集料含水量对沥青混凝土路面施工成本的影响

集料含水量对沥青混凝土路面施工成本的影响

发表时间：2018-07-26T14:09:52.657Z 来源：《基层建设》2018年第15期作者：叶海昆[导读] 摘要：本文主要对集料含水量对沥青混凝土路面施工成本的影响因素进行分析，并对加强沥青混凝土路面施工成本控制的具体的措施进行了探讨，旨在提高沥青混凝土路面施工质量及施工成本管理水平。

惠州市市政工程总公司广东惠州 516000

摘要：本文主要对集料含水量对沥青混凝土路面施工成本的影响因素进行分析，并对加强沥青混凝土路面施工成本控制的具体的措施进行了探讨，旨在提高沥青混凝土路面施工质量及施工成本管理水平。

关键词：集料含水量；沥青混凝土；施工成本控制

一、前言

沥青混凝土路面具有坚实、耐久、平整、良好的抗滑性，防渗、耐疲劳的性能和抗高温开裂的温度稳定性，我国绝大部分高等级公路都采用沥青混凝土路面。在沥青路面施工过程中，集料含水量对沥青混凝土路面施工成本的影响和施工质量影响比较大。下面就对集料含水量对沥青混凝土路面施工成本的影响因素进行分析，并对加强沥青混凝土路面施工成本控制的具体的措施进行了探讨，旨在提高沥青混凝土路面施工质量及施工成本管理水平。

二、集料含水量对沥青混凝土路面施工成本的影响因素

（1）施工材料。施工原材料的质量直接影响了沥青混合料的拌合质量，粗集料中的软石以及针片状颗粒都会对混合料的质量产生直接影响。沥青混凝土中粗集料与细集料由于配合比例与其吸水性的不同，导致他们在搅拌的时候容易出现不符合施工标准的情况，调查研究表明，通过拌和站与集料含水量变化的对比，当集料含水每增加1%，则每吨混合料燃油将多消耗0.6公斤，3000型沥青拌合站产量也将下降10t/h。在通常情况下，假设骨料含水量为2%，骨料加热温度为160℃，骨料常温是20℃，1 kg燃料油产生的热能是9800Kcal，1kg柴油产生的热能是10500Kcal/kg，骨料的比热是0.2Kcal/kg℃。水的气化热是537Kcal/kg℃，比热是1Kcal/kg℃，根据ASTEC 沥青拌和楼参数，烟气排量每分钟为2200m3，空气的比重为1.29kg/m3，空气的比热是0.7088kJ/kg℃，1kJ=0.2275Kcal，根据Q=cm（t2-t1），那么，加热1t骨料所需的能量是这样计算的：

1）骨料所需的能量：Q1=cm（t2-t1）=0.2×1000（1- 2%）（160- 20）=27440 Kcal。 2）将水从常温加热到100℃所需的能量：Q2=cm（t2-t1）=1×1000×2%（100- 20）=1600Kcal。 3）将水从100℃加热到100℃的水蒸气所需的能量：Q3=qm=537×20=10740 Kcal。

4）烟气所消耗的能量：V=vt=2200×60=132000m3，m=ΡV=1.29×132000=17028 kg，Q=cm（t2-t1）=0.7088×0.2275×170280×（160-20）=3844118.68Kcal，沥青拌和站以每小时平均产量为260t计，则1t骨料所耗的烟气能量是：Q4=3844118.68/260=14785Kcal。因此，加热1t 骨料至160℃时所需要的能量是：

Q总=Q1+Q2+Q3+Q4=54565Kcal。相当于5.57kg180#燃料油，或5.20kg0#柴油。所以，用燃料油比用柴油在数量上是多用（5.57-

5.2）÷5.2=7%。现在分别以温度的变化和含水量的变化来分析在生产过程中对用燃油消耗量的影响，以燃烧180# 燃料油计算：

①将含水量（%）不同的1t骨料加热至不同温度（℃）所需的燃料油数量（kg）见表1。表1、温度和含水量与燃料油消耗关系

从表1 数据可见，含水量一定时，1t骨料每增加5℃，各种含水量燃油的增量是相等的，即2.90-2.80=0.1，3.00-2.90=0.1，3.10-2.90=0.1⋯，即骨料的

温度每增加1℃，用油量就增加2%。

②将常温下1t骨料中不同的含水量加热至100℃的水，再将100℃的水变成蒸气，所需的燃料油见表2。表2、含水量与燃料油消耗关系表

从表2的数据可以看出，含水量每增加1%，水汽的燃油的增量是一定的。

1.89-1.26=0.63，

2.52-1.89=0.63，

3.77-3.14=0.63⋯⋯即含水量每增加1%，骨料加热到相同温度所需的燃油消耗量也是按比例增大的。

③沥青拌和楼以平均260t/h 产量计，生产每吨混合料烟气所消耗的燃料油（kg）见表3。表3、烟气耗油量与1t 沥青混合料耗油关系

从表3 的数据可以看出，温度每增加5℃，生产1t 沥青混合料烟气所消耗

的油量就增加0.05kg，即烟气每增加1℃，燃料油的用量就增加1%。在温度一定时，加热骨料的燃油消耗量与烟气的燃油消耗量是一定的。

（2）施工机械。沥青混凝土拌合容器一般为干燥筒，干燥筒有着特殊的结构，它筒的长度与其内部叶片结构、部件回转速度影响着干燥筒的干燥效率，据相关数据分析，干燥筒内的回转速度与倾斜角可以决定集料停留的时间，其原理是通过集料中水分蒸发完毕并加热到符合工程规定的温度所需要的时间进行确定，叶片结构与其分布位置决定着集料在干燥筒内能否被充分与均匀的搅拌，并缩短其加热时间，干燥滚筒的长度影响集料在滚筒内的停留时间。

（3）施工工况。施工过程中需要给予集料常温保存，一般集料的含水量过多并不符合施工要求，施工要求集料保持干燥，冷集料含水量在干燥筒中容易花费大量时间，这是因为干燥筒将冷集料中的水分蒸发掉需要大量有燃料油提供的热量，干燥筒处理冷集料的时候，先将冷集料中含的水份蒸发掉，然后还要将蒸发水分后的集料加热到工程标准的温度。实际上，干燥筒加热含水冷集料所消耗的热量是由两部分组成的：一部分是将料中的水分升温、蒸发以及使水蒸气加温至废气温度所消耗的热量，它与集料中所含的水分成正比；另一部分是将集料加热至要求的温度所消耗的热量，它与热集料的生产量成正比。

从以上分析可以看出，正常情况下，含水量每增加1%，燃油消耗量则以10%的数量增长。所以含水量对燃油消耗量的影响是非常大的，同时，施工机械和施工工况都会影响施工成本。

三、加强沥青混凝土路面施工成本控制的具体的措施

（1）精选施工材料，准确控制材料拌合配合比。在沥青混凝土施工中，首先要对每一个料源的材料分别进行取样试验。一般在施工前一个月应该将混凝土的配比材料种类与数量进行细分，按目标配合比设计，生产配合比设计，生产配合验证三个阶段进行试拌、试铺后，进行大批生产，这样避免生产过程中出现材料由于配合比错误产生的产品浪费，节约施工成本。

（2）合理使用施工机械，提升集料拌合水平。沥青混凝土拌合水平除了拌合技术与材料性质外还与拌和机的质量有关，由于路面工程的特殊性，沥青混凝土必须要由拌和机进行拌制，对于各种规格不同、品种不同的集料和矿料以及沥青，在配料时一定要遵照固定的标准，沥青在加热时要使用导热油，保证温度在160-170℃的区间内，矿料在加热时要保证加热温度保持在170-180℃区间内，再将二者混合后的沥青混凝土，要求其在出厂时温度保持在150-160℃区间内，避免花白料、超温料的产生，作为混合料如果其搅拌环境温度达到了200℃以上的话就应该放弃，并且，这些混凝土在运输到建设施工现场时温度至少在在140℃以上。热料筛分要用最大筛孔并选定合适的，避免产生超尺寸的颗粒。沥青混合料的搅拌时间应以混合料拌和均匀、所有矿料颗粒包裹覆盖程度。并通过试拌确定，批量混合机每锅拌和时间是最好30-50s（其中干拌时间不得少于5s）。拌好的沥青混合料应均匀一致，没有花白料，并且没有结团成块或严重的粗料分离现象。不符合要求的，应及时调整，以便提高施工效率，降低施工成本。

（3）加强施工工况管理，控制施工进度，节约施工成本。路面面层施工分三个层面，工序十分复杂，一般使用的机器包括找平装置、振动板、摊铺机几种，使用各种机器将路面压实，采用厚度适当的平衡梁进行安装，安装时，预先检查最下面基层的质量，发现松动或损坏的时候，应该及时修复，使用钢丝将平衡梁固定，待两台摊铺机一起使用的时候将机器内的混合料温度降低，以免造成摊铺机使用障碍，观察摊铺机的推力与行驶速度，混合料的压实从其压实方式与作用进行分类的话，一般分为三个阶段：初压（采取静压方式，在摊铺面温度较高时进行，由外向内）；复压（采取静压方式，必须经过四次碾压，确保骨料密实）；终压（采用胶轮揉挤和振动压实方式，碾压两遍，次凹处静压产生的轮迹）。对摊铺地面进行压实处理，并进行一定的应力测试，检验摊铺面的压实效果。确保摊铺面的平整与紧实。由外向内发现摊铺地面出现不平整状态时，及时给予调整，以免摊铺料发生不正常偏移，运料的时候控制混合料的温度，一些集料含水量过多，便容易加大蒸发它的热力，这些热力需要耗费大量的燃料，因此，在储存混合料的时候应该摒弃原来的露天存放，转移到室内或覆盖存放。测量成品形成时的温度，超过设计温度的混合料应该及时弃用，以免造成施工障碍，从而增加施工成本。因此，控制沥青混凝土的施工过程避免燃料耗费过高可以降低工程陈本。

四、结束语

综上所述，在沥青混凝土施工项目中，应该重点关注管理工作，所有工作人员都应该树立重视质量的观念和成本管理意识，针对集料含水量对沥青混凝土路面施工成本的影响进行分析，在确保施工材料质量的前提下、正确使用施工工艺，提升拌合水平，控制施工进度，从而节约施工成本。

参考文献：

[1]邵素仿.新型沥青路面施工工艺与质量控制[J].交通世界（建养.机械）.2012（05）

[2]刘登峰，王翠峰.浅谈沥青路面施工工艺及质量控制[J].科技信息.2010（07）

[3]胡文辉.公路沥青路面施工工艺及施工质量控制[J].科技创新导报.2010（24）

[4]王得晖，张学志.改性沥青混凝土路面施工质量控制要点[J].中国新技术新产品.2011（03）