厂拌冷再生泡沫沥青混合料生产系统

摘要

本发明公开了一种厂拌冷再生泡沫沥青混合料生产系统，涉及道路铺设装置技术领域。本发明包括稳定土厂拌设备，还包括沥青发泡装置，该沥青发泡装置的沥青喷射管与稳定土厂拌设备的搅拌装置连通，所述沥青发泡装置包括新沥青加温罐和沥青发泡管，所述沥青发泡管为双层套管结构，沥青发泡管内层芯管自进口端至出口端依次设有自螺旋紊流器、交叉对接叶片和径向导流板。本发明直接利用现有的稳定土厂拌设备改装而成，投资少、成本低，可以使稳定土厂拌设备一机多用。

说明书

技术领域

本发明涉及道路铺设装置技术领域。

背景技术

厂拌泡沫沥青冷再生技术是指将旧沥青路面经过铣刨、翻挖、回收、破碎和筛分后，加入一定比例的沥青、新集料、水泥和水，经拌和、摊铺和碾压等工艺，形成满足性能要求的路面结构层。泡沫沥青冷再生技术，可实现节能减排、废旧资源循环利用、保护生态环境等目的，同时还可降低工程成本，该技术的推广应用，将产生巨大的经济效益和社会效益。由于泡沫沥青是通过物理方法使沥青剧烈膨胀产生泡沫，泡沫沥青冷再生技术应用的关键很大程度上取决于沥青的发泡效果，评价泡沫沥青发泡效果的主要指标是膨胀率和半衰期，即泡沫沥青膨胀率越大、半衰期越长其拌和效果越好，泡沫沥青混合料的质量越好，因此沥青发泡效果直接影响混合料的路用性能。

用泡沫沥青冷再生混合料作柔性基层可大大减少路面结构中横向收缩裂缝的产生，可以充分发挥旧路面材料的“剩余价值”，促进旧路面材料的循环利用，保护生态环境，减少资源浪费，因此，泡沫沥青冷再生技术被称为“绿色”施工技术。泡沫沥青冷再生技术作为一种新型的再生施工方法，在当前我国沥青路面进入养护维修期而传统返修手段又存在明显不足的背景下，具有显著的技术优势和巨大的发展潜力。

泡沫沥青厂拌冷再生技术以其机械化程度高，施工质量易于控制以及显著的经济效益，在我国也得到了广泛的应用。然而泡沫沥青厂拌冷再生技术对施工机械的依赖性很大，目前国内普遍使用的厂拌冷再生设备的产量一般为200～220t/h，和施工能力严重不匹配，影响整体的施工进度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种厂拌冷再生泡沫沥青混合料生产系统，直接利用现有的稳定土厂拌设备改装而成，投资少、成本低，可以使稳定土厂拌设备一机多用。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种厂拌冷再生泡沫沥青混合料生产系统，包括稳定土厂拌设备，还包括沥青发泡装置，该沥青发泡装置的沥青喷射管与稳定土厂拌设备的搅拌装置连通。

所述沥青发泡装置包括新沥青加温罐和沥青发泡管，新沥青加温罐通过第一沥青管路与沥青发泡管的一端连通，在第一沥青管路上还串接有沥青喷射泵；沥青喷射管设于沥青发泡管的另一端，并通过第二沥青管路与沥青发泡管连通，所述沥青发泡管为双层套管结构，沥青发泡管内层芯管中自进口端至出口端依次设有固定式螺旋紊流器、交叉对接叶片和径向导流板；沥青发泡管与稳定土厂拌设备的供水装置连通。

所述固定式螺旋紊流器采用条状钢片螺旋结构，条状钢片的宽度与内层芯管的内径相同，并焊接于内层芯管的内壁。

所述条状钢片螺旋结构段的长度为250 mm～350 mm。

在与沥青发泡管连通的进水口处的输水管路上还串接有第一止回阀，在供水装置与沥青发泡装置之间的输水管路上的水流量计和第一止回阀之间还设有第二阀门。

所述水流量计为智能涡轮流量计，在该输水管路上的水泵为柱塞式水泵。

所述沥青喷射管为直线型双管并排结构，包括与第二沥青管路连通的沥青喷淋管和半包围在沥青喷淋管外侧上半部的导热油管，在导热油管的前端设有第二导热油进口，所述第二导热油进口与导热油管路连通。

在新沥青加温罐和沥青发泡管之间的第一沥青管路上还设有第二止回阀和沥青流量计，第二止回阀位于沥青喷射泵与沥青流量计之间。

所述沥青流量计为智能靶式流量计，新沥青加温罐为热管热油式新沥青加温罐，沥青喷射泵为变频调速泵。

在沥青发泡管和沥青喷射管之间的第二沥青管路上还连通有第三沥青管路，第三沥青管路的末端设有沥青检测口，沥青检测口的上方还设有放油阀。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明是在稳定土厂拌设备上加装沥青发泡装置，即可实现泡沫沥青冷再生混合料的制备，是直接利用现有的稳定土厂拌设备改装而成，投资少、成本低，可以使稳定土厂拌设备一机多用。该沥青发泡装置是一个独立的系统，装拆方便，不影响水泥稳定土的正常生产；本发明中的沥青发泡管内设有固定式螺旋紊流器、交叉对接叶片和径向导流板，固定式螺旋紊流器、交叉对接叶片能保证沥青和水充分混合，提高沥青发泡效果和沥青发泡效率，径向导流板对发泡沥青起导流作用，使泡沫沥青平稳导出；本发明中的沥青发泡装置可使沥青的膨胀率达到25倍，改善混合料性能，从而提高路面的抗疲劳性能和抗车辙性能，提高施工质量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中沥青发泡装置的结构示意图；

图3是图2中沥青发泡管的结构示意图；

图4是图2中沥青喷射管的结构示意图；

图中标记：1-储水箱；2-水位传感器；3-第一阀门；4-滤水器；5-水泵；6-压力传感器；7-溢流阀；8-压力表；9-水流量计；10-第二阀门；11-第一止回阀；12-溢流水管；13-新新沥青加温罐；14-第一沥青管路；15-沥青喷射泵；16-第二止回阀；17-沥青流量计；18-第三沥青管路；19-第一导热油进口；20-沥青发泡管；21-第一导热油出口；22-第二沥青管路；23-放油阀；24-沥青喷射管；25-沥青检测口；26-进水口；27-固定式螺旋紊流器；28-交叉对接叶片；29-径向导流板；30-外层套管；31-内层芯管；32-供水装置；33-搅拌装置；34-粉料供给计量装置；35-储料装置；36-沥青发泡装置；37-骨料配料供给计量装置；38-沥青喷淋管；39-第二导热油进口；40-导热油管；41-喷射孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

由图1可知，本发明包括稳定土厂拌设备和沥青发泡装置36，该沥青发泡装置36的沥青喷射管24与稳定土厂拌设备的搅拌装置33连通。现有的稳定土厂拌设备包括骨料配料供给计量装置37、供水装置32、搅拌装置33、粉料供给计量装置34和储料装置35，所述骨料配料供给计量装置37、粉料供给计量装置34与搅拌装置33相连，供水装置32与搅拌装置33连通，搅拌装置33与储料装置35连接，沥青发泡装置36是加装于稳定土厂拌设备上的附加系统，连续提供定量满足一定要求的泡沫沥青。沥青发泡装置36拆卸方便，对水泥稳定土的正常生产不产生任何影响。

本发明的工作流程为：各种选定的物料如旧沥青路面回收材料、新集料，采用装载机装入骨料配料供给计量装置37的料斗中，经电子皮带秤计量，送至集料皮带机，然后通过上料皮带机送至搅拌装置33中，胶结材料如水泥等采用转阀减量秤进行计量，计量好的胶结材料通过输送螺旋投入到搅拌装置33的落料口中；沥青计量后通过沥青发泡装置36生成泡沫沥青，经沥青喷射管24，进入搅拌装置33；供水装置32在搅拌装置33物料入口处设有液体喷洒装置，根据拌和前各种物料的含水量情况，喷加适量的水，以调整拌和物料含水量；旧沥青路面回收材料、新集料、水、水泥、泡沫沥青在搅拌装置33中拌和均匀，拌和后的成品料送至储料装置35暂存，储料装置35底部设有可开启的仓门，向停放于仓下的载重车卸料，整套设备由操纵台集中控制。

由图2至图3可知，所述沥青发泡装置36包括新沥青加温罐13和沥青发泡管20，新沥青加温罐13通过第一沥青管路14与沥青发泡管20的一端连通，在新沥青加温罐13和沥青发泡管20之间的第一沥青管路14上还依次串接有沥青喷射泵15、第二止回阀16和沥青流量计17。新沥青加温罐13为热管热油式加温罐，可采用燃煤、油、天然气等多种方式自动加热，采用数字显示方式自动显示、控制沥青温度与液位；沥青喷射泵15为变频调速泵也可采用螺杆泵，电机最大功率≥5.5KW/h，变频器调整范围0-50HZ；沥青流量计17为智能涡轮流量计，显示沥青的瞬时流量和累计流量，最大量程≥3.3L/s。新沥青加温罐13中的新沥青经高温加热后通过沥青喷射泵15泵送，经过第二止回阀16，进入沥青发泡管20。

所述沥青发泡管20为双层套管结构，沥青发泡管20的外层套管30为导热油加热套管，内层芯管31为泡沫沥青生成芯管，沥青发泡管20的外层套管30的沥青进口端设有第一导热油进口19，沥青出口端设有第一导热油出口21，第一导热油进口19和第一导热油出口21与导热油管路连通，供水装置32的输水管路在沥青发泡管20的进水口26处与沥青发泡管20的内层芯管31连通，沥青发泡管20的内层芯管31自进口端至出口端依次设有固定式螺旋紊流器27、交叉对接叶片28和径向导流板29。固定式螺旋紊流器27长度为250 mm～350 mm，为采用条状钢片制成的螺旋状结构，条状钢片的宽度与内层芯管31的内径相同，撑于内层芯管31的内壁，并与内层芯管31的内壁焊接固定，能使进入内层芯管31的水和沥青成分搅拌混合，使沥青达到良好的发泡效果；交叉对接叶片28为两个月牙形钢片交叉焊接而成，并与内层芯管31内壁焊接固定，交叉对接叶片28起到搅拌的目的，能使沥青均匀发泡，径向导流板29对搅动的泡沫沥青起导流作用，使泡沫沥青能够顺利平稳导出。

由图4可知，在沥青发泡管20的另一端设有沥青喷射管24，沥青发泡管20和沥青喷射管24通过第二沥青管路22连通，沥青喷射管24为直线型双管并排结构，其另一端封闭，包括与第二沥青管路22连通的沥青喷淋管38和半包围在沥青喷淋管38外侧上半部的导热油管40，在导热油管40的前端设有第二导热油进口39，所述第二导热油进口39与导热油管路连通，导热油管40能够保持沥青喷淋管38内泡沫沥青的温度。沥青喷淋管38为外径57mm的圆管，长度比稳定土厂拌设备搅拌缸的宽度长100 mm。其下部沿沥青喷淋管38长度方向均匀布设若干个喷射孔41，喷射孔41的内孔径为5mm，外孔径为7mm，是利用管壁厚度旋钻而成的环形孔，能够避免沥青堵塞喷射孔41。沥青喷射管24安装在搅拌装置33的拌缸内的上部，水泥输送口的靠近拌缸出口的一侧，采取技术措施保持沥青喷射管24与拌缸出口的距离不少于1.8米。采取技术措施将沥青喷射管24安装在拌缸拌轴上方70cm的位置。经过计算和试验验证，本沥青发泡装置36与稳定土厂拌设备连接，沥青喷射管24上设置13个喷射孔41，单孔的喷射量0.17kg/s～0.26kg/s，生产泡沫沥青冷再生混合料产量能够达到400t/h～450t/h。

在沥青发泡管20和沥青喷射管24之间的第二沥青管路22上还连通有第三沥青管路18，第三沥青管路18的末端设有沥青检测口25，沥青检测口25的上方还设有放油阀23。开启放油阀23，即可在泡沫沥青检测口25测试泡沫沥青的膨胀率和半衰期。该沥青发泡装置36可使沥青的膨胀率达25倍，相对于现有技术的20倍的膨胀率大大提高。

所述第一沥青管路14、第二沥青管路22和第三沥青管路18均为双层沥青管路，其外层为导热油套管，套管外包裹10cm的岩棉保温层，以保证沥青的温度和发泡质量，沥青供应机构将沥青的温度从常温加热到170℃仅需要不到3小时的时间。

在供水装置32和沥青发泡装置36之间的输水管路上还依次串接有第一阀门3、滤水器4、水泵5、溢流阀7、压力传感器6、压力表8、水流量计9，溢流水管12的一端与溢流阀7连通，其另一端与储水箱1连通，在供水装置32的储水箱1内还安装有水位传感器2。所述水流量计9为智能涡轮流量计，所述水泵5为柱塞式水泵。在与沥青发泡管20连通的进水口26处的输水管路上还串接有第一止回阀11，在水流量计9和第一止回阀11之间还设有第二阀门10。柱塞式水泵为三缸柱塞泵，电机最大功率≥1.5KW，变频器调整范围0-50HZ。当关闭第二阀门10时可以使水流通过溢流水管12流回至储水箱1，形成回路，保护水泵5。发泡用水从沥青发泡管20的进水口26进入，与高温沥青相遇，发生激烈的物理变化。水流量计9和压力表8可以时时反应发泡用水的流量和压力，便于及时调整。

由图2可以看出，沥青在新沥青加温罐13中加热到预定温度，沥青喷射泵15将的该热沥青泵送到沥青发泡管20中，同时柱塞式水泵将储水箱1中的水加压，定量连续的向沥青发泡管20中输送。水进入沥青发泡管20中，与热沥青相遇，发生激烈的物理变化，水和沥青混和发泡，并沿着固定式螺旋紊流器27流动，冲击到交叉对接叶片28上，然后经过径向导流板29形成稳定的泡沫沥青。泡沫沥青经过沥青喷射管24喷射到拌缸中翻滚的集料上，实现泡沫沥青混合料的连续拌制。

本发明的创造点在于：在稳定土厂拌设备上加装沥青发泡系统，利用稳定土厂拌设备的自有系统生产泡沫沥青混合料。生产时，依次开启水泥、集料、水、沥青、发泡用水的控制器，在集料进入拌缸的同时加入拌和用水和水泥，喷射泡沫沥青，通过充分的搅拌，泡沫沥青与集料形成良好的裹附，制备成泡沫沥青混合料。沥青发泡系统集沥青加热、泵送、计量功能以及水的泵送、计量功能为一体，生产符合规范要求的泡沫沥青，能够在稳定土厂拌设备上安装，操作调试简单易行，生产能力高达400t/h～450t/h，具有发泡效率高、计量准确、节能环保、生产效率高的特点。

本发明核心技术是沥青发泡装置36，以提高沥青发泡效率为出发点，在稳定土厂拌设备上安装沥青发泡装置36，使沥青发泡和稳定土厂拌有机集合，使用变频技术控制沥青和发泡用水的流量；制作促进沥青发泡的沥青发泡管20，使水与沥青在沥青发泡管20内相遇后发生激烈的物理变化，生产合格的泡沫沥青；泡沫沥青通过架设于搅拌装置33内的沥青喷射管24喷射在拌缸中翻滚的集料上，拌制成泡沫沥青冷再生混合料。沥青发泡装置36是一个整体的功能模块，架设在原有的稳定土厂拌设备上，即可实现泡沫沥青冷再生混合料的制备，安装拆卸方便，投资少、成本低，可以使稳定土厂拌设备一机多用。