RAP冷投热拌系统设计与应用

RAP冷投热拌系统设计与应用

吕荣海

安徽省公路桥梁工程有限公司 安徽 合肥 230051

摘要：RAP料的合理利用是发展的必然，RAP冷投热拌系统对传统沥青站合理设计应用实现精确添加RAP料，创造良好经济效益，带来环保效益，赢得社会效益。

关键词：RAP料；冷投系统；沥青站；配比；设计与应用

1 前言

截至2019年，我国公路总里程已达491.75万公里、高速公路达14.26万公里，居世界第一。其中我国公路路面结构类型80%为沥青混凝土路面。需养护公路里程475.78万公里，占公路总里程98.2%。我国将成为世界最大沥青路面再生材料利用市场。据不完全统计,全国每年沥青路面大中修铣刨铲除废旧沥青混合料高达数千万吨 ,现已超过2亿吨。公司集结专业人员对传统沥青站的结构和控制系统定向匹配设计改造，通过改造后普通沥青站，无需采购热再生添加系统，较低的时间和建设成本投入，就可具有选择RAP料精确添加功能。这一研究成果具有较大潜在市场需求，为市场上大量没有配备再生系统的沥青站高效合理应用RAP料提供可能，为提高RAP料利用率助力再生料利用率达标做出有效补充。

2 适用范围和设计原理

冷投热拌系统适用于无热再生系统的传统沥青拌合站中进行有选择沥青混合料回收料的再生应用，通常用于RAP铣刨料掺加比例10%-15%的二级以上公路沥青中下面层施工，同时适用于二级以下等级沥青路面各层次施工。

该系统通过增设一套旧料输送系统，包括冷料仓、皮带输送带、骨提、高精度电子计量秤等，旧料称量仓直接与拌合站拌锅相连，通过与拌合站主机计量控制系统的信号对接，将外添加系统计量程序与主机计量程序相结合，实现外添加系统与拌合站同步计量、同步生产的功能。

对旧料进行分档筛分，主要取经济价值较高的0~5mm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。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。根据旧料存放点室外温度、湿度，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。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，旧料与热料仓中的新集料同步投放。

3功能实现与实际应用

3.1传统沥青站冷投系统匹配性设计改造

主要改造传统沥青拌和站系统中PLC程序和人机界面重新设计修改，实现和其他物料同步自动全过程计量和添加，在铣刨料进料端和出料端采用高精度变频器无极变速控制有效保证了料量全程可控，RAP秤选用和矿粉、沥青秤同样精度和灵敏度传感器，以保证添加配比。该系统结构简单，投入成本少，配置方便，改造占地面积较小，改造时间短，对原设备没有结构性改变。改造后和原系统有较好兼容性匹配性，实现了传统沥青站的冷投热拌工艺。

该设计主要针对精确添加0-5mmRAP细集料作出改进，包括沥青站计量系统和外参RAP生产系统，外参RAP生产系统包括自动同步添加控制系统、高精度自动计量系统、RAP存储仓、变频控制无极调速进料系统、物料提升机、物料过渡仓、进秤螺旋、物料秤、变频控制无极调速RAP卸料系统、拌锅可调节排烟气系统。沥青站计量系统包括原沥青计量、粉料计量、骨料计量系统等。RAP生产系统自动同步添加控制系统包括PLC计量与控制模块、人机界面互动前台控制。

3.2RAP（0-5mm）铣刨料级配（燃烧后）和油石比

表1 旧料0~5mm细集料抽提筛分试验结果

3.3合成级配

级配合成依据最新料源筛分数据，结合RAP（0-5mm）铣刨料筛分平均值进行合成。EXCEL表格中输入级配数据后以铣刨料掺量为变量进行配合比调试，1-2料、瓜子片以及矿粉掺量比例基本保持不变，最终得出五种级配。

3.4试配、试拌与检测

由于合成过程中加入的铣刨料为燃烧后去除表层沥青的级配，实际掺加的RAP铣刨料为沥青混合料，故图示中数字代表实际RAP（0-5mm）铣刨料的掺加量。实际沥青掺量为理论掺量减去每锅RAP（0-5mm）铣刨料中的沥青含量。室内试验中所有程序与注意事项均按照施工层规范与设计文件要求进行。

3.5冷投热拌再生技术的沥青混合料摊铺

现场摊铺作业时采用两台摊铺机双机阶梯连铺的施工方法。施工过程中对两台摊铺机搭接处进行检查，摊铺机前后速度保持一致。

摊铺前先将熨平板温度预热至100℃以上，摊铺机夯锤频率应与其行驶速度相匹配，摊铺面应确保平整密实无刮痕。

摊铺机螺旋布料器应均匀转动，严禁因螺旋布料器覆盖不够导致温度离析；严禁两台摊铺机间距过长导致温度离析；摊铺中严格控制前进速度，行走速度约2m/min，摊铺机低速行驶以达到搅龙二次拌和铣刨料的效果；沥青混合料到达摊铺现场的温度为170℃-175℃，摊铺温度不得低于150℃。

3.6冷投热拌再生技术的沥青混合料碾压

初压：摊铺15m后压路机开始碾压，双钢轮紧跟摊铺机从中间位置向路缘带采取去静回振的方式碾压一遍，重叠1/3轮宽，碾压速度2-3km/h。两台压路机碾压区域中间连接部位要形成重叠碾压。

复压：复压采用四台胶轮压路机进行，其中双钢轮后跟随两台轮胎压路机，后两台压路机紧随，形成阶梯碾压，每台压路机压实不少于3遍，碾压速度3-5km/h。

终压：采用1台双钢轮压路机待温度降至125℃以下后静压两遍进行收光，直至消除轮迹，碾压速度控制在3-6km/h。

胶轮揉搓复压对沥青压实度起关键作用，增加胶轮压路机碾压遍数至4遍以促使RAP（0-5mm）铣刨料在施工层沥青混合料中的反应。

压路机不得在未碾压成型的路段上转向、调头或停车等候，振动压路机在已成型的路面上行使时应关闭振动。

4效益分析

根据淮北237项目、淮北344项目和汤池大道项目实际综合分析，生产1吨沥青混合料使用0-4mmRAP铣刨料约100公斤，该铣刨料购买成本（含运费）约180元/吨，100公斤约18元；石屑成本（含运费）约100元/吨，100公斤约10元，该项成本增加约8元。生产1吨沥青混合料节约油石比约1%个点，约10公斤沥青，按市场重交沥青价格约3500元/吨计，节约：10*3.5=35元；通过以上两项成本分析，生产一吨沥青混合料节约成本为：35-8=27元。按我公司年均沥青混合料生产量约100万吨计，可节省成本约：27*100=2700万元。

5结语

我们推出的外参RAP料系统方案正式基于路面热再生技术，且为路面热再生技术推广应用于没有配套设施的沥青站提供技术和理论支撑，我国现存沥青站70%以上都是没有加装配套热再生系统的普通站，而我公司推出外参RAP料添加系统，加装简单，成本低，易于实现RAP料在传统沥青站精确添加功能。只有通过我们积极努力推进将走向更广阔的市场。

参考文献

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