沥青路面施工工艺及设备简介

一、沥青混合料拌和设备及工艺1、拌和楼的功能粗、细集料的给料、输送、烘干加热、筛分、精确配料沥青的加热、保温、输送与计量填料的输送与计量拌和2、拌和楼的分类1）按工艺间歇式（循环式）连续式（滚筒式）2）按生产能力小型机：额定生产率小于60t/h中型机：额定生产率70~140t/h大型机：额定生产率大于150t/h3）按机动性固定式半固定式移动式3、间歇式拌和楼的系统构成1）集料输送系统①冷料的储存堆场式（靠装载机辅助进料）筒仓式（通过皮带运输机送料）占地小、少污染②配料装置配料斗及机架：注意料斗的排列顺序、料斗的进口尺寸、高度应与进料方式匹配，料斗的出口尺寸应与皮带机宽度相适应。机架的安装应保证足够的精度与刚度③给料装置皮带式（无级调速）电磁振动式（精度难于控制，且较适应于干燥集料）④输送装置皮带机2）集料烘干、加热系统①烘干滚筒驱动方式：齿轮式、链轮式、摩擦式。大型拌和楼一般采用摩擦式，具有运转平稳、噪声小、可封闭、磨损小、安全的特点。安装时倾角为5~8度基本要求：集料在烘干筒内均匀、分散，并滞留足够的时间；直接与燃气接触，充分吸收其热能；具有足够大的空间，不致使内部空气受热膨胀后压力过大，造成粉尘逸散。构造：受料区：约为筒径的0.5~0.8倍加热区：集料做螺旋运动被提升至顶部时，在自重作用下坠落，形成料帘，与火焰接触，充分地进行热交换。排料区：约为筒径的0.4~0.5倍烘干滚筒的生产能力与几何尺寸及转速的关系拌和设备生产能力（t/h）烘干滚筒直径（mm）烘干滚筒长度（mm）烘干滚筒转速（r/min）30~401300450010~1145~601400~15006000~65009~9.460~80160070007.5~8.590~120200075006.8~7120~160200080006~6.4180~2402600~28009000~100005~5.3②加热装置燃料的选择：气体燃料（天然气）、液体燃料（柴油、重油）、固体燃料（煤），目前进口拌和楼均采用燃烧柴油及重油的方式，国内某些地方，主要是小型拌和楼有的采用烧煤的方式是不可取的，用煤做燃料主要存在的问题是热值低、火焰不稳定、温度难于控制、产生的粉煤灰将给沥青混合料性能带来不利影响燃烧器的选择：低压空气雾化式燃烧器油压雾化式燃烧器混合雾化式燃烧器3）热矿料提升机链斗提升机（封闭保温、防倒转）4）热集料筛分装置（振动筛）筛板数量及筛孔尺寸的确定:筛板数量宜根据集料的分级进行确定，通常情况下，对于公称粒径在20mm以下的沥青混合料可以将筛板设置为4~5个，公称粒径在20mm以上时（含20mm）可以将筛板设置为5~6个，同时筛板设置的数量应与热料仓的数量一致，尽可能不要空置。筛板孔径的选择通常情况下比标准筛相应筛孔大2~3mm，过大时将造成过多较粗的颗粒进入小一级的热料仓中，过小则降低筛分效率，导致过多的细颗粒残留于大一级的热料仓中。总之筛板孔径应合适，过大过小均容易使热料仓级配受冷料波动影响增大，致使混合料合成级配失控。5）热料的储存与计量装置①热料仓：热料仓上部设有溢料口与溢料管道相通，下部设有由电磁阀控制的放料门，同时为了即时监测各料仓的存料情况，料仓内通常安装有上下料位或下料位指示装置，以便控制室操作人员即时对冷料配比进行调整。②计量装置：包括料斗与电子秤，料斗容量应与拌缸容量一致，料斗位于热料仓下方，通过四个拉力式电子传感器（电子秤）悬挂在机架上。最终配合比的准确性与电子秤精度及各料仓电磁阀的启闭动作时间有密切的关系。6）填料的供给与计量装置①矿粉储存装置：矿粉罐通常采用筒仓，矿粉进入筒仓时可采用气力输送及斗式提升机方式，矿粉罐内通常设有矿粉疏松装置及料位探测装置，防止矿粉结拱及短料或溢料。矿粉罐顶部应采取防水措施并设置气压安全阀。②矿粉输送装置：矿粉输送可采用螺旋输送器或风力输送方式，若在矿粉中需掺入水泥时，宜采用风力输送方式，以便将矿粉与水泥充分地混匀。③矿粉计量装置矿粉计量装置由料斗及电子秤组成，料斗通过电子秤固定在机架上拌缸上方。料斗应有严密的密封性，防止矿粉渗漏，料斗容量通常为拌缸容量的20%。7）沥青供给系统沥青供给系统主要由沥青罐、沥青泵、计量装置、喷射装置及连接管路与阀门组成。8）拌缸拌缸是将经过计量的各种材料均匀的拌和成满足技术要求的成品混合料的装置，采用强制搅拌方式。拌和过程中的投料顺序应与室内试验时的顺序一致，即：石料+（纤维）+沥青+矿粉，纯拌和时间为35~45s，生产周期为45~60s。拌缸的有效容积通常为标称容积的40~60%，最大不超过70%。可据此计算拌和楼的生产能力。9）集尘装置（除尘装置）沥青混合料在烘干、筛分、计量及拌和过程中均会产生大量粉尘及废气，一方面造成环境污染，另一方面粗细集料中存在的非矿质粉尘也将对沥青混合料路用性能带来不利的影响。因此集尘（除尘）是必须的。除尘器的分类：干式除尘器、湿式除尘器、布袋式除尘器一级除尘：旋风除尘器（干式除尘器）二级除尘：湿式除尘器（水浴式、喷淋式、文丘里式）从环保的角度出发，以布袋式除尘器效果最佳。10）成品料储仓成品料储仓应备有保温装置及防离析装置。11）拌和楼计算机控制系统基本要求：实时性、可靠性、安全性、经济性、操作性①冷料配料控制系统通过计算机指令改变皮带机电压，调节电机转速及皮带的运行速度，从而达到控制进料速度的目的。②烘干滚筒燃烧器控制系统控制目标：粒料温度及其稳定性控制信号输出：点火、升温、降温信号输入：火焰状态、排风机、滚筒状态、油门上限、油门下限粒料温度采集由红外温度传感器执行，事先应经过标定。红外温度传感器必须与温度控制器配套，即线性的红外测温仪配线性温度控制器，非线性红外测温仪配非线性温度控制器。③计量、拌和控制系统计量系统由重力传感器、电子秤处理单元及称量显示仪表组成，计量精度关键取决于线性放大器的线性是否稳定、温度漂移是否足够小。称量拌和控制系统包括配方的输入、称量、拌和、放料等步骤的过程控制，通过可编程控制器或工业控制机或计算机监控系统对过程进行动态监视。④导热油加热装置控制系统导热油加热器关键控制部分是燃烧器的自动控制，其过程包括：清吹、点火、检测、风门大小调整、高低火转换、故障关闭、锁定报警等。燃烧器停止工作可能有如下原因电源故障油温超限或高温仪表故障油位过低即导热油太少油压高限（管路阻塞、错误关闭阀门）油压低限（油泵缺陷、管路泄露）光电眼故障（光电眼安装位置不当或损坏，未观测到火焰）⑤拌和装置控制系统拌和装置控制系统控制的主要目标是各种材料及温度的计量控制精度，控制的输入、输出信号主要来自拌和楼、成品料提升机、主燃烧器、滚筒等。系统主要由工业控制计算机系统、管理计算机组成。⑥成品料仓控制系统主要控制小车电机及位置二、沥青混合料摊铺设备及工艺1、沥青混合料摊铺机的分类按行走方式：轮胎式、履带式按传动系传动形式：机械传动、液压机械传动、液压传动按熨平板的加宽方式：液压无级伸缩式、机械有级加宽式按振捣装置：单振捣梁、双振捣梁2、摊铺机工作装置：摊铺机工作装置主要由推辊、料斗、刮板输送机及供料闸门、螺旋布料器、振动梁及熨平装置以及相关的夜压操作回路组成3、沥青混合料摊铺工艺1）摊铺机参数选择与调整摊铺机的参数包括结构参数与运行参数两大部分①结构参数的调整★熨平板宽度调整对于机械加长式熨平装置最大宽度一般不超过12.5m对于液压无级伸缩式熨平装置最大宽度不超过9m调整熨平板宽度的过程中应对螺旋布料器、振动梁宽度进行调整并检查熨平板的平直度与整体刚度★熨平板拱度调整：调整时应注意熨平板两端的挠度变形★摊铺厚度的确定与熨平板初始工作迎角的调整：通过试铺确定，确定后不得随意变化，否则将影响平整度★熨平板前缘与螺旋分料器距离的调整：此距离的大小将引起熨平板前缘堆料高度的变化及螺旋分料器混合料压力的变化，从而影响熨平板工作迎角的变化，影响平整度。通常情况下将距离调至中间位置★螺旋分料器离地高度调整：与摊铺厚度有关，一般情况下为10~12cm★振动梁振幅及频率的调整：振幅调整分为有级调整与无级调整，调整范围一般在4~12mm之间，调整原则为大幅低频、小幅高频；厚度越厚，振幅越大；厚度越薄，振幅越小。★熨平板前刮料板高度的调整：摊铺厚度小于10mm，刮料板底刃高出熨平板前缘130~150mm，对于液压伸缩熨平板，高度应适当降低；厚度或粒径增加，高度增加；反之则减小。②摊铺机行进速度的确定V=100Q×C／（60b×h×γ）V：摊铺机行进速度(m/min)Q：混合料供给能力(t/h)b：摊铺宽度(m)h；压实后的混合料厚度(cm)γ：压实后混合料毛体积密度(t/m3)C：摊铺机效率系数，一般取0.9一般情况下摊铺厚度大，行进速度快；摊铺厚度小，行进速度慢2）摊铺机的自动找平系统①熨平板的浮动原理或自调平特性熨平板通过左右牵引大臂，借助液压油缸铰接在主机架两侧，构成悬挂装置，浮动在沥青混合料上，通过多次摊铺可逐步消除原路面的不平整性，称为熨平板的自调平特性。②自动找平系统分类：按工作原理：★开关调节式：系统只有“开”、“关”两种状态，从而执行恒速调节或不调节，这类装置成本低、可靠性高、精度差。★全比例调节式：系统调节作用的强弱随传感器误差信号的大小成比例变化，静态精度高、结构复杂、价格昂贵。★比例脉冲式：综合了上述两种方式的特点，克服了各自的缺点。将调节过程按误差大小分为死区、脉冲调节区及慢速调节区。按自动找平方式：★挂线控制找平：按高程精确控制，适应于基面平整度较差的摊铺作业。★机械式浮动梁找平：机械式浮动找平梁是一种随摊铺机一起运动的基准，根据较大范围内多点高度的平均值来控制摊铺厚度，适应于高程已精确校正的基面。★声纳非接触式平衡梁（SAS系统）找平：通过平衡杆上的多个声纳追踪器，以基面为参照系，通过高频脉冲精确测量距离平均值，指示液压浮动装置控制熨平板高度从而控制摊铺厚度，精度高。★RSS非接触式激光扫描自动找平系统利用装于熨平板上方的激光扫描仪对摊铺机前方较大范围进行扫描，数据经过计算机及专用程序处理后，测得相对高程，指示液压系统对熨平板进行调整3）摊铺作业质量缺陷可能的原因分析①裂纹：填料过多、温度过低、刮料板安装不当、摊铺机起步过急。②拉沟：沥青用量过低、摊铺厚度太薄、刮料板安装不当、振动梁与熨平板相互位置调整不当、温度过低、振动梁或熨平板底部不洁净。③波浪：供料系统供料速度不稳定、摊铺机行进速度不均匀、行走装置打滑、熨平板工作迎角调整过量、各部分驱动链条松紧度不当、自动找平装置中挂线出现挠度。④离析：受料斗翼板积料过多、受料斗翼板翻动过速、螺旋分料器与熨平板安装不协调。三、沥青混合料压实设备及工艺1、压路机的分类：压路机的分类方式很多，用于沥青路面施工的压路机包括双钢轮振动压路机、轮胎压路机、光轮压路机2、压路机工作原理:钢轮压路机：借助于重力（或重力+激振力）使沥青混合料颗粒产生位移、从而排列更加紧密，达到稳定、密实的目的。轮胎压路机：通过重力及轮胎橡胶对集料颗粒的搓揉力使沥青混合料颗粒产生位移、从而排列更加紧密，达到稳定、密实的目的。3、压路机工作参数选择:轮胎压路机：净重钢轮压路机：净重+激振力、振幅、频率压路机行进速度：4、压实工艺组合:①型号组合②数量组合③顺序及遍数组合