关于沥青混合料生产配合比的探讨.

科技信息 2007年第 34期 SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION

1. 引言

我国《沥青路面施工技术规范》中规定 :沥青混合料配合比设计包括三个阶段 , 即目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段和生产配合比验证阶段 [1]。这三个阶段关系相互依存 , 缺一不可。可以说 , 没有目标配合比设计 , 就没有正确的生产配合比设计 ; 同时没有正确的生产配合比设计 , 就没有正确的标准配合比 , 所以沥青混合料配合比设计是沥青路面质量保证的关键因素之一。

简单来说 , 沥青混合料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 , 进行所谓的二次筛分试验 , 从而确定各热料仓的材料比例 , 供拌和楼控制室使用 , 同时反复调整冷喂料仓比例 , 以达到供料平衡 ; 生产配合比的设计和确定流程涉及多个步骤 , 因此要做好沥青混合料生产配合比设计 , 就必须对其各个流程进行严格控制。 2. 冷料仓原材料进料转速标定

对集料冷料仓进行标定主要就是对冷料仓的进料转速进行标定 , 其主要目的是使目标配合比中各种集料百分比在生产过程中得以量化实施。转速标定常用两种方法 :第一种是各种集料按不同转速在冷料输料总带出口接料称量 , 再获取含水量进行数据分析 ; 第二种是对各种集料按不同转速进料 , 点燃拌和机燃烧筒烘干集

料 , 进入热料仓后再取干燥集料称量进行数据分析。一般常采用第二种方法 , 其标定流程为 :拌和机点火至燃烧筒足于烘干集料的温度 (为避免空机燃烧时温度过高引起除尘布袋损坏 , 一般在拌和机烟气温度达到 50℃时可开始上料→ 按预定转速进料→ 达到预定标定时间停料→ 称量→ 进行下一转速标定。

标定时的最小标定转速在输料小皮带性能良好情况下应尽可能小 , 当输料小皮带性能较差、转速过小出现动力不足而卡料现象时 , 标定的最小转速一般不宜小于 200转 ; 最大转速可按小于拌和机允许最大转速 200转的原则确定 , 以避免电机满负荷作业 ; 一般情况下可采用 6个等距转速进行标定。标定时间的确定以进集料最多的热料仓不溢仓为基本原则 , 时间越长越好。标定前可根据经验先拟定标定时间。在进行称量时候 , 可采用电子称或地磅称量。在标定人员方面 , 应设冷

料口观察员 1名 , 负责观察冷料出料是否正常连续 , 记录各转速从开始下料至停料总时间 , 进料不正常时通知停止标定 ; 设控制室记时员 1名 , 负责记录控制电脑设

定各转速开始下料至停料总时间 , 采用拌和机电子称称量时 , 记录矿料各转速进料总量 ; 设拌和机操作人员 1名 ; 采用地磅称量时设地磅司磅员 1名 , 负责矿料称量

并记录。

标定过程中 , 冷料口观察员与控制室记时员的两个记录时间应对比 , 若相差较大 , 则分析原因。采用其中认为无误的时间 , 如不能统一 , 应重新标定。此外 , 称量时应待拌和机燃烧筒与输料立柱中的矿料完全进入热料仓时才结束称量。在得到标定数据后 , 可采用 EXCEL 软件进行数据处理 , 处理时先确定实际生产时的拌程时间 , 然后利用 EXCEL 图表功能进行转速与每拌程时间进料质量关系回归分析。在计算集料进料转速时 , 先确定拌和机实际生产时设定的一拌程混合料总量 , 再据目标配合比中沥青用量、矿粉用量和某种集料用量的百分比 , 用某种集料冷仓进料转速标定结果 , 计算该集料的生产转速。 3. 热料仓各仓进料百

分比标定

实际中 , 热料仓各仓进料百分比的标定流程为 :拌和机点火至燃烧筒足于烘干集料的温度→ 按计算转速进各种集料→ 达到预定标定时间停止进料→ 各个热料仓矿料分别称量→ 同上步骤进行第二次标定。标定时的集料进料转速按计算的

各种集料进料转速 , 以确保标定模拟满量程生产过程。标定时间和标定人员则与与冷料转速标定相同。在进行热料仓各仓进料百分比标定时 , 需要注意以下要点 :

(1 取两次每拌程时间进料量平均值作为标定值 , 且两者差值不应大于平均值

的 5%, 超出时分析原因 , 必要时再标定一次 , 取两个最接近结果的平均值 ; (2 计算各仓进料占实际进料总量 (含矿粉百分比时 , 应考虑矿粉用量 , 一般可用下式计算 :各仓百分比 =每拌程时间进料量平均值 /(实际每拌程进料总量 (不含矿粉 /(1-目标

配合比中矿粉用量 % ×100; (3 实际每拌程进料总量 (不含矿粉与预定每拌程进料

总量 (不含矿粉二者偏差不能太大 , 要求偏差率 (偏差量占预定总量的百分比在

±10%以内 , 超出后应分析原因 , 考究冷仓进料标定的有效性 , 必要时重新标定。

4. 二次筛分合成级配

目前 , 我国生产沥青混合料一般采用间歇式拌和楼 , 而其中的振动筛网与热仓主要分为 :二层 3仓式、二层 4仓式和三层 5仓式 , 因此拌和楼的筛孔规格与热仓应相应匹配 , 即拌和楼有几个热仓就有几种规格的筛孔。振动筛筛孔的选取对于热仓集料的平衡 , 尤其对于二次晒风合成级配具有相当重要的意义。选用合理的振动筛能够避免热仓等料和溢料的现象 , 从而提高拌和楼的生产效率 , 进一步保证沥青混合料的级配稳定。一般来说 , 拌和楼采用的筛孔与规范采用的筛孔都是方孔筛。具体如何选定热仓振动筛孔应综合以下因素进行考虑 :(1 按目标配合比合成级配曲线选定 , 原集料级配规格不合理选择筛孔需要调整 ; (2 按规范要求的级配中值或标书要求的级配中值选取 ; (3 不同型号拌和楼筛网倾角和振筛能力有所不同 , 因根据实际需要选取。一般而言 , 最小筛孔为 3￣4mm , 最大筛孔为最大粒径筛孔。中间筛孔按平衡原理选定。例如 :下面层 AC-25I 筛孔为 :4、 10、20、 35; 中面层 AC-20I 筛孔为 :4、 10、 17、 30。

在合理选定振动筛孔后 , 需要进行二次筛分合成级配。虽然集料在通过加热烘干除尘后 , 已经除去很多粉尘。但二次筛分必须按规范用水洗法测定 , 其目的是使 0.075mm 通过率更加准确 , 从而使得级配更加准确 , 而粉胶比也更具有代表性。筛分前必须按照“ 四分法” 将集料拌均匀取样 , 这样有利于筛分试验的准确性和代表性。各热仓料的集料必须重新检测表观密度和毛体积密度 , 而不能用目标配合比试验时的密度来代替。这样能使计算的理论密度更为合理。这是因为 :下面层 AC-25I 集料规格为 :26.5-19、 19-9.5、 9.5-4.75、 4.75-0.075(mm 四种集料 , 而热料仓规格为 :35-20、 20-10、 10-4、 4-0.075(mm , 因此 , 其筛分必然不一样 , 从而集料的表观密度和毛体积密度也有所不同。需要注意的是 , 在进行二次筛分合成级配时 , 不能片面追去理想级配 , 在其沥青混合料性能满足规范要求时 , 要考虑各集料的重量百分比的均衡性 , 使得到的级配能够满足实际生产的需要。一般而言 , AC-I 型沥青混合料合成级配应在级配中值偏下方一些 , 目标空隙率在4%左右 , 不低于 3.5%较为适宜。 AC-II 型沥青混合料合成级配应在级配中值偏上一些 , 目标空隙率则应在 6%左右较为适宜。