沥青搅拌设备经过几十年特别是近十年的发展,其功能变得更加多样,包括固定式、移动式、连续式、间歇式、冷再生、热再生等。
1.1固定式搅拌设备与移动式搅拌设备的选择
移动式沥青搅拌设备具有产量较小、结构紧凑、转场方便、占用场地小等特点,特别适合工程量不大、施工地点不固定或者需要频繁转移施工地点的工程。而固定式沥青搅拌设备则具有产量较大、结构功能完备、布局合理、占用场地较大等特点,适合施工地点固定、工程量大、设备产量要求大的工程。对于高等级公路的快速养护修复,可采用小型移动式沥青搅拌设备。
1.2连续式搅拌设备与间歇式搅拌设备的选择
道路施工规范及搅拌设备相关标准(GB/T17808)对采取连续式搅拌设备和间歇式搅拌设备未做强制规定。连续式沥青搅拌设备采用连续式计量、连续式拌合出料,其显著特点是设备结构简单、部件数量相对较少、设备安装高度低、装机功率小等。而间歇式沥青搅拌设备采用分批称量、分批混合搅拌的方式,其特点是结构部件完整、部件数量多、设备安装高度一般较高、装机功率较大等。虽然两种形式的搅拌设备均能满足功能要求,但在选择上还要进行一定的考量。
(1)由于连续式与间歇式搅拌设备计量拌合方式的不同,连续式搅拌设备更适合某一种混合料的大批量连续生产,而间歇式搅拌设备在调整级配方面有着更大的灵活性。
(2)连续式搅拌设备的计量位于骨料配料器处,需要通过电子皮带秤连续计量供应粗细料,因此连续式设备要求粗细集料来源稳定,集料的规格分类、含水率、粉尘率稳定。而间歇式搅拌设备的计量位于拌合主楼,计量的骨料经过粗计量、烘干加热和筛分,计量时材料质量已很稳定,因此对粗细集料的供应要求不太严格。当然,集料规格分类较差的集料会造成间歇式设备产量及效率下降,能耗上升。
(3)连续式搅拌设备施工时,各种拌合材料按级配在不同添加区域进入搅拌。要求每种材料的供应必须连续不中断,任何的供应中断或者供应不稳定都会造成设备中止或者级配不稳,设备面临重新调整。而间歇式搅拌设备则可以在某种材料缺料或中断时进行称量等待,而整机不停机。因此当原材料供应稳定时可选用连续式搅拌设备,否则只能选择间歇式搅拌设备。
(4)结构方面,连续式搅拌设备主机无热骨料提升机和振动筛分装置,不配置单独的搅拌系统,其结构相对于间歇式搅拌设备更简单,部件系统少,安装维护方便。
(5)搅拌站所处区域是否限制有较高建筑物,如果对搅拌设备的整机有高度限制时,采用高度较低的连续式搅拌设备能够满足功能要求。当然,间歇式设备采用较低高度时,需对整个设备进行较大的结构改动,与市场流行的间歇式搅拌设备有较大区别。
(6)由于连续式与间歇式沥青搅拌设备的拌合过程有着明显的区别,其对拌合过程的质量控制方式也不同,因此,选择哪种拌合方式主要取决于业主是否认可并接受连续式沥青搅拌相关施工工艺及质量标准。
1.3再生系统的选择
随着整个行业对旧沥青再生的普遍认可和国家对于降碳减排的要求,旧沥青路面的再生,特别是场拌再生已越来越成为沥青搅拌设备的标准配置。在选择再生系统时,应考虑以下问题:设备现在或未来是否会用于路面养护施工,或者是否会使用部分旧沥青材料作为骨料,如是则需配置再生系统。
从目前各地布设搅拌站的规划来看,未来每一台搅拌站将辐射一定区域,并且要负责区域内的道路养护、新路建设、旧料回收使用等施工。因此,考虑搅拌设备功能的完整性、环保性,并能适应更多路面施工要求,未来再生功能是搅拌设备必不可少的基本功能。
目前,常见的旧沥青路面再生方式主要包括就地冷再生、就地热再生、厂拌冷再生、厂拌常温再生、厂拌热再生以及双滚筒热再生等。而沥青搅拌设备能够配置的再生系统主要有厂拌常温再生、厂拌热再生及双滚筒热再生等。
配置常温再生系统时,再生料RAP不必加热,通过再生料计量后直接添加至搅拌锅混合搅拌,其加热通过热骨料传导加热。由于传热效率低,通常旧沥青料的掺配率不超过15%。如果增加掺配率,则新骨料的加热温度要求越高,应相应提高热沥青及布袋的耐温性能。配置常温再生时,设备结构简单,无需配置旧料加热滚筒,设备采购成本及运行成本增加不大。
配置厂拌热再生时,需配置单独的旧沥青料烘干加热滚筒,加热后的旧料经称量后进入搅拌锅内参与拌合。由于配置独立烘干滚筒,旧沥青料的掺配率一般较大。配置顺流式加热再生滚筒的再生设备,掺配率通常为30%左右,但不超过50%。如果配置带保护装置的逆流式再生滚筒,则旧沥青料的掺配率可达60%以上,大的化可达80%以上。具体的掺配比例应结合工况及路面级配要求确定。
采用热再生系统的沥青搅拌设备,其产品结构相对复杂,设备的采购成本及运行成本有一定增加。
目前,市场上比较认可的连续式沥青搅拌设备多采用双滚筒式,双滚筒兼具有骨料烘干、旧料加热及混合搅拌功能,因此连续式双滚筒设备自身即具有热再生功能。采用双滚筒连续式搅拌设备,可单独进行新骨料拌合,也可进行旧料青料再生拌合。由于双滚筒采用热传导加热旧沥青料,因此其掺配率通常为30%左右,一般不超过50%。
为提高旧沥青料的掺加量,简化热再生结构并减少能源消耗量,目前市场上已有使用双滚筒代替新骨料烘干筒和再生烘干筒的厂拌热再生结构。这种设备的再生掺配率不超过50%,当掺配率不超过25%时,骨料不经过振动筛而允许直接进入热料仓,设备操作简单,维护运行成本低。
1.4产量的选择
沥青搅拌设备的产量影响着其各总成结构尺寸和装机功率。在选择搅拌设备产量时,应综合考虑其辐射区域、施工产量要求、工程量及年施工日期等,同时结合业主的投资要求、电力供应、燃料供应和能耗目标等因素进行合理选择。