沥青混合料生产配合比设计及控制要点分析

沥青混合料生产配合比设计及控制要点分析沥青混合料生产配合比设计及控制要点分析薛智敏(福建省高速公路养护工程有限公司,福建福州350001)摘要:一个好的目标配合比设计能否得以实现取决于生产配合比设计及生产过程中对生产配合比的控制.文章对生产配合比设计及生产配合比控制中的要点进行总结,提出保证目标配合比设计得以实现的几点建议.关键词:沥青混合料;生产配合比设计;控制中图分类号:u414文献标识码:B《沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)中指出:沥青混合料配合比设计包括目标配合比设计,生产配合比设计和生产配合比设计验证阶段.目标配合比设计的主要目的找出符合《沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)各指标要求的原材料组成.生产配合比设计的主要目的是指导拌和楼生产出与目标配合比设计中各原材组成基本相同的沥青混合料.为实现此目的,生产配合比设计的主要任务就是从拌和楼各热料仓取样筛分,初步确定各热料仓的材料比例,并取目标配合比设计的最佳沥青用量,最佳沥青用量士0.3%等3个沥青用量进行马歇尔试验,确定生产配合比的最佳沥青用量及各热仓材料比例供拌和楼生产时使用.生产配合比设计与控制的好坏,直接影响所生产沥青混合料的品质,进而影响路面施工的质量.现结合日常工作,对热沥青混合料生产配合比设计及控制要点进行分析.1冷料进料速度的控制方法分析根据我国国情,公路施工单位一般没有石料加工厂,而是采购由集体或个人开办的小型加工厂生产的石料.由于小型石料加工厂生产的集料的变异性多较大,为控制所生产沥青混合料的品质,我国普遍采用间歇式拌和机进行热沥青混合料的生产.间歇式拌和楼的生产流程为:冷料仓进料,经过滚筒加热和二次筛分进入各热料仓,根据生产配合比称取沥青,矿粉,各热料仓集料进行拌和.从间歇式拌和楼的生产流程中可以看出:间歇式拌和楼并不会改变所进冷料仓集料的整体级配.为此,在进行生产配合比设计及实际生产时,应使得各冷料仓集料按目标配合比的比例进行出料.为保证各冷料仓按目标配合比比例出料,需要对各冷料仓的出料速度进行控制.有些单位在做二次筛分前,不对冷料仓进行标定而是随意设定调速电机转速,象征性地将冷料通过干燥筒加热烘干振筛,取各热料仓样品进行生产配合比设计.其结果是:在实际生产时,可能会出现热料仓等料,溢料,所生产混合料级配与生产配合比级配差异较大等情况.为此,在进行生产配合比设计前,需要对各冷料仓的出料速度进行标定.拌和楼是通过冷料仓出料口开度及皮带转速来控制冷料仓冷料出量的.冷料仓的出料口开度在实际生产过程中,一般不做调整.为此,冷料仓出料量的调整一般通过皮带转速的调整来实现,与此相对应,冷料仓出料速度的标定一般标定出料量与皮带转速之间的关系.在进行冷料出料口的标定时,需要称量皮带在各转速下集料的出量.各单位一般采取并移走皮带输料机接头的提升运输机,将装载机置于该处接料的方法来量取出料量.该方法需要移走皮带输料机接头的提升运输机,较为复杂.经过多次尝试,发现也可采用量取固定长度提升皮带上集料的重量的方法来进行标定.由于提升皮带的转速是固定的,也可以通过量取固定长度提升皮带上集料的重量的方法来表征集料的出量.拌和楼皮带的转速是以百分比表示的,在进行标定前,按日常使用的最小转速,最大转速及二者均值作为标定点,分别测量3次集料的出量,得到流量,转速的对应关系表.以某拌和楼流量,转速表为例进行说明,如表1所示.做出流量与转速关系图,如图1所示.2011年8期(总第8O期)147表1流量,转速对应关系表411O.42021.23O28.040686.67.11O.09.810.113.7l3.4l3.935.0b030.010.030.O瘸15.010.O5.030.027.0面24.0媛21018.O10203040506030354045505560转速/%转速/%9.5.19仓流量标定图4.75—9.5仓流量标定图102030405060转速/%0-4.75仓流量标定图l6.014.0囊::8.06.Ol52O2530354045转速砂仓流量标定图图1流量与转速关系曲线从关系曲线中可以看出:拌和楼各冷料仓的流量与转速基本成线性关系.将目标配合比中各档原材料的比例代入关系式,即可求得各冷料仓库的转速,如表2所示.表2冷料仓转速计算表按此冷料仓的转速进行实际生产,可能会出现冷料进料过快或过慢的情况.出现此情况,可以对各冷料仓的皮带转速同比放大或缩小,使得拌和楼的进料速度与产量相适应.2二次筛分筛网设置间歇式拌和楼需要进行二次筛分.为此,在拌和楼内,需要相应的设置二次筛分筛网.在进行二次筛分筛网设置时,考虑到拌和楼振动筛长度的有限且按一定倾角布设,矿料在上面不可能完全筛分,故振动1482011年8期(总第8O期)筛筛孔直径要略大于相应试验标准方孔筛直径.¨前,常用的间歇式拌和楼筛网的设置与方孑L筛的对照关系如表3所示.表3拌和楼筛网与方孔筛的对照关系表在设置筛网时,最大筛网一般选择所拌和的沥青混合料最大公称粒径相应的振动筛筛孔,用以杜绝超粒径.中间筛网一般根据各热料仓料用料量均衡的原则设置,以避免出现溢料,等料的现象.在设置筛网时,建议所有的拌和楼均设置3,6的筛网用以控制所生产混合料中0—2.36及2.36～4.75颗粒含量.因为根据试验经验,在混合料中0～2.36,2.36～4.75颗粒含量对混合料空隙率的影响最大,对混合料性能的影响也最大.设置3,6的筛网有利于控制混合料中0～2.36,2.36～4.75颗粒含量的比例,进而控制混合料的性能.3除尘风门的控制间歇式拌和楼均具有除尘功能,拌和楼除尘功能的强弱与除尘风门的设置有关.除尘风门较大,则除尘较为彻底,除尘风门较小则热仓料中的尘土含量较高.在拌和楼进行除尘时,除颗粒小于0.075的粉尘会被除去外,其他颗粒较小的石屑也会被一并除去.在生产中,如随意调整除尘风门的大小,会导致拌和楼拌制混合料的中细料级配变异过大,影响所生产混合料的质量.为此,在拌和楼生产时的除尘风门的设置不应随意调整,且宜与热仓料取样时拌和楼的除尘风门的设置一致.4生产时混合料级配控制要点按《沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)254268O64mmm加勰嬲加卯994025935553加加勰如938935298852弱规定,在沥青混合料的生产过程中,应每天抽检混合料的油量,级配.在抽检的过程中,可能会出现生产级配与生产配合比级配偏差超出规范要求范围的情况.分析其原因可能有三:一是,原材料的级配变化;二是,原材料进料速度变化;三是,拌和楼二次筛分的筛网堵塞.现分别进行分析:4.1原材料的级配变化由于我国的公路施工单位一般没有石料加工厂,所用原材料的级配变化较大.在原材料级配发生变化时,如果不对各冷料仓的进料速度进行调整,会导致拌和楼热料仓集料级配的变化,进而影响所生产混合料级配.为此,在出现拌和楼级配偏差时,应先对原材料级配进行分析.如果原材料级配发生较大变化,则应用各档原材的级配重新拟合目标级配.进而,根据各档原材的新拟合比例,利用冷料仓流量与转速关系重新确定各档原材对应冷料仓的转速,保证冷料仓出料的整体级配与目标级配的吻合度.4.2原材料进料速度变化即便是稳定的料场,其生产的各档集料的级配也是会变化的.由于原材级配的变化,拌和楼在实际生产时,即便按生产配合比设计时设置的冷料仓进料速度进料也可能会出现溢料或等料的情况.在此情况下,有些拌和楼操作手会大幅降低或提高溢料或等料热料仓相应冷料仓的进料速度,以求尽快解决溢料或等料的情况.按此方法进行操作,可以在较短时间内解决溢料或等料的情况,但会使得原来溢料的热仓出现等料的情况,等料的热仓出现溢料的情况.此时,如再进行大幅调整,则陷入恶性循环.而由于冷料的进料速度变化过大,也将导致拌和楼所生产热沥青混合料的级配失控.在出现溢料或等料的情况下,正确的做法应是对溢料或等料热仓所对应冷料仓的进料速度进行微调,使各热料仓的收支逐渐趋于平衡.为此,在出现拌和楼级配偏差时,应向拌和楼操作手了解生产过程中冷料仓进料速度的控制情况.4.3拌和楼二次筛分的筛网的堵塞或损坏.由于各种原因,拌和楼二次筛分的筛网可能会出现堵塞或损坏.由于集料需要经过二次筛分才能进入热料仓,筛网的堵塞或损坏也会导致拌和楼各热料仓集料级配的变化,进而影响拌和楼所生产混合料的级配.为此,在出现拌和楼级配偏差时,应检查拌和楼筛网的堵塞或损坏情况,出现堵塞应及时清理;出现损坏,应及时更换,保证拌和楼二次筛分筛网状态良好.5结论及建议综上所述,生产配合比设计及其在生产过程中的控制是保证目标配合比得以实施的关键,在生产配合比设计及生产控制中要注意以下几个方面:(1)拌和楼各冷料仓的流量与转速基本成线性关系.生产配合比设计阶段,必须进行冷料仓流量试验得出流量及皮带转速的关系式,确定各料仓合理的皮带转速.(2)在设置拌和楼筛网时,根据需要按表3所示对应关系选择相应的筛网.为保证所生产混合料质量,拌和楼宜设置3rnm,6ram的筛网.(3)为保证拌和楼细料级配的稳定,生产阶段除尘风门的设置应与生产配合比阶段一致.(4)在生产过程中,如发现所生产混合料级配发生偏差,宜从原材料的级配,生产中冷料上料速度,拌