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RAP破碎篩分瀝青路面材料再生關鍵技術

RAP的變異性是影響拌熱再生瀝青混合料中回收料添加比例,新瀝青、新集料和再生劑的添加量以及再生瀝青混合料的生產質量及穩定性的重要因素,需要通過對RAP的二次破碎、合理的篩分及存儲等措施減小其影響。

1、回收RAP的方法

回收RAP的常用方法有兩種:一是采用翻松設備對舊路面進行翻松;二是采用銑刨機進行冷銑刨。


機械翻松的回收方式

我國的瀝青路面面層一般為兩層或三層,舊路翻松破碎方法會將三層混合料混在一起回收,很難分層處理。因此,這種回收方式不利于混合料再生,使用范圍受到限制,再生前必須使用破碎篩分設備對材料進行預處理。


銑刨機進行冷銑刨的方式

采用銑刨機銑刨回收RAP的這種方法的主要優點是銑刨后的瀝青混合料一情況下不需要二次破碎;其缺點主要是銑刨過程中會增加細集料的含量。如果不能做到分層銑刨的情況下也需要采用破碎篩分設備對銑刨料進行預處理。

2 常見的破碎設備技術問題

觀察行業內使用的RAP破碎篩分設備,主要還是平移或者直接采用礦石破碎機技術對RAP進行破碎。常見的方式有:錘式破碎機、反擊式破碎機、顎式破碎機、輥式破碎機。

錘式破碎機是在其傳動軸上按一定間隔安裝若干個重錘,傳動軸轉動帶動重錘轉動產生的沖擊力將尺寸超限的RAP擊碎,符合尺寸要求的RAP則會從重錘的間隙中通過。反擊破碎機和錘式破碎機最大的優點是通過參數調整可以將尺寸超限的RAP擊散,但是由于轉子轉速較高,往往比較容易打碎石子破壞原有級配,同時由于轉速過高對機械傳動以及耐磨件的技術要求比較高,后期維護使用成本比較高(如圖3)。鱷式破碎機由于采用擠壓式破碎原理,不適合對混合料的破碎加工處理。


反擊式破碎機原理圖

輥式破碎機的工作原理是靠轉動的輥子(如圖4),將進入破碎機的材料通過輥子之間的摩擦力帶入破碎腔,隨著帶入的深度越深,輥子之間的距離越小,從而達到破碎目的。破碎完的物料從底部排出。輥子的破碎過程主要是靠擠壓作用和剪切作用,此方式最適合RAP物料的特性,不容易破壞物料的級配。且現場工作過程中幾乎無粉塵產生,輥子轉速較低,有效的減少齒的磨損。


單浮動雙輥式破碎機破碎原理圖

由以上幾種破碎機的工作原理可以看出,由于輥式破碎機轉速較低,則對RAP級配破壞程度較低,同時同樣是由于轉速低的緣故,破碎過程中粉塵產生較少,設備磨損較慢,使用與維護成本比其他幾種要低,故這種破碎方式非常適合RAP的破碎。

福建鐵拓機械有限公司結合多年來RAP再生設備的設計經驗,同時上面提到的輥式破碎機的這一特點研發出專門針對RAP材料的破碎機。為了滿足不同工況對RAP破碎的不同需求,鐵拓機械為此開發了兩級破碎設備,一級為單輥式,二級為雙輥式。其中單輥破碎機非常適合破碎機械翻挖方式回收回來的超大塊RAP材料。雙輥式破碎機適合破碎銑刨機方式回收回來的或者經過一級破碎機處理過的小塊RAP材料。

單輥式破碎機上面的主要耐磨件采用銑刨機的標準刀頭,耐磨性好,更換方便。破碎主機后擋板設置有彈簧張緊裝置,遇到無法破碎堅硬物料,擋板自動彈開有效防止電機過載或機械損壞(如圖5)。其較適合通過機械翻挖的方式獲取的超大快的RAP,故常被當做一級破碎機。

單輥式破碎機還配備遠程控制盒,可遠程控制單輥式一級破碎機主軸起停以及液壓推料裝置的運動(如圖6)。


RAP單輥式破碎機內部


RAP單輥式破碎機整機


雙輥式破碎機設有兩套破碎輥,其上面的破碎齒彼此交叉布置(如圖7),其中一個破碎輥支撐機架上面設有彈簧張緊裝置,兩臺減速電機獨立驅動,功率充足。

通過調整彈簧張緊裝置可實現破碎輥之間的間隙調節,從而來實現破碎后物料粒徑與產量的調整。此間隙可根據實際廢舊瀝青混合料粒徑大小靈活調節。同時此功能可防止超硬異物進入破碎機造成的瞬間設備損壞。

此種對輥式破碎機與普通反擊式破碎機相比,對可有效減少RAP中骨料集配被破壞的程度。減少成品中細料的含量,由于轉速比反擊式低很多,故磨損小,易損件使用壽命長。


RAP單浮動雙輥式破碎機

3 篩分設備工作原理與技術問題

從理論而言,若舊料篩分的規格越多原材料粒徑范圍較窄,供料過程中RAP發生離析和變異性的程度相對降低。建議篩孔選擇如下:將級配范圍篩分為4~5種規格,4.75mm以下、9.5~4.75mm、13.2~9.5mm、13.2~19.0mm、19.0mm以上的材料。4.75mm以下的RAP材料瀝青含量較高,粉料含量高,骨料含量低,再生價值最高,對再生混合料的級配影響很大。

常見的RAP篩分設備一般都采用直線篩的方式,且振動頻率一般不超過25Hz,但是試驗發現現有的篩分技術對于粒徑小于10mm的RAP來說由于振動頻率較低,骨料穿過網孔時動能較小,與網絲在垂直于篩面方向的相對速度較低,摩擦力較小,故RAP表面的瀝青極易粘附在網絲上面,導致網孔逐漸變小,篩分效率降低。針對客戶發現并提出的這一問題,鐵拓機械設計了高頻振動篩,通過提高篩分時的振動頻率盡量減少細集料粘附網絲的問題,目前已經銷售出近十套,經過幾個工地的試驗,使用振網篩的原理提高振動頻率,再結合防堵孔篩網技術,可以解決這一行業難題(如圖8)。


振網篩結構

目前鐵拓機械設計的高頻振動篩頻率近50Hz,且采用進口振動電機驅動,免維護設計,可設置單層(或多層)篩網,篩網采用彈簧拉緊方式,方便維修更換。此結構為高頻振網篩,工作時其篩體不振動,僅篩網振動。


4 結語

(1)RAP的變異性是影響拌熱再生瀝青混合料中回收料添加比例,新瀝青、新集料和再生劑的添加量以及再生瀝青混合料的生產質量及穩定性的重要因素,需要通過對RAP的二次破碎、合理的篩分及存儲等措施減小其影響。

(2)輥式破碎機主軸轉速較低,對RAP級配破壞程度較低,同時同樣是由于轉速低的緣故,破碎過程中粉塵產生較少,設備磨損較慢,使用與維護成本比反擊式、錘式以及顎式破碎機要低,故這種破碎方式非常適合對塊狀或團狀RAP進行破碎。

(3)提高篩網的振動頻率可加大篩網與物料在垂直于篩面方向上的相對速度,加大兩者之間的沖擊力,減少RAP表面瀝青粘附篩網的程度,再配合防堵孔篩網技術則可解決RAP細集料篩分困難的技術難題。

總之,就目前國內路面廢舊材料回收利用技術的現狀而言,對于有RAP高參比再生技術要求的工程項目,必須配套合適的破碎篩分設備才可保證施工質量。

鐵拓機械結合多年來RAP再生設備的設計經驗所開發的一級為單輥式、二級為雙輥式破碎機和與之配套的高頻振網篩經過多個客戶長時間運轉證明此套技術非常適用于高參比RAP混合料的材料預處理工藝環節。



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