防冰沥青混凝土外加剂投料装置及外加剂拌合方法与流程

本发明涉及施工技术领域，尤其涉及一种沥青混凝土外加剂投料装置及拌合方法。

背景技术：

随着经济社会的发展，基础设施建设在我国经济生活中扮演着越来越重要的角色。基础设施建设中经常需要用到沥青混凝土拌合楼。沥青混凝土拌合作业中会产生大量粉尘，因此大部分现有的沥青混凝土拌合楼均连接有配套的除尘箱。

沥青混凝土拌合作业中，主料（石子等）通过起吊装置吊运至沥青混凝土拌合楼上部，并投入强制间歇式搅拌缸。沥青混凝土拌合楼一侧设有用于将滚筒加热后的物料由地面输送至沥青混凝土拌合楼顶部的螺旋输送装置。混合料由沥青混凝土拌合楼上部进入强制搅拌缸中搅拌，搅拌均匀后由打开设置在强制搅拌缸底部的出料口处的卸料阀，搅拌均匀的物料由出料口流出。

沥青混凝土是修建路面的主要原料，随着技术的发展，对沥青混凝土的性能的要求越来越高。

路面结冰，会给交通带来非常大的影响。一方面，结冰后会造成车辆对路面的摩擦系数极大下降，车辆打滑增大了事故发生率，危害人们的生命健康以及财产安全；另一方面，为防止车辆打滑，在结冰路面车速很慢，增大了交通不畅的现象。因此，路面防冰技术就成为研究热点问题。

目前，国内外常用的抑制路面冰雪的处理方法总体上分为被动型和主动型两大类。被动型方法中，运用最广泛的就是在下雪后在路上撒布融雪剂，加速冰雪融化。被动型方法，只能在路面出现冰雪状况之后再来处理，只是缩减了冰雪给交通带来不利影响的时间，一方面不能做到时刻主动防冰，另一方面实施被动型抑制路面冰雪的方法需要大量的人力物力，成本很高。

路丽美是一种由氯化钙与斥水性油脂混合反应，经化学工艺处理而得到的路面防结冰材料，目前在施工领域作为一种沥青混凝土的外加剂使用，呈颗粒状。

使用时路丽美被添加到沥青混合料中用于沥青路面上面层，在温度较低的情况下，路丽美迅速地被激活，利用浸透压以及毛细管现象以及行驶车辆的摩擦作用使沥青路面中的路丽美成份析出，使得路面冰点降低，以此来阻止路面结冰，能够有效防止路面温度在-20℃以上时形成结冰。

路丽美作为一种新型的沥青混凝土添加剂，其成本很高，目前一吨路丽美材料的成本为7－8万元。使用路丽美作为沥青混凝土的外加剂，就需要向沥青混凝土拌合楼的搅拌缸中加入路丽美。现有常规的方法，是使用沥青混凝土拌合楼一侧固有的螺旋输送装置将路丽美由地面输送至沥青混凝土拌合楼上部，然后加入强制搅拌缸，与沥青混凝土的各原料搅拌均匀。

这种现有技术具有如下缺陷：

1、螺旋输送装置在将路丽美向上输送时，会造成路丽美颗粒大量破碎，使单位重量的路丽美原料的效能下降，路丽美的用量被迫增大，增大成本。

2、在强制搅拌缸中搅拌的过程中，路丽美材料会发生一定程度的破损。这也迫使人们在沥青混凝土中使用更大比例的路丽美材料，增大成本。

搅拌过程中，需要保证搅拌均匀，保证沥青将路丽美和石子等原料包裹起来。路丽美在强制搅拌缸中搅拌时间过短，则无法保证搅拌均匀，无法保证混合料中的沥青能够将路丽美材料包裹起来。搅拌时间过长，则路丽美的破损率又过高。

3、由于在路丽美的输送和搅拌过程中会发生一定程度的破损，因此迫使人们在沥青混凝土中使用更大比例的路丽美材料，这通常会压缩沥青混合料中矿粉的用量，降低矿粉含量，使矿粉含量低于2.5%，这也影响了沥青混凝土的整体性能。

4、本专利申请的发明人，经过创造性思考和实验，发现了以往本领域技术人员所没有发现的一个缺陷，从而为防冰路面在使用一段时间后呈蜂窝状提供了解释。

在施工技术领域，大家都知道，使用路丽美材料后，防冰沥青混凝土刚刚施工后的路面强度等性能也符合施工规范的要求。但使用不长一段时间后，防冰路面会呈蜂窝状，降低路面强度，使路面不再符合施工规范的要求。但此时施工路段往往已经通过了验收。

这个以往现有技术中没有发现、由本专利申请的发明人所首次发现的缺陷是：普通密级配沥青混合料的空隙率在4%～6%，加入“路丽美”后沥青混合料空隙率加大1%～2%左右，导致空隙率往往会超过6%，而路丽美掺加量大、路丽美遇水就化，所以在路面施工完毕一段时间后，路面上层的路丽美被雨水等水源融化掉，使路面呈蜂窝状，从而导致路面强度下降。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种防冰沥青混凝土外加剂投料装置，能够以较低的成本避免或降低螺旋输送和强制搅拌带来的原料破损现象。

为实现上述目的，本发明的防冰沥青混凝土外加剂投料装置包括框架式楼体，楼体由下至上设有五层以上工作平台，楼体一侧设有除尘箱，除尘箱顶部与楼体第四层工作平台相齐平，除尘箱顶部存储有待投料的外加剂；楼体内设有强制搅拌罐，强制搅拌罐的底端设有卸料口，卸料口处设有卸料电磁阀；强制搅拌罐的上部设有加料口；

第三层工作平台和第四层工作平台之间的楼体前侧固定连接有储料罐和投料罐，投料罐的容量与设计的外加剂一次投放量相同，储料罐的容量为投料罐的二至四倍，储料罐位于投料罐的正上方且二者通过连接管相连接，连接管上设有称重装置和连接电磁阀；投料罐底部通过投料电磁阀连接有投料管，投料管向下与强制搅拌罐相连通；

储料罐顶部连接有上大下小的喇叭形投料口，投料口的顶部开口在第四层工作平台上并与第四层工作平台相齐平；

所述称重装置、投料电磁阀和卸料电磁阀均与一电控装置相连接。

所述电控装置为plc或单片机或集成电路。

所述投料罐顶部设有入料口，所述连接管与入料口相连接；

所述投料罐上设有强制投料装置，强制投料装置包括水平设置在投料罐内并与投料罐侧壁滑动连接的压料箱，压料箱中部设有上下通透的落料孔，落料孔上端开口处的压料箱连接有接料斗，压料箱位于上极限位置时接料斗顶部与投料罐的入料口对应相接；

投料罐顶部连接有两个压料气缸，两个压料气缸左右对称设置且两个压料气缸的伸出杆均向下连接所述压料箱；压料箱内固定连接有堵孔用气缸，堵孔用气缸的伸出杆连接有堵块，堵块大于所述落料孔，堵块的上表面与压料箱顶壁滑动连接，堵块的下表面与压料箱底壁滑动连接；堵孔用气缸的伸出杆伸出时堵块封堵所述落料孔，堵孔用气缸的伸出杆收回时堵块离开所述落料孔。

本发明还公开了使用上述防冰沥青混凝土外加剂投料装置的外加剂拌合方法，依次按以下步骤进行：

第一步骤是使用起吊装置将4吨外加剂存储在除尘箱顶部；

第二步骤是启动强制搅拌罐，使用起吊装置将防冰沥青混凝土的主料从加料口投入，人工将除尘箱顶部的外加剂运送至第四层工作平台上，然后将外加剂通过投料口投入储料罐，直到储料罐和投料罐装满外加剂；

第三步骤是在一次搅拌周期到期前9秒钟，启动堵孔用气缸和压料气缸，堵孔用气缸带动堵块封堵落料孔，压料箱在压料气缸的带动下向下运动，将投料罐内的外加剂在1秒钟内强制压出；然后压料气缸带动压料箱向上复位，最后打开连接电磁阀，使储料罐内的外加剂通过连接管和称重装置进入投料罐；称重装置测量到下落物料的重量达到设定的一次投料量时向电控装置发出信号，电控装置关闭连接电磁阀；

第四步骤是在外加剂投放完毕8秒钟后，控制强制搅拌罐停止搅拌，打开卸料电磁阀，使搅拌均匀的混合料向下流出强制搅拌罐；

循环进行第三步骤和第四步骤，实现连接搅拌作业。

在所述第三步骤和第四步骤循环进行的过程中，当除尘箱顶部的外加剂少于500公斤时，使用起吊装置向除尘箱顶部补充外加剂；当储料罐中的外加剂少于设定的一次投放量时，将外加剂通过投料口投入储料罐，直到储料罐装满外加剂。

本发明结构简单，便于在已有沥青混凝土拌合楼的基础上进行改造，且改造成本较低。本发明在研发过程中，首先想到的不是本申请中的技术方案，而是另外两种改造方案。第一种改造方案，是在地面投放外加剂（路丽美），这种方案需要拆掉现有的粉碎装置，对5吨罐进行改装，至少花费5万元改装费用。第二种改造方案，是在沥青混凝土拌合楼的第三层工作平台上投料，安装滑槽和电动门，但这样就需要在第三层工作平台上搭建贮料平台，改造费用本身就需要4万元。采用本发明的结构，利用现有除尘箱顶部作为贮料平台，无须另外搭建贮料平台；储料罐和投料罐均为现有设备，只需要在储料罐和第四层工作平台之间加装喇叭形投料口，并在投料罐上安装强制投料装置即可，改造费用仅需5000元，即可在无需改动现有设备的基础上，实现降本增效。

采用本发明的结构和方法，不再需要使用螺旋输送装置输送外加剂（路丽美），避免了输送过程中造成外加剂破损，降低了路丽美的用量，节约了成本。

如果没有强制投料装置，路丽美自然落料的时间较长且现有投料装置在运输和投料过程中现有装置需要对原料进行搅拌和破碎，这与外加剂路丽美不得出现破碎的要求矛盾。外加剂路丽美进入强制搅拌罐后，如果搅拌时间低于8秒钟，则难以搅拌均匀，不能使混合料中的沥青将外加剂全部包裹起来，会影响混合料所铺设路面的性能。搅拌时间越长，尤其是搅拌时间超过9秒之后，路丽美在强制搅拌罐中的破损率就会大大上升，降低路丽美的功用，从而会使人们被迫在混合料中添加更多的路丽美。现有技术中，本领域技术人员对此没有清醒的认识，尤其没有合适的手段确保路丽美在强制搅拌罐中的搅拌时间处于合适区间。

添加更多的路丽美，一方面增加了成本，另一方面降低了混合料中的矿粉含量，给沥青混凝土的整体性能带来不利影响。发明人根据以上新认识，创造性地研发了强制投料装置，将投料时间压缩至1秒以内，同时不影响投料罐进料。如果不能压缩投料时间，则会提高路丽美的破损率。比如投料时间为4秒，则为了保证路丽美均被沥青所包裹，则必须在投料结束后持续搅拌8秒钟，对于在投料的第一秒内就进入强制搅拌罐的路丽美来说，实际上在强制搅拌罐中搅拌的时间就达到了12秒，破损率很高。

采用本发明的结构和方法，将投料时间压缩在1秒以内，既保证路丽美均被沥青所包裹，又防止搅拌时间过长造成路丽美破损率过高。

总之，采用本发明的结构和方法，保证了路丽美不会在输送和搅拌的过程中破损率过高，降低了路丽美的用量，无须压缩沥青混合料中矿粉的含量，既大幅节约成本，又便于在现有沥青混凝土拌合楼的基础上进行改造，且为沥青混凝土整体配方更均匀合理提供了基础。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是投料罐处强制投料装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的防冰沥青混凝土外加剂投料装置包括框架式楼体1，楼体1由下至上设有五层以上工作平台2，楼体1一侧设有除尘箱3，除尘箱3顶部与楼体1第四层工作平台2相齐平，除尘箱3顶部存储有待投料的外加剂；楼体1内设有强制搅拌罐4，强制搅拌罐4的底端设有卸料口5，卸料口5处设有卸料电磁阀13；强制搅拌罐4的上部设有加料口6；对于不同粒度的物料，可以由设置在不同楼层的加料口6投入强制搅拌罐4。

第三层工作平台2和第四层工作平台2之间的楼体1前侧固定连接有储料罐7和投料罐8，投料罐8的容量与设计的外加剂一次投放量相同，储料罐7的容量为投料罐8的二至四倍（优选三倍），本实施例中，储料罐7容量为600公斤，投料罐8的容量为200公斤，设计的一次投放量为200公斤。

储料罐7位于投料罐8的正上方且二者通过连接管9相连接，连接管9上设有称重装置和连接电磁阀；投料罐8底部通过投料电磁阀11连接有投料管12，投料管12向下与强制搅拌罐4相连通；称重装置和连接电磁阀均为现有装置，因幅面原因图未示。

储料罐7顶部连接有上大下小的喇叭形投料口10，投料口10的顶部开口在第四层工作平台2上并与第四层工作平台2相齐平；

所述称重装置、投料电磁阀11和卸料电磁阀13均与一电控装置相连接。

所述电控装置为plc或单片机或集成电路，均为现有技术，图未示所述电控装置。

所述投料罐8顶部设有入料口14，所述连接管9与入料口14相连接；

所述投料罐8上设有强制投料装置，强制投料装置包括水平设置在投料罐8内并与投料罐8侧壁滑动连接的压料箱21，压料箱21中部设有上下通透的落料孔22，落料孔22上端开口处的压料箱21连接有接料斗23，压料箱21位于上极限位置时接料斗23顶部与投料罐8的入料口14对应相接；

投料罐8顶部连接有两个压料气缸24，两个压料气缸24左右对称设置且两个压料气缸24的伸出杆均向下连接所述压料箱21；压料箱21内固定连接有堵孔用气缸25，堵孔用气缸25的伸出杆连接有堵块26，堵块26大于所述落料孔22，堵块26的上表面与压料箱21顶壁滑动连接，堵块26的下表面与压料箱21底壁滑动连接；堵孔用气缸25的伸出杆伸出时堵块26封堵所述落料孔22，堵孔用气缸25的伸出杆收回时堵块26离开所述落料孔22。

压料箱21内于堵块26行程之外的部分填充有填料27。所述压料气缸24和所述堵孔用气缸25分别与所述电控装置相连接。填料27能够避免外加剂进入并充满压料箱21。

本发明还公开了所述防冰沥青混凝土外加剂投料装置的外加剂拌合方法，依次按以下步骤进行：

第一步骤是使用起吊装置将4吨外加剂存储在除尘箱3顶部；

第二步骤是启动强制搅拌罐4，使用起吊装置将防冰沥青混凝土的主料（包括级配矿料和沥青）从各层加料口6投入，人工将除尘箱3顶部的外加剂运送至第四层工作平台2上，然后将外加剂通过投料口10投入储料罐7，直到储料罐7和投料罐8装满外加剂；

第三步骤是在一次搅拌周期到期前9秒钟，启动堵孔用气缸25和压料气缸24，堵孔用气缸25带动堵块26封堵落料孔22，压料箱21在压料气缸24的带动下向下运动，将投料罐8内的外加剂在1秒钟内强制压出；然后压料气缸24带动压料箱21向上复位，最后打开连接电磁阀，使储料罐7内的外加剂通过连接管9和称重装置进入投料罐8；称重装置测量到下落物料的重量达到设定的一次投料量时向电控装置发出信号，电控装置关闭连接电磁阀；投料罐8并非是密封罐。

第四步骤是在外加剂投放完毕8秒钟后，控制强制搅拌罐4停止搅拌，打开卸料电磁阀13，使搅拌均匀的混合料向下流出强制搅拌罐4；

循环进行第三步骤和第四步骤，实现连接搅拌作业。

在所述第三步骤和第四步骤循环进行的过程中，当除尘箱3顶部的外加剂少于500公斤时，使用起吊装置向除尘箱3顶部补充外加剂；当储料罐7中的外加剂少于设定的一次投放量时，将外加剂通过投料口10投入储料罐7，直到储料罐7装满外加剂。本实施例中，外加剂采用瑞士路丽美防冰路面有限公司生产的路丽美产品。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。