厂拌单滚筒沥青砼热再生一体机的技术性能及其应用研究

张 奇

(福建省高速公路养护工程有限公司，福州 350001)

目前市面上使用的厂拌热再生设备主要分为2种：一种是双滚筒高位沥青砼热再生设备；另一种是单滚筒沥青砼热再生一体机设备。 本文研究的是单滚筒沥青砼热再生一体机设备的性能。

1 厂拌单滚筒沥青砼热再生一体机的技术特性

（1）同步加热、料温稳定、产量提升

单滚筒沥青砼热再生一体机设备采用一体式干燥滚筒集料加热方式， 将原生骨料及RAP筛分料一起投入滚筒加热，最多可添加至40%的RAP 料，同时不影响沥青搅拌站的整体产量。 由于同步加热，烘干处的料温均匀，且骨料由内向外充分被加热， 因此出厂的再生混合料不易降温，且无温度离析现象，成品料的分散性较好，可满足长途运输与工地长时间等待摊铺而不降温的需求。

（2）级配精确稳定

单滚筒沥青砼热再生一体机设备计量方式采用三点式计量， 铣刨旧料通过破碎筛分，RAP 料经冷配仓皮带输送至振动筛筛分，并由计量斗计算称量所需掺量后，与原生骨料一同进入拌合楼内部重新热筛，拌合楼可按照生产配合比精确控制每一锅混合料的级配。 生产流程如图1 所示。

（3）节能减排、经济环保、节约能耗

使用单滚筒沥青砼热再生一体机设备，不会增加原设备的电能消耗功率，无需增加变压器，设备总装机功率基本不变；使用单滚筒沥青砼热再生一体机设备无需增加燃烧器，且单滚筒旋转式燃烧器比原始滚筒的燃烧器节能10%以上，相对于双滚筒式不仅不会增添燃料消耗， 并且能达到节能减排、经济环保的双优效能。

2 再生产能特性及设备优缺点对比

2.1 再生RAP 料掺量及再生混合料产量

单滚筒沥青砼热再生一体机搭配3000 型拌合楼以生产再生AC-16 为例，所使用的骨料物理特性需符合ASTM 标准。根据出料口温度180℃、大气压760 mm Hg、空气相对湿度75%，空气温度20℃、天然气热值8500 kcal/Nm3统计可得再生混合料产量见表1。

表1 再生混合料产量计算

从表1 可以发现， 经对比RAP 料掺量对厂拌沥青混合料配合比有较大影响，其中20%掺量的出现异常偏差的概率最少，稳定性最高，集料规格和料源的稳定，但产量有所减少。

2.2 一体式单滚筒与高位式双滚筒对比

（1）厂拌单滚筒沥青砼热再生一体机

优点： 同时加热搅拌保证成品料温度可控性强、设备侵蚀程度较轻、节约电损耗及燃气损耗、环保性能好、能耗及故障率低，不需要大幅改动设备，节省资金。

缺点：处理回收RAP 料回收效率低、脱硫效率较慢， 产量较少时会黏附沥青导致沥青含量减低，同时加热过久会引起沥青老化。

（2）厂拌高位式双滚筒沥青砼热再生机

优点： 分离式加热防止RAP 料在加热时沥青老化，双滚筒控温防止二次污染，双滚筒加热生产回收率高[1]。

缺点：需要增加电容设备，电损耗及燃气损耗加大，回收料加热效率较慢。 新增高位滚筒设备昂贵，设备占地庞大。

3 环保特性

3.1 粉尘颗粒物处理

粉尘颗粒物处理采用降尘式布袋除尘，效果达到交通运输部优级标准≤50 mg/Nm3， 若原材经过水洗后，除尘效果可达到欧盟优级标准≤20 mg/Nm3，按一定斜率设计的进气腔延伸到整个降尘式布袋除尘器，使所有布袋都可以均匀承载，提高过滤效率，使布袋使用寿命趋向于一致，这样的设计使布袋表面沉积的粉尘迅速被破碎， 不易粉尘结块，尘埃板结。 干燥筒与降尘式除尘器的双塔结构，既节省空间场地，又可以对除尘器进行保温防止粉尘拱堆、堆叠；还可以防雨遮阳，促进设备使用寿命。

除尘形式：重力沉降式+悬挂式布袋除尘。

初级：分离粉尘粒径≥75 μm。

二级除尘：粉尘污染物控制≤30 mg/Nm3。

最大处理风量：1580 m3/min。

正常工作温度：100℃～185℃。

3.2 烟尘处理

烟尘处理采用麻石水膜除尘脱硫技术，使用麻石水膜雾化喷淋除尘脱硫塔， 通过尘粒与液滴的惯性碰撞， 离心分离和液膜粘附等方式实现高效除尘[2]，流程如图2 所示。

图2 麻石水膜雾化喷淋除尘脱硫塔流程图

烟尘麻石水膜除尘脱工艺技术流程： 布袋除尘→降温冷却→碱性脱硫→水溶沉淀→大气排放。完成整个麻石水膜除尘脱硫技术过程后，出风口排放尾气≤20 mg/m3，且不会产生水雾式尾气，出坑腐蚀风机和管道、影响设备寿命的情况，符合尾气排放≤50 mg/m3的国际环保标准，达到保护环境和气候的环保要求。

4 项目案例

以福建省南平市夏道成功沥青搅拌站第一台厂拌单滚筒沥青砼热再生一体机为例，厂拌热再生混合料与原生混合料马歇尔试验结果对比如表2所示。

据表2 可知， 所添加RAP 料的再生混合料指标都有明显变化， 再生沥青混合料稳定值明显减少，表明RAP 料使沥青混合料变软、变稠，抗变形能力有所减少，但符合设计参数，对沥青混合料指标影响不大。

同时可以发现添加RAP 料后新增沥青明显减少了项目成本，发挥项目经济效应，节能环保，节省不可再生资源，具有更好的经济效益和环保效应。

以2019 年福银高速公路路段提升工程南平连接线试验段为例， 该试验段使用的混合料为再生AC16 其中RAP 料参比RAP 13.2～16 mm 8%，RAP 0～13.2mm 11%共计RAP 料参量19%，根据试验段路检的结果，其芯样压实度≥97%,密度2.42，构造度及渗水系数合格，现场施工效果较好。 在沥青混合料中掺入RAP 料可明显节省原生骨料及新增沥青量，从而提高可再生利用率，节约了项目资金成本。 再生混合料未降低沥青砼性能，芯样及路检符合施工要求，从而实现生产环保及项目经济节能的双向要求。

表2 马歇尔试验结果

5 产生的问题及建议

（1）产生的问题

以福建省南平市夏道成功沥青搅拌站厂拌单滚筒沥青砼热再生一体机为例，在该设备实际生产中发现生产小于20 t （生产加热时长不足10 min）加热滚筒内温度还不稳定时，生产的再生混合料会因为RAP 料得不到充分加热导致粘附性较高，部分RAP 细料会黏附于加热滚筒内壁， 导致再生混合料沥青经燃烧炉煅烧后沥青含量与配合比对比有所减少，沥青级配有所偏差。 但大规模生产时加热滚筒内温度提高温度趋于稳定时对RAP 料的加热充分，使RAP 料的粘附性有所减少，不会发生粘附筒壁现象，再生混合料的沥青级配又恢复正常。

（2）建议

该设备再生沥青混合料时不能在温度不够稳定时做再生混合料配合比试拌，否则会导致沥青级配偏差。该设备需滚筒提前加热10～15 min，当滚筒内温度趋于稳定时再做沥青混合料配合比试拌，使沥青混合料配合比趋于稳定。 根据试验路段的检测结果与现场施工效果， 发现再生RAP 料对再生混合料的级配影响较大， 建议需加强RAP 料矿料管理，其规格和质量的稳定直接影响再生沥青混合料的稳定性和配合比的有效性，在工程施工期间需加强破碎筛分RAP 料的质量管理和堆放管理， 提高集料规格和料源的稳定性。 做到料源管理、生产分档、质量把控和稳定安全等要素的监管。

6 结论与展望

本文阐述了厂拌单滚筒沥青砼热再生一体机设备的再生技术及除尘环保工艺流程，对该设备的再生产能参数、 设备的优点及缺点进行了对比，针对加热方式、RAP 料匹配方式、 技改效应及环保性能进行了分析，并对其实际项目案例产生的问题提出了建议。

厂拌热再生技术是一种新兴的绿色技术，响应国家“十四五”规划，促进可持续能源的发展和应用，厂拌单滚筒沥青砼热再生一体机设备通过回收铣刨料进行破碎筛分再利用以减少资源浪费，并且使再生混合料可以在相对节能环保的环境里进行拌和生产，既能节省能源消耗，又保障了烟尘排放，推进可持续发展。