瀝青路面材料再生關(guān)鍵技術(shù)——RAP破碎篩分

 

        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(chǎn)質(zhì)量及穩(wěn)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(shè)備對舊路面進(jìn)行翻松（如圖1）；二是采用銑刨機(jī)進(jìn)行冷銑刨（如圖2）。

圖1 機(jī)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(shè)備對材料進(jìn)行預(yù)處理。

圖2 銑刨機(jī)進(jìn)行冷銑刨的方式

        采用銑刨機(jī)銑刨回收RAP的這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是銑刨后的瀝青混合料一情況下不需要二次破碎；其缺點(diǎn)主要是銑刨過程中會增加細(xì)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(shè)備對銑刨料進(jìn)行預(yù)處理。

2 常見的破碎設(shè)備技術(shù)問題

        觀察行業(yè)內(nèi)使用的RAP破碎篩分設(shè)備，主要還是平移或者直接采用礦石破碎機(jī)技術(shù)對RAP進(jìn)行破碎。常見的方式有：錘式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、顎式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)。

        錘式破碎機(jī)是在其傳動軸上按一定間隔安裝若干個重錘，傳動軸轉(zhuǎn)動帶動重錘轉(zhuǎn)動產(chǎn)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(jī)和錘式破碎機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是通過參數(shù)調(diào)整可以將尺寸超限的RAP擊散，但是由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較高，往往比較容易打碎石子破壞原有級配，同時由于轉(zhuǎn)速過高對機(jī)械傳動以及耐磨件的技術(shù)要求比較高，后期維護(hù)使用成本比較高（如圖3）。鱷式破碎機(jī)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。

圖3 反擊式破碎機(jī)原理圖

        輥式破碎機(jī)的工作原理是靠轉(zhuǎn)動的輥?zhàn)樱ㄈ鐖D4），將進(jìn)入破碎機(jī)的材料通過輥?zhàn)又g的摩擦力帶入破碎腔，隨著帶入的深度越深，輥?zhàn)又g的距離越小，從而達(dá)到破碎目的。破碎完的物料從底部排出。輥?zhàn)拥钠扑檫^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(xiàn)場工作過程中幾乎無粉塵產(chǎn)生，輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速較低，有效的減少齒的磨損。

圖4 單浮動雙輥式破碎機(jī)破碎原理圖

        由以上幾種破碎機(jī)的工作原理可以看出，由于輥式破碎機(jī)轉(zhuǎn)速較低,則對RAP級配破壞程度較低，同時同樣是由于轉(zhuǎn)速低的緣故，破碎過程中粉塵產(chǎn)生較少，設(shè)備磨損較慢，使用與維護(hù)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(jī)械有限公司結(jié)合多年來RAP再生設(shè)備的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，同時上面提到的輥式破碎機(jī)的這一特點(diǎn)研發(fā)出專門針對RAP材料的破碎機(jī)。為了滿足不同工況對RAP破碎的不同需求，鐵拓機(jī)械為此開發(fā)了兩級破碎設(shè)備，一級為單輥式，二級為雙輥式。其中單輥破碎機(jī)非常適合破碎機(jī)械翻挖方式回收回來的超大塊RAP材料。雙輥式破碎機(jī)適合破碎銑刨機(jī)方式回收回來的或者經(jīng)過一級破碎機(jī)處理過的小塊RAP材料。

        單輥式破碎機(jī)上面的主要耐磨件采用銑刨機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)刀頭，耐磨性好，更換方便。破碎主機(jī)后擋板設(shè)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(jī)過載或機(jī)械損壞（如圖5）。其較適合通過機(jī)械翻挖的方式獲取的超大快的RAP，故常被當(dāng)做一級破碎機(jī)。

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

圖5 RAP單輥式破碎機(jī)內(nèi)部

圖6 RAP單輥式破碎機(jī)整機(jī)

        雙輥式破碎機(jī)設(shè)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(jī)架上面設(shè)有彈簧張緊裝置，兩臺減速電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動，功率充足。

        通過調(diào)整彈簧張緊裝置可實(shí)現(xiàn)破碎輥之間的間隙調(diào)節(jié)，從而來實(shí)現(xiàn)破碎后物料粒徑與產(chǎn)量的調(diào)整。此間隙可根據(jù)實(shí)際廢舊瀝青混合料粒徑大小靈活調(diào)節(jié)。同時此功能可防止超硬異物進(jìn)入破碎機(jī)造成的瞬間設(shè)備損壞。

        此種對輥式破碎機(jī)與普通反擊式破碎機(jī)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(xì)料的含量，由于轉(zhuǎn)速比反擊式低很多，故磨損小，易損件使用壽命長。

圖7 RAP單浮動雙輥式破碎機(jī)

3 篩分設(shè)備工作原理與技術(shù)問題

        從理論而言，若舊料篩分的規(guī)格越多原材料粒徑范圍較窄，供料過程中RAP發(fā)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(guī)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(shè)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(yàn)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的篩分技術(shù)對于粒徑小于10mm的RAP來說由于振動頻率較低，骨料穿過網(wǎng)孔時動能較小，與網(wǎng)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(wǎng)絲上面，導(dǎo)致網(wǎng)孔逐漸變小，篩分效率降低。針對客戶發(fā)現(xiàn)并提出的這一問題，鐵拓機(jī)械設(shè)計了高頻振動篩，通過提高篩分時的振動頻率盡量減少細(xì)集料粘附網(wǎng)絲的問題，目前已經(jīng)銷售出近十套，經(jīng)過幾個工地的試驗(yàn)，使用振網(wǎng)篩的原理提高振動頻率，再結(jié)合防堵孔篩網(wǎng)技術(shù)，可以解決這一行業(yè)難題（如圖8）。

圖8 振網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)

        目前鐵拓機(jī)械設(shè)計的高頻振動篩頻率近50Hz，且采用進(jìn)口振動電機(jī)驅(qū)動，免維護(hù)設(shè)計，可設(shè)置單層（或多層）篩網(wǎng)，篩網(wǎng)采用彈簧拉緊方式，方便維修更換。此結(jié)構(gòu)為高頻振網(wǎng)篩，工作時其篩體不振動，僅篩網(wǎng)振動。

4 結(jié)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(chǎn)質(zhì)量及穩(wěn)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。

　?。?）輥式破碎機(jī)主軸轉(zhuǎn)速較低,對RAP級配破壞程度較低，同時同樣是由于轉(zhuǎn)速低的緣故，破碎過程中粉塵產(chǎn)生較少，設(shè)備磨損較慢，使用與維護(hù)成本比反擊式、錘式以及顎式破碎機(jī)要低，故這種破碎方式非常適合對塊狀或團(tuán)狀RAP進(jìn)行破碎。

　　（3）提高篩網(wǎng)的振動頻率可加大篩網(wǎng)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(wǎng)的程度，再配合防堵孔篩網(wǎng)技術(shù)則可解決RAP細(xì)集料篩分困難的技術(shù)難題。

　　總之，就目前國內(nèi)路面廢舊材料回收利用技術(shù)的現(xiàn)狀而言，對于有RAP高參比再生技術(shù)要求的工程項目，必須配套合適的破碎篩分設(shè)備才可保證施工質(zhì)量。

　　鐵拓機(jī)械結(jié)合多年來RAP再生設(shè)備的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)所開發(fā)的一級為單輥式、二級為雙輥式破碎機(jī)和與之配套的高頻振網(wǎng)篩經(jīng)過多個客戶長時間運(yùn)轉(zhuǎn)證明此套技術(shù)非常適用于高參比RAP混合料的材料預(yù)處理工藝環(huán)節(jié)。

（來源：機(jī)經(jīng)網(wǎng)）