摊铺机离析问题的分析与探讨(2)
由此可以推断,材料本身的级配、沥青粘性及材料油石比等都影响材料本身的离析倾向性。横向级配料的离析是无法避免的,但低速螺旋更容易保持材料输送的级配稳定性。
3螺旋转速与二次搅拌
目前,摊铺机螺旋有两种设计思路:一种为大节距、大叶片的低速螺旋;一种为小叶片、小节距的高速螺旋。低速螺旋强调保持物料的成分稳定性,尽量少搅拌;高速螺旋强调物料的二次搅拌,使物料更加均匀。两者在摊铺机施工中均可以达到较好的沥青施工效果。
根据前文提到的速度模型进行分析。
(1) 在叶片直径较小时,无粘性材料的输送效率会下降,物料搅动作用相对加强,产生二次搅拌的作用。但对粘性材料,只有当速度提高时才会产生搅拌作用。在图2的AA′、BB′线之间的区域,即混合料速度较低时,离析现象扭转较明显;但在料位低的情况下,大颗粒随速度增加分离的可能性较大,反而易造成离析。
(2) 由于颗粒的运动特性,搅拌不会让物料均匀分布,而会使大小颗粒产生分离运动,由于螺旋料槽内进行非封闭持续搅拌,二次搅拌的作用是以造成物料分离为主,反而破坏了成分的均匀性。
实际施工过程中,摊铺机通常采用比例分料传感器控制螺旋的转速,除了初始分料时采用手动控制外,之后的过程基本以传感器控制为主。这样,不管是高速螺旋还是低速螺旋,施工过程中螺旋均以较低速度旋转。实践发现,只要料位和转速控制得当,就可以得到较好的摊铺效果;但从大小叶片的设计上看,大叶片螺旋能以较低速度满足输料能力的要求,持续低速运转,会带来较好的离析控制效果。
随着用户对摊铺能力要求的提高,叶片小的螺旋转速增加,螺旋对于材料离析倾向性的适应能力会较大叶片螺旋差。采用大叶片、低转速设计的螺旋能够更好地控制离析,提高材料对离析倾向性的适应能力。
4结语
(1) 铺层的离析以混合料传输过程级配离析及滚落分离为主,最终由材料的离析倾向性及速度造成。摊铺机能够有效减小离析,但不能适应所有类型的混合料。
(2) 材料的离析倾向性决定摊铺过程的离析控制效果,但摊铺机只能有限控制,最终由材料本身特性决定。
(3) 二次搅拌对摊铺机并不适用,低速不搅拌螺旋及过程控制才是摊铺机控制离析的要点。
(4) 摊铺机防离析设计宜采用低速大叶片螺旋,以保证摊铺能力最大时螺旋转速不要太快,减少材料离析。
(5) 尽量将螺旋高度控制在合理的位置。螺旋叶片底板高于铺层厚度位置,以避免叶片输送对铺层形成稳定性的影响。根据经验,叶片底部与铺层的间隙至少大于最大骨料尺寸的5倍。
(6) 螺旋挡料板挡料高度设计要合理,选择较低的螺旋挡料板便于控制滚落离析,且挡板高度低于叶片底端,可以避免叶片对物料的推挤。
参考文献:
[1]洪致育.连续运输机[M].北京:机械工业出版社,1983.
[2]谭发茂.沥青混合料离析及其对路面结构均匀性的影响[D].天津:天津大学,2008.
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