沥青搅拌设备热料仓的设计与思考

曹勇涛　要桂红

摘要：针对沥青搅拌设备热料仓结构影响成品料品质的问题，对热料仓结构进行改进。首先介绍了热料仓的结构和功能原理，分析了骨料的级配、筛分、称量，以及骨料粒径对成品料的影响；其次在分析结果的基础上，分别进行了热料仓结构改进和筛分技术创新，同时研究了称量技术对骨料离析的影响；最终得出了热料仓设计和改进的方法和方向，以供同行业参考。

关键词：搅拌设备；热料仓；骨料离析；方案优化

中图分类号：U415.5文献标志码：B

Abstract： Based on the impact of hot silo of asphalt mixing plant on the manufactured aggregate， some structure improvements were made. The structure， function and working principle of hot silo were introduced， and the impact of the gradation， screening， measuring and particle sizes of aggregate on the manufactured aggregate were analyzed， based on which the hot silo was improved， and the screening technology made some progress. Meanwhile the impact of measuring technology on aggregate segregation was studied. Thoughts on design and improvement of hot silo provide reference for the industry.

Key words： mixing plant； hot silo； aggregate segregation； scheme optimization

0引言

与振动筛、搅拌锅和控制系统相比，热料仓在强制间歇式混合料沥青搅拌设备中算不上主要部件，但其结构设计的优劣决定了骨料称量斗中骨料的组分是否稳定，从而影响成品料的质量稳定性。在搅拌设备生产过程中，装载机把料场按初级配分类好的原材料运至配料斗，这些材料经过干燥筒加热、热料提升和筛分后，在热料仓中等待称量。热料仓是强制间歇式沥青搅拌设备必需的大型仓体结构，位于振动筛和骨料称量斗之间。热料仓设计时需考虑热骨料的储存、热骨料的称量、料仓骨料储存过程中的热量损失、热骨料储存和称量过程中的离析、仓体的耐磨性能、不同粒径骨料的流动性能和骨料与仓体的摩擦系数等多方面因素。要减少或避免热骨料发生离析，确保成品料品质的稳定性，在设计时不但要考虑热料仓的基本功能（即储存物料的功能），还要分析产生离析的原因[12]。

1热料仓的设计

热料仓仓体数量通常为4～6个，用以存放已加热筛分过的热骨料，以备称量；容积一般是搅拌锅容积的8～10倍，因此只要搅拌设备楼体结构、运输和吊装条件允许，可尽可能设计大的热料仓。设计时应从以下几个方面考虑：热骨料的级配、振动筛的筛分结构、热料仓仓体的结构、称量技术、骨料流动性和耐磨工艺等。

1.1级配

对强制间歇式沥青混合料搅拌设备而言，级配是集料各级粒径颗粒的分配情况。粒径大小不同的颗粒按照一定的比例组合搭配在一起，以达到较高的密实度和路面性能。级配可通过筛析试验确定，参数如下。

（1） 分计筛余百分率：某号筛网上的筛余量占试样总质量的百分率。

（2） 累计筛余百分率：某号筛网的分计筛余百分率和大于某号筛的各筛分计筛余百分率的总和。

（3） 通过百分率：通过某号筛网的质量占试样总质量的百分率。表1为混合料类型及各种材料所占比例，图1为合成级配曲线。

1.2筛分

筛分就是把热骨料按级配要求分类。由于筛分技术的限制，筛分时首先落下的是细料，同时由于振动筛结构限制，左边仓容较大，如图2所示。在实际筛分过程中，通常只控制有限的几个点（图2所示为4个控制点），如果要控制级配中的所有点，那振动筛的结构就会十分复杂，故通常情况下，振动筛只可筛分4～6种骨料。在筛分过程中，1#仓中的热骨料粒径明显发生变化：左边骨料多于右边，细骨料多于粗骨料。同时，不同粒径的骨料流动速度和表面积差异较大[3]。

1.4称量

骨料称量过程如图3所示，称量气缸的电磁阀通电，放料门打开，骨料在重力的作用下落至称量斗，由称量斗对骨料称重。受落料过程的影响，当重量达到设定值之前，称量气缸的电磁阀断电，放料门关闭，骨料的一次称量过程结束。称量过程与门的开启方向有关，图3所示的开启方式（左侧下料）下料相对比较多。

1.5骨料粒径对成品料的影响

骨料流动性能是用安息角来衡量的。骨料粒径愈小，流动性愈差，克服钢板摩擦阻力所需的坡度越陡；因大小骨料流动性的差异，导致骨料落料过程中产生离析。

成品料质量的一个重要指标就是沥青在骨料表面的裹覆性能。骨料料径愈小，单位质量的表面积愈大，要形成同样沥青裹覆层所需要的沥青愈多。

2热料仓改进的思考

强制间歇式沥青搅拌设备目前的工艺流程、级配和筛分机理决定了其热料仓结构，本文对热料仓结构进行改进优化，并改进工艺流程及称量技术，以减少或杜绝热料仓骨料的离析。

2.1热料仓结构改进

热料仓的常规设计方案如图4所示，这种结构很容易产生骨料的离析，即造成热料仓内部的材料不均匀。目前的设计无法从筛分上进行改进，而改进热料仓结构较为方便，见效也最快，改进目标就是使筛分后流入热料仓的骨料更均匀，进入称量斗的骨料也尽可能是均匀的。endprint

因筛分机理的限制，导致筛分后进入1#仓左右两边的骨料料径有差异，可改善筛下骨料的流向和称量时骨料的活动区域，从而尽可能保证该称量区域内骨料均匀[4]。改进方法如图4所示（取消隔板3，增加隔板1后，骨料在称量区域附近是均匀的）。另一方面，考虑到细骨料流动性差异和热料仓的结构，可在设计1#仓左侧板时将其与振动筛结构同时考虑，即尽可能提高热料仓左侧隔板（隔板2）与水平面的夹角，从而提高骨料的流动性。同时，隔板2采用低摩擦系数材料（如超薄铸石板）以提高细集料的流动性，确保左右两侧的骨料流速是近似且稳定的，还能避免细集料堆积后，因振动或堆积角等的干扰使其突然大量涌动，导致某一称量斗细集料较多，使最终的成品料沥青偏少的情况发生。上述改进大大改善了骨料称量后的结果，但对实际的有效仓容

2.2筛分技术的创新

按目前的筛分机理，在同样的振动条件下，筛网的筛分能力与筛网面积是成正比的，因此筛分的骨料越多，所需的筛网面积就越大。如果能通过筛分机理的创新使振动筛的筛分能力与骨料粒径、筛分面积关联性降低，那么不仅可以大幅提高振动筛的筛分能力，还可杜绝或减少筛分产生的离析。

2.3称量技术对离析的影响

称量过程简单来看就是热料仓门的开关过程。在这个热料仓门开关的过程中，骨料的流动和热料仓内骨料的不均匀影响着称量的结果[5]。骨料的流动性应从热料仓的结构上着重考虑。骨料称量时，左侧的料偏细，如果在门半开的情况下称量，称量的料偏细，1#仓尤为严重，因此，要尽可能在热料门全开的情况下称量，或开发新的称量技术。

3结语

热料仓存储和称量只是沥青混合料生产过程中的一个环节，但它的性能会影响整个成品料的质量。对于热料仓的设计和改进而言，其发展趋式如下。

（1） 热料仓结构的优化目标是减少或防止仓中的骨料离析。

（2） 新材料、新工艺以及筛分技术和称量技术的不断创新，促进了热料仓的结构改进。

（3） 加强热料仓的耐磨性能和保温性能，可整体提高热料仓的使用性能，减少热量散失。

（4） 材料工业的发展有利于从根本上解决连续式搅拌设备热料仓结构存在的问题。

参考文献：

[1]田晋跃等.中国筑养路机械设备手册[M]. 北京：人民交通出版社，2011.

[2]JT/T 270—2002，强制间歇式沥青混合料搅拌设备[S].

[3]张晓青，丁志峰.沥青混合料生产中热料仓骨料颗粒组成的变异[J].常州信息职业技术学院学报，2004，3（1）：3436.

[4]JB/T 9022—2012，振动筛设计规范[S].

[5]王耀洲.沥青路面施工中离析的产生与控制措施[J].筑路机械与施工机械化，2013，30（2）：4347.

[责任编辑：谭忠华]endprint

因筛分机理的限制，导致筛分后进入1#仓左右两边的骨料料径有差异，可改善筛下骨料的流向和称量时骨料的活动区域，从而尽可能保证该称量区域内骨料均匀[4]。改进方法如图4所示（取消隔板3，增加隔板1后，骨料在称量区域附近是均匀的）。另一方面，考虑到细骨料流动性差异和热料仓的结构，可在设计1#仓左侧板时将其与振动筛结构同时考虑，即尽可能提高热料仓左侧隔板（隔板2）与水平面的夹角，从而提高骨料的流动性。同时，隔板2采用低摩擦系数材料（如超薄铸石板）以提高细集料的流动性，确保左右两侧的骨料流速是近似且稳定的，还能避免细集料堆积后，因振动或堆积角等的干扰使其突然大量涌动，导致某一称量斗细集料较多，使最终的成品料沥青偏少的情况发生。上述改进大大改善了骨料称量后的结果，但对实际的有效仓容

2.2筛分技术的创新

按目前的筛分机理，在同样的振动条件下，筛网的筛分能力与筛网面积是成正比的，因此筛分的骨料越多，所需的筛网面积就越大。如果能通过筛分机理的创新使振动筛的筛分能力与骨料粒径、筛分面积关联性降低，那么不仅可以大幅提高振动筛的筛分能力，还可杜绝或减少筛分产生的离析。

2.3称量技术对离析的影响

称量过程简单来看就是热料仓门的开关过程。在这个热料仓门开关的过程中，骨料的流动和热料仓内骨料的不均匀影响着称量的结果[5]。骨料的流动性应从热料仓的结构上着重考虑。骨料称量时，左侧的料偏细，如果在门半开的情况下称量，称量的料偏细，1#仓尤为严重，因此，要尽可能在热料门全开的情况下称量，或开发新的称量技术。

3结语

热料仓存储和称量只是沥青混合料生产过程中的一个环节，但它的性能会影响整个成品料的质量。对于热料仓的设计和改进而言，其发展趋式如下。

（1） 热料仓结构的优化目标是减少或防止仓中的骨料离析。

（2） 新材料、新工艺以及筛分技术和称量技术的不断创新，促进了热料仓的结构改进。

（3） 加强热料仓的耐磨性能和保温性能，可整体提高热料仓的使用性能，减少热量散失。

（4） 材料工业的发展有利于从根本上解决连续式搅拌设备热料仓结构存在的问题。

参考文献：

[1]田晋跃等.中国筑养路机械设备手册[M]. 北京：人民交通出版社，2011.

[2]JT/T 270—2002，强制间歇式沥青混合料搅拌设备[S].

[3]张晓青，丁志峰.沥青混合料生产中热料仓骨料颗粒组成的变异[J].常州信息职业技术学院学报，2004，3（1）：3436.

[4]JB/T 9022—2012，振动筛设计规范[S].

[5]王耀洲.沥青路面施工中离析的产生与控制措施[J].筑路机械与施工机械化，2013，30（2）：4347.

[责任编辑：谭忠华]endprint

因筛分机理的限制，导致筛分后进入1#仓左右两边的骨料料径有差异，可改善筛下骨料的流向和称量时骨料的活动区域，从而尽可能保证该称量区域内骨料均匀[4]。改进方法如图4所示（取消隔板3，增加隔板1后，骨料在称量区域附近是均匀的）。另一方面，考虑到细骨料流动性差异和热料仓的结构，可在设计1#仓左侧板时将其与振动筛结构同时考虑，即尽可能提高热料仓左侧隔板（隔板2）与水平面的夹角，从而提高骨料的流动性。同时，隔板2采用低摩擦系数材料（如超薄铸石板）以提高细集料的流动性，确保左右两侧的骨料流速是近似且稳定的，还能避免细集料堆积后，因振动或堆积角等的干扰使其突然大量涌动，导致某一称量斗细集料较多，使最终的成品料沥青偏少的情况发生。上述改进大大改善了骨料称量后的结果，但对实际的有效仓容

2.2筛分技术的创新

按目前的筛分机理，在同样的振动条件下，筛网的筛分能力与筛网面积是成正比的，因此筛分的骨料越多，所需的筛网面积就越大。如果能通过筛分机理的创新使振动筛的筛分能力与骨料粒径、筛分面积关联性降低，那么不仅可以大幅提高振动筛的筛分能力，还可杜绝或减少筛分产生的离析。

2.3称量技术对离析的影响

称量过程简单来看就是热料仓门的开关过程。在这个热料仓门开关的过程中，骨料的流动和热料仓内骨料的不均匀影响着称量的结果[5]。骨料的流动性应从热料仓的结构上着重考虑。骨料称量时，左侧的料偏细，如果在门半开的情况下称量，称量的料偏细，1#仓尤为严重，因此，要尽可能在热料门全开的情况下称量，或开发新的称量技术。

3结语

热料仓存储和称量只是沥青混合料生产过程中的一个环节，但它的性能会影响整个成品料的质量。对于热料仓的设计和改进而言，其发展趋式如下。

（1） 热料仓结构的优化目标是减少或防止仓中的骨料离析。

（2） 新材料、新工艺以及筛分技术和称量技术的不断创新，促进了热料仓的结构改进。

（3） 加强热料仓的耐磨性能和保温性能，可整体提高热料仓的使用性能，减少热量散失。

（4） 材料工业的发展有利于从根本上解决连续式搅拌设备热料仓结构存在的问题。

参考文献：

[1]田晋跃等.中国筑养路机械设备手册[M]. 北京：人民交通出版社，2011.

[2]JT/T 270—2002，强制间歇式沥青混合料搅拌设备[S].

[3]张晓青，丁志峰.沥青混合料生产中热料仓骨料颗粒组成的变异[J].常州信息职业技术学院学报，2004，3（1）：3436.

[4]JB/T 9022—2012，振动筛设计规范[S].

[5]王耀洲.沥青路面施工中离析的产生与控制措施[J].筑路机械与施工机械化，2013，30（2）：4347.

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