阅读说明：本技术 一种沥青熔化罐及沥青熔化混合工艺 (Asphalt melting tank and asphalt melting and mixing process ) 是由 马临涛 沙保卫 汪正兴 王伦祥 郝巨涛 杨看迪 夏世法 佰春明 张强 吕克鹏 宫 于 2020-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种沥青熔化罐及沥青混合工艺,该沥青熔化罐内部设有水平平台将该沥青熔化罐分成上下两层空间,可对两层空间内的沥青进行双层搅拌,此外还在熔化罐外部设有循环管道及循环泵。该沥青熔化罐能显著提高沥青熔化的速度,水平平台和外循环设计能够减少沥青与沥青外加剂混合死区,提高二者混的均匀度,提高了沥青混凝土的生产效率及施工质量。(The invention relates to an asphalt melting tank and an asphalt mixing process, wherein a horizontal platform is arranged in the asphalt melting tank to divide the asphalt melting tank into an upper layer space and a lower layer space, the asphalt in the two layers of spaces can be stirred in a double-layer mode, and a circulating pipeline and a circulating pump are arranged outside the melting tank. The asphalt melting tank can obviously improve the speed of asphalt melting, the horizontal platform and the external circulation design can reduce the dead mixing area of asphalt and asphalt admixture, improve the uniformity of the mixing of the asphalt and the asphalt admixture, and improve the production efficiency and the construction quality of asphalt concrete.)

一种沥青熔化罐及沥青熔化混合工艺

技术领域

本发明属于水利工程沥青混凝土工程施工领域，涉及一种沥青熔化罐及沥青熔化混合工艺。

背景技术

沥青作为一种建筑材料，广泛应用于公路建设、抽水蓄能电站水库防渗及其他建筑物建设中。

由于水利工程沥青混凝土施工存在施工工期短，施工强度大的特点，且施工地点一般都较为偏远，为了满足施工需求，水利工程沥青混凝土施工工地一般都使用体积较大的熔化罐，一次性熔化几十吨沥青供施工使用。为了解决沥青性能缺陷而往沥青中添加的各种外加剂，由于其高温稳定性不同且各工地使用品种、数量不同，很难在沥青生产时加入。沥青外加剂添加量一般比较低，例如抗剥落剂，掺量只有沥青的0.1％wt～1.0％wt，在十几方至几十方的熔化罐中要把几十公斤至几百公斤的沥青外加剂均匀的掺入沥青中，需要仔细设计熔化罐及混合工艺，避免熔化罐中出现死区从而造成外加剂混合不匀，直接影响沥青混凝土的质量，造成工程施工质量下降，从而导致抽水蓄能电站库盆防渗层或水库防渗层出现局部渗漏，并进一步造成水库防渗失败，难以修复的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种沥青熔化罐，该沥青熔化罐设置上下两层空间，可进行双层搅拌，同时在该熔化罐的外部还有外循环管道及循环泵，可提高沥青熔化罐物料的拌和均匀度，减少搅拌死区，提高沥青与外加剂的混合均匀度，从而提高水利工程沥青混凝土工程的施工质量。

本发明的另一目的在于提供一种使用上述沥青熔化罐的沥青熔化工艺。

为了实现上述目的，本发明提供一种沥青熔化罐，包含一卧式罐体，在该罐体的罐体壁设置有夹层，用于灌注导热油；

在该罐体的沿长度方向一端为循环端，另一端为放空端；

在该循环端顶部设置有一加料口，用于添加沥青和沥青混凝土抗剥落剂到罐体中；在该加料口下部设置有一外循环入口，在该罐体同侧底部设置有一外循环出口，外循环入口与外循环出口间通过外循环管连接，在该外循环管上设有一沥青循环泵，还设有一沥青出料管；其中，该外循环管上靠近该沥青循环泵的两端的位置还各设有一外循环阀门；

在该罐体的放空端的顶部最高点设置有一放空阀，该放空端底部最低点设置一排水阀；

放空阀用于防止沥青熔化罐憋气，当遇到憋气时打开放空阀，平衡罐内外压力。排水阀在放空物料或者洗刷罐体时打开，用于清空或清洗罐体内残留沥青时排除废液。

在该罐体的放空端底部设有导热油入口，在该罐体的循环端上部设有导热油出口，用于使导热油流入及流出罐体的夹层；

导热油由导热油加设备加热后沿导热油输入管进入沥青熔化罐夹层，对沥青加热，温度降低后的导热油从导热油输出管流回导热油加热设备，加热后再次从从导热油输入管流入沥青熔化罐夹层，循环利用。

在该罐体内中部最宽处设置一水平平台，该水平平台由平台支柱支撑；该水平平台沿该罐体宽度方向两侧向上弯曲呈弧形，可使熔化后的沥青向平台中心聚集；

两侧上弯使得整个水平平台沿宽度方向形成两侧的弧形部分和中间的水平部分；

该水平平台宽度方向两侧及朝向该罐体的循环端一侧与罐体焊接于一体，该水平平台朝向该罐体的放空端一侧与该罐体不连接，使得该水平平台将罐体内部分隔为上层空间和下层空间，该水平平台与该罐体的放空端之间为连接空间；

在该水平平台上铺设蛇形导热油管，该蛇形导热油管两端与该罐体壁的夹层连通；

该沥青熔化罐设有一或多个上层搅拌设备和一或多个下层搅拌设备，该上层搅拌设备和下层搅拌设备均由搅拌电机、连接杆和搅拌桨组成；该搅拌电机连接于该连接杆顶端，该搅拌桨连接于该连接杆底端；该上层搅拌设备的连接杆穿过该罐体顶部，使得该上层搅拌设备的搅拌电机位于该罐体的外部，该上层搅拌设备的搅拌桨位于该罐体内部的上层空间内；该下层搅拌设备的连接杆穿过该罐体顶部和该水平平台，使得该下层搅拌设备的搅拌电机位于该罐体的外部，该下层搅拌设备的搅拌桨位于该罐体内部的下层空间内。

上层搅拌设备和下层搅拌设备与沥青熔化罐的体积相关，沥青熔化罐较小时可以采用上层搅拌设备和下层搅拌设备各一个的设计，而当由于施工需要采用大型沥青熔化罐时，可根据搅拌范围增加上层搅拌设备和下层搅拌设备数量，主要目的是避免沥青熔化混合过程中出现搅拌死区，影响沥青质量。

更进一步地，所述水平平台的两侧的弧形部分与中部的水平部分夹角角度为15度～45度，优选为25度～35度，弧形部分的宽度为所述水平平台宽度的五分之一到四分之一。

更进一步地，所述水平平台的长度为罐体长度的60％～90％，优选70％～85％。

本发明还提供一种沥青熔化混合工艺，包括如下步骤：

1)将导热油通电加热至设定温度，开启导热油泵将导热油灌注到如上述的沥青熔化罐的罐体壁的夹层和导热油管中，使得该沥青熔化罐开始加热；

2)当沥青熔化罐内部温度达到设定温度，将沥青从所述沥青熔化罐的加料口加入，并开启下层搅拌设备；

3)当加入沥青质量达到设计质量的60％时，打开所述沥青熔化罐的外循环阀门，开启外循环泵；

4)罐内上层沥青温度达到设定温度，开启上层搅拌桨，加快沥青间传热，当沥青温度达到施工温度时，自出料口出料。

更进一步地，步骤1)所述导热油的设定温度为200℃～260℃，优选220℃～240℃。

更进一步地，步骤2)及步骤4)所述沥青熔化罐内部的设定温度为130℃～170℃，优选140℃～160℃；步骤4)所述沥青施工温度温度为150℃～185℃，优选160℃～175℃。

由于不同沥青的熔化温度有一定差异，罐内温度设定与沥青种类有关，普通沥青一般熔化温度为130℃～150℃，该温度作为普通沥青的设定温度；改性沥青一般熔化温度为150℃～170℃，该温度作为普通沥青的设定温度。而施工温度高于设定温度，用于防止在施工未完成时沥青温度自然降低至低于熔化温度造成沥青凝固而影响施工。

更进一步地，步骤2)在添加沥青的同时添加沥青混凝土外加剂，其中，沥青混凝土外加剂添加的质量分数为沥青的0.1％wt～1.0％wt，优选0.4％wt～0.8％wt。

耐高温性能好的沥青混凝土外加剂可选择与沥青同时添加。

或，步骤4)在沥青完全熔化后添加沥青混凝土外加剂，其中，沥青混凝土外加剂添加的质量分数为沥青的0.1％wt～1.0％wt，优选0.4％wt～0.8％wt。

耐高温性能一般的沥青混凝土外加剂可选择沥青熔化后再添加。

更进一步地，所述沥青混凝土外加剂为沥青混凝土抗剥落剂、SBS沥青改性剂或SBR沥青改性剂。

本发明提供的沥青熔化罐可单独融化沥青，也可进行沥青与外加剂混合作业。一般采用先加沥青，待沥青熔化后再加沥青外加剂的作业顺序。对于耐高温性能好的外加剂，也可与沥青同时添加。

水利工程沥青混凝土工程施工一般工期短，施工强度高，沥青熔化罐一般体积较大，为方便加料，一般采用卧式熔化罐。

为了防止沥青熔化过程中局部过热，沥青熔化罐一般采用导热油加热的方式供热。本发明中导热油经电加热设备加热后，经管道进入熔化罐夹层和罐内平台上蛇形加热管中，给沥青供热后回流至加热设备，油温由加热设备自动控制。

本发明中使用的水平弧形平台的把熔化罐中间巨大的空间分为上下两部分，其优点如下：

1.平台上铺设导热油管，从而增加传热面积，提高沥青熔化效率；

2.沥青熔化后在弧形平台上自行往中间低处流动，可以有效减少搅拌死区，防止完全水平的平台与罐体接触的部分沥青离搅拌桨较远而搅拌不到，无法自己流出，从而无法与沥青外加剂有效混合，因此弧形平台的设计能够加快沥青与外加剂的混合；

3.平台把熔化罐内部空间分成两部分，罐内沥青温度升高熔化后，自动沿平台低处经连接空间流到下层空间，位于下层空间的搅拌桨在一开始就搅拌，可以有效的提高沥青与外加剂的均匀性。

本发明设计使用的双层搅拌结构，其优点如下：

1.沥青刚被加入到沥青熔化罐内时，属固体或半固体状态，靠导热管或者熔化罐壁近的容易熔化，熔化后的沥青从平台低处自动流动下层，使未熔化的沥青继续靠近导热管或罐壁，能有效的提高熔化罐熔化沥青的速度。

2.加料完毕后，开启沥青外循环泵，加快冷热料混合，提高冷热沥青间的传质、传热，加快沥青的混合、熔化。

本发明增加外循环结构，其优点如下：

1.外循环使熔化罐内物料产生除了搅拌桨带来的局部旋转外的纵向流动，有效减少搅拌桨搅不到的死区，增加沥青间的传质传热，从而加快沥青的熔化和物料的混合。

2.外循环流量大，可加快沥青混凝土外加剂等少量加入物质与沥青混合，提高沥青外加剂与沥青混合的均匀度，从而提高沥青混凝土的质量及工程施工质量。

本发明的有益效果在于：

本发明提供一种沥青熔化罐，该沥青熔化罐通过设计水平平台分隔成上下两层空间，同时进行双层搅拌，并添加了熔化罐外部加循环管道及循环泵，上述结构可提高熔化罐的沥青熔化速度、减少搅拌死区，提高沥青与外加剂的混合均匀度，提高设备应对高施工强度的能力，从而提高水利工程沥青混凝土工程的施工质量，同时减少设备投资。

附图说明

图1为本发明提供的沥青熔化罐的结构示意图。

图2为本发明提供的沥青熔化罐的俯视图。

图3为图1中A-A截面剖视图。

图4为图1中B-B截面剖视图。

附图标记

1：罐体；11：夹层；2：加料口；31：外循环入口；32外循环出口；33：外循环管；34：沥青循环泵；35：沥青出料管；36：外循环阀门；41：放空阀；42：排水阀；43：导热油入口；44：导热油出口；5：水平平台；51：平台支柱；52：上层空间；53：下层空间；54：连接空间；6：蛇形导热油管；71：上层搅拌设备；72：下层搅拌设备；701，701’：搅拌电机；702、702’：连接杆：703、703’：搅拌桨。

具体实施方式

下面将对本发明的实施例进行详细、完善的描述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1

本发明提供一种沥青熔化罐，包含一卧式罐体1，在该罐体1的罐体壁设置有夹层11，用于灌注导热油；

在该罐体1的沿长度方向一端为循环端，另一端为放空端；

在该循环端顶部设置有一加料口2，用于添加沥青和沥青混凝土外加剂到罐体1中；在该加料口2下部设置有一外循环入口31，在该罐体1同侧底部设置有一外循环出口32，外循环入口31与外循环出口32间通过外循环管33连接，在该外循环管33上设有一沥青循环泵34，还设有一沥青出料管35(带阀门)；其中，该外循环管33上靠近该沥青循环泵34的两端的位置还各设有一外循环阀门36；

通过开启或关闭外循环阀门36来控制沥青是否进入外循环管33。

在该罐体的放空端的顶部最高点设置有一放空阀41，该放空端底部最低点设置一排水阀42；

放空阀41用于防止沥青熔化罐憋气，当遇到憋气时打开放空阀，平衡罐内外压力。排水阀42在放空物料或者洗刷罐体时打开，用于清空或清洗罐体内残留沥青时排除废液。

在该罐体1的放空端底部设有导热油入口43，在该罐体1的循环端上部设有导热油出口44，用于使导热油流入及流出罐体1的夹层11；导热油入口43和出口44通过管道分别连接导热油加热设备的出口和入口，使得罐体与导热油加热设备之间形成了导热油的循环。

在该罐体内中部最宽处设置一水平平台5，该水平平台5由多个平台支柱51支撑；该水平平台5沿该罐体1宽度方向两侧向上弯曲呈弧形，可使熔化后的沥青向平台中心聚集；两侧上弯使得整个水平平台沿宽度方向形成两侧的弧形部分和中间的水平部分；

该水平平台的两侧的弧形部分与中部的水平部分夹角α角度为15度～45度，如图3所示，优选25度～35度，本实施例中为30度，弧形部分的宽度为所述水平平台宽度的五分之一到四分之一，本实施例中为四分之一。该水平平台两侧弧形部分与中间部分的夹角度数随罐体宽度加宽适当增加，这样有利于熔化的沥青快速向平台中间汇集，然后向平台下层流动。

该水平平台5宽度方向两侧及朝向该罐体1的循环端一侧与罐体1焊接于一体，该水平平台5朝向该罐体1的放空端一侧与罐体1不连接，使得该水平平台5将罐体1内部分隔为上层空间52和下层空间53，该水平平台1与该罐体1的放空端之间为连接空间54；

该水平平台的长度为罐体长度的60％～90％，本实施例中为80％。

在该水平平台5上铺设蛇形导热油管6，该蛇形导热油管6两端与该罐体壁的夹层11连通，如图2所示，使得导热油也可以进入蛇形导热油管6，随导热油的循环不断流动而加热水平平台5上的沥青；

本实施例中该沥青熔化罐设有一个上层搅拌设备71和两个下层搅拌设备72，该上层搅拌设备71和下层搅拌设备71分别由搅拌电机701，701’、连接杆702、702’和搅拌桨703、703’组成；该搅拌电机701连接于该连接杆702顶端，该搅拌桨703连接于该连接杆702底端，该搅拌电机701’连接于该连接杆702’顶端，该搅拌桨703’连接于该连接杆702’底端；该上层搅拌设备71的连接杆702穿过该罐体1顶部，使得该上层搅拌设备71的搅拌电机701位于该罐体1的外部，该上层搅拌设备71的搅拌桨703位于该罐体1内部的上层空间52内；该下层搅拌设备72的连接杆702’穿过该罐体1顶部和该水平平台5，使得该下层搅拌设备71的搅拌电机701’位于该罐体1的外部，该下层搅拌设备72的搅拌桨703’位于该罐体1内部的下层空间53内，如图3和图4所示。

采用上述沥青熔化罐进行沥青熔化的主要运行过程为：沥青通过加料口投入熔化罐内水平平台上的上层空间，沥青升温熔化后经连接空间流到罐底的下层空间，经下层搅拌设备搅拌后出料或者经沥青循环泵及循环管重新进入上层空间，与平台上沥青混合并加速沥青熔化，可以在投入沥青时添加外加剂，也可以在沥青熔化后再添加外加剂，以增强沥青性能。

导热油加热设备、导热油泵以及连接到沥青熔化罐的外部导热油管均为现有设备，进行沥青熔化混合工艺前与沥青熔化罐连接，用于灌注加热后的导热油给沥青熔化罐升温，当导热油温度降低后从沥青熔化罐排出再进入加热设备加热，使得导热油在沥青熔化罐的夹层和蛇形导热油管中与加热设备之间形成循环流动。

整套设备建好使用前，需在罐体外加保温棉等保温措施，外循环管线需加电加热带伴热然后保温，以防沥青凝在外循环管道内。保温设备及技术是非常成熟的现有技术，本发明不详细叙述。

实施例2

使用实施例1提供的沥青熔化罐进行普通沥青先掺沥青混凝土抗剥落剂的工艺，使用70#沥青。

1.导热油通电加热至230℃，开启导热油泵，导热油进入沥青熔化罐夹层和平台导热油蛇形管开始加热；

2.沥青熔化罐内温度达到130℃时，开始自加料口往罐中加沥青，同时加入0.8％wt沥青混凝土抗剥落剂，并开启下层搅拌设备；

3.罐内加沥青加至设计量的60％时，打开外循环阀门，开启外循环泵。

4.罐内上层沥青温度达到130℃，开启上层搅拌设备，加快沥青间传热，当沥青温度达到施工温度时，本实施例为150℃。自出料口出料。

本实施例将普通沥青与沥青混凝土抗剥落剂同时加入沥青熔化罐，这种方法适用于高温性能比较好的沥青混凝土抗剥落剂。

高温性能好是指在施工前沥青与抗剥落剂性能试验中，沥青混凝土抗剥落剂与沥青同时熔化搅匀后，沥青与骨料粘附性能和沥青熔化后再掺抗剥落剂与骨料的粘附性相比不下降或者下降的比较少，称沥青混凝土抗剥落剂高温性能好，反之称为高温性能差。

每次施工前需要对沥青与沥青混凝土抗剥落剂进行试验，以确定针对该沥青型号使用的沥青混凝土抗剥落剂高温性能。

70#沥青熔化的温度在130℃左右，但是施工需要的沥青温度一般在150℃左右，沥青全部熔化后还有个继续加热的过程，这个时候沥青全部熔化，上下层搅拌都打开，能够使沥青升温更快。

实施例3

使用实施例1提供的沥青熔化罐进行改性沥青先掺沥青混凝土抗剥落剂的工艺，使用改性70#沥青。

1.导热油通电加热至230℃，开启导热油泵，导热油进入沥青熔化罐夹层和平台导热油蛇形管开始加热；

2.沥青熔化罐内温度达到150℃时，开始自加料口往罐中加沥青，同时加入0.5％wt沥青混凝土抗剥落剂，并开启下层搅拌设备；

3.罐内加沥青加至设计量的60％时，打开外循环阀门，开启外循环泵。

4.罐内上层沥青温度达到150℃，开启上层搅拌设备，加快沥青间传热，当沥青温度达到施工温度时，本实施例为170℃。自出料口出料。

本实施例将改性沥青与沥青混凝土抗剥落剂同时加入沥青熔化罐，这种方法适用于高温性能比较好的沥青混凝土抗剥落剂。

改性70#沥青熔化的温度150℃左右，但是施工需要的沥青温度一般在170℃左右，沥青全部熔化后还有个继续加热的过程，这个时候沥青全部熔化，上下层搅拌都打开，能够使沥青升温更快。

实施例4

使用实施例1提供的沥青熔化罐进行普通沥青后掺沥青混凝土抗剥落剂的工艺，使用70#沥青。

1.导热油通电加热至230℃，开启导热油泵，导热油进入沥青熔化罐夹层和平台导热油蛇形管开始加热；

2.沥青熔化罐内温度达到130℃时，开始自加料口往罐中加沥青并开启下层搅拌设备；

3.罐内加沥青加至设计量的60％时，打开外循环阀门，开启外循环泵。

4.罐内上层沥青温度达到130℃，开启上层搅拌设备，加入0.6％wt沥青混凝土抗剥落剂，当沥青温度达到施工温度时，本实施例为150℃，自出料口出料。

本实施例将普通沥青先加入沥青熔化罐，待沥青完全熔化后再加沥青混凝土抗剥落剂，属于后加法，此种方法适用于高温稳定性差的沥青混凝土抗剥落剂。

实施例5

使用实施例1提供的沥青熔化罐进行改性沥青后掺沥青混凝土抗剥落剂的工艺，使用改性70#沥青。

1.导热油通电加热至230℃，开启导热油泵，导热油进入沥青熔化罐夹层和平台导热油蛇形管开始加热；

2.沥青熔化罐内温度达到150℃时，开始自加料口往罐中加沥青并开启下层搅拌设备；

3.罐内加沥青加至设计量的60％时，打开外循环阀门，开启外循环泵。

4.罐内上层沥青温度达到150℃，开启上层搅拌设备，加入0.4％wt沥青混凝土抗剥落剂，当沥青温度达到施工温度时，本实施例为170℃。自出料口出料。

本实施例将改性沥青先加入沥青熔化罐，待沥青完全熔化后再加沥青混凝土抗剥落剂，属于后加法，此种方法适用于高温稳定性差的沥青混凝土抗剥落剂。

实施例6

使用实施例1提供的沥青熔化罐进行普通沥青不掺沥青混凝土抗剥落剂的工艺，使用70#沥青。

1.导热油通电加热至230℃，开启导热油泵，导热油进入沥青熔化罐夹层和平台导热油蛇形管开始加热；

2.沥青熔化罐内温度达到130℃时，开始自加料口往罐中加沥青并开启下层搅拌设备；

3.当加入沥青质量达到设计质量的60％时，打开所述沥青熔化罐的外循环阀门，开启外循环泵；

4.罐内上层沥青温度达到130℃，开启上层搅拌设备，加速沥青间传热，当沥青温度达到施工温度时，本实施例为150℃，自出料口出料。

实施例7

使用实施例1提供的沥青熔化罐进行改性沥青不掺沥青混凝土抗剥落剂的工艺，使用改性90#沥青。

1.导热油通电加热至230℃，开启导热油泵，导热油进入沥青熔化罐夹层和平台导热油蛇形管开始加热；

2.沥青熔化罐内温度达到150℃时，开始自加料口往罐中加沥青并开启下层搅拌设备；

3.当加入沥青质量达到设计质量的60％时，打开所述沥青熔化罐的外循环阀门，开启外循环泵；

4.罐内上层沥青温度达到150℃，开启上层搅拌设备，加速沥青间传热，当沥青温度达到施工温度时，本实施例为170℃。自出料口出料。

改性90#沥青熔化的温度150℃左右，但是施工需要的沥青温度一般在170℃左右，沥青全部熔化后还有个继续加热的过程，这个时候沥青全部熔化，上下层搅拌都打开，能够使沥青升温更快。

本发明提供的沥青熔化混合罐可用于沥青的熔化，也可用于沥青与外加剂熔化混合。单纯熔化时，采用本发明提供的熔化混合罐可加快沥青的熔化速度，熔化混合时可提高熔化速度，提高混合均匀度。以克服水利工程中水库沥青混凝土一旦混合不匀，就会出现沥青混凝土防渗层局部漏水，造成整个水库报废的问题。由于水库施工和公路不同，公路发生局部破坏可以局部修复，水库一旦发生渗漏量过大问题，一是渗漏点不易确定，二是需把水库水放空才能修复，这往往会造成很大损失。

从上述实施例可以看出，本发明提供一种沥青熔化罐，该沥青熔化罐中平台把罐内空间分为上下两部分，熔化罐从加料口加料，在上层熔化后延平台低处流到下层继续搅拌加热，升温后的沥青可通过外循环进入上层加热未熔化的沥青，加快未熔化沥青熔化速度，并促进物料混合，也可以通过出料口出料。本发明采用熔化罐中加设平台和外循环的设计，可以有效的加快沥青的熔化速度和提高沥青与外加剂的混合均匀度，克服了传统的沥青混合罐熔化速度慢，死区多的缺点。