃时予以废弃,集料加热温度控制在190℃~200℃;填料和纤维稳定剂不加热;
步骤三、颗粒状木质纤维添加剂直接加入拌缸1,采用沥青拌合站已有的专用容器定量投入,利用粗集料拌和的撞击力将纤维打散,加入颗粒状木质纤维添加剂时增加干拌时间5s~10s;
步骤四、SMA沥青混合料按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)要求拌和以后,将拌制成品在12小时内摊铺完毕。
本次SMA混合料对比试验的拌和采用同一台间歇式沥青混合料拌和机进行制备产品,并对所制得的拌制成品在12小时内摊铺完毕,对比试验各现场铺筑500米,所用材料,所用拌和、摊铺、碾压设备,拌和机操作人员、现场施工人员均相同。摊铺完成后进行现场检测,测得如下数据,如表3-表5所示。
表3振动拌和与常规拌和的路面结构性能指标对比
表4振动拌和与常规拌和的混合料性能指标对比
测试项目 | 振动拌和 | 常规拌和(未振动) |
疲劳寿命/次 | 52079 | 31263 |
抗压回弹模量/MPa | 2362 | 2085 |
直接拉伸强度/MPa | 1.21 | 0.95 |
单轴抗压强度/MPa | 8.35 | 6.29 |
表5SMA-13沥青混合料试件振动拌和与常规拌和对比分析
分别对SMA-13沥青混合料常规拌和与振动拌和两种方式成型试件进行CT断层扫描,间隔5mm,获取各试件10张断面扫描切片,运用Image proplus软件进行对象特征即空隙率进行统计,将10张断面切片的空隙率取均值,得到试件的细观空隙率。
由表5和图8a和图8b可知,常规拌和的空隙率为8.8%,振动拌和的空隙率为4.42%,由此可以说明,本实用新型能够有效的降低SMA-13沥青混合料的空隙率。
Claims (7)
1.沥青拌合站振动拌和装置,其特征在于,包括机架(5),机架(5)上设有拌缸(1),振动器(3)设于拌缸(1)一侧筒壁的中心处,机架(5)通过减震装置(6)浮动连接至底架(29)上,拌缸(1)内部设有第一搅拌轴(15-1)和第二搅拌轴(15-2),振动电机(10)设于机架(5)一侧上,振动电机(10)与振动电机带轮(21)相连接,振动电机带轮(21)通过振动V带(22)与激振器带轮(23)相连,两个传动轴(11)的一端与两个激振器带轮(23)连接,另一端与振动体(13)固定连接,传动轴(11)穿设于激振器(12)的内部,第一搅拌轴(15-1)和第二搅拌轴(15-2)的一端与振动体(13)浮动连接,另一端通过轴承座Ⅰ(20)与两个行星减速机(9)的输出轴连接,行星减速机(9)通过搅拌V带(8)与搅拌电机(7)相连,搅拌电机(7)设于机架(5)上,两个行星减速机(9)通过减速机同步轴(30)相连接,搅拌轴加热装置(19)设于拌缸(1)外侧并与第一搅拌轴(15-1)和第二搅拌轴(15-2)接触,第一搅拌轴(15-1)和第二搅拌轴(15-2)交错均匀分布设有第一搅拌臂(16-1)和第二搅拌臂(16-2),第一搅拌臂(16-1)和第二搅拌臂(16-2)端部设有搅拌叶片(17)。
2.根据权利要求1所述的沥青拌合站振动拌和装置,其特征在于,所述拌缸(1)顶部设置有上盖(4),拌缸(1)筒体内侧设有两个轴端密封装置(14),第一搅拌轴(15-1)和第二搅拌轴(15-2)贯穿拌缸(1)、轴端密封装置(14),导热油加热装置(25)设于机架(5)上并与传热管(2)连接,传热管(2)固定设于拌缸(1)两侧筒壁,卸料门(27)设于拌缸(1)底部,卸料门(27)端部与卸料门传感器(26)、卸料门驱动机构(28)连接,卸料门传感器(26)、卸料门驱动机构(28)设于机架(5)上,卸料门传感器(26)、卸料门驱动机构(28)设于拌缸(1)上,卸料门传感器(26)由传感器Ⅰ(26-1)、传感器Ⅱ(26-2)、传感器Ⅲ(26-3)组成,传感器Ⅰ(26-1)、传感器Ⅱ(26-2)、传感器Ⅲ(26-3)的安装位置分别对应卸料门(27)关闭、半开、全开的位置,耐磨衬板(18)设于拌缸(1)内侧,电控系统(24)设于拌缸(1)侧壁。
3.根据权利要求2所述的沥青拌合站振动拌和装置,其特征在于,所述电控系统(24)由整机电锁按钮(24-1)、搅拌启动按钮(24-2)、搅拌控制系统(24-3)、搅拌停止按钮(24-4)、加热启动按钮(24-5)、加热控制系统(24-6)、加热停止按钮(24-7)、温度调节器(24-8)、油温指示器(24-9)、急停开关(24-10)组成,电源与所述电控系统(24)电连接。
4.根据权利要求3所述的沥青拌合站振动拌和装置,其特征在于,所述急停开关(24-10)与电控系统(24)中的除急停开关(24-10)外的其他部件相连接,搅拌启动按钮(24-2)、搅拌控制系统(24-3)、搅拌停止按钮(24-4)通过变频器分别均与搅拌电机(7)、振动电机(10)、振动器(3)电连接,搅拌停止按钮(24-4)通过变频器分别与卸料门传感器(26)和卸料门驱动机构(28)电连接,加热启动按钮(24-5)、加热控制系统(24-6)、加热停止按钮(24-7)、温度调节器(24-8)、油温指示器(24-9)均与导热油加热装置(25)电连接。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的沥青拌合站振动拌和装置,其特征在于,所述搅拌叶片(17)与第一搅拌轴(15-1)和第二搅拌轴(15-2)呈35°~55°夹角。
6.根据权利要求1所述的沥青拌合站振动拌和装置,其特征在于,所述振动体(13)偏心量为0.5mm~3mm。
7.根据权利要求1所述的沥青拌合站振动拌和装置,其特征在于,所述搅拌叶片(17)由端叶片、搅拌叶和返回叶组成,返回叶的安装方向与端叶片、搅拌叶片方向相反,端叶片紧贴拌缸(1)的内壁。
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