沥青混凝土拌合楼生产配合比调试技术.doc

沥青混凝土拌合楼生产配合比调试技术引言沥青混合料的拌和直接关系到沥青混凝土的质量，成品料能否满足目标配合比设计要求是确保沥青混凝土路面施工质量的必要条件。因此掌握和提高沥青混凝土拌合楼生产配合比的调试技术尤为重要。下面从沥青混凝土拌合楼组成、工作原理以及沥青混合料拌和中的常见问题等方面，阐述沥青混凝土拌合楼生产配合比的调试技术，提出相应的预防措施，以期提高沥青混凝土的拌合质量，降低工程成本。1 沥青混凝土生产的工艺流程1.1 沥青混凝土拌合楼组成沥青混凝土拌合设备一般分四大部分，即中央控制室；由冷骨料给料装置及输送机、干燥箱组成的干燥机组；从热骨料提升机至搅拌器之间各部分组成的搅拌机组；由矿粉供给系统、沥青供给系统和除尘系统等共同组成的辅助机组。整个拌合楼系统工作由中央控制室控制。中央控制室通过现代化的自动控制系统检查控制拌合楼系统的工作。控制室内的计算机是中央控制室的神经。拌合楼工作信息的发出、工作状况参数和配料比例控制均可在计算机上实现并获悉参数。拌合机组是热骨料、热沥青和填充料均匀拌和的重要环节。干燥机组中冷料仓的输送转速也直接影响混合料的拌合时间。1.2 工作原理由中央控制室控制的整个拌合系统是在计算机发出开机命令后，冷料仓各个室内的骨料，按目标配合比矿料级配比例调好粗略的转速落入皮带传送机上，由此进入干燥式拌合滚筒内，冷料供料机内的流量由变速电机转速控制，骨料在筒内连续旋转前进，烘干后的骨料由热料提升机连续输入振动筛上进行筛分。筛分后不同规格的骨料分别落人热料仓的各个室内，矿粉由螺旋送料器送人热料仓中的粉料室，各种骨料、矿粉及沥青的比例由中央控制室的计算机控制各个室的电子秤计量，随后输入搅拌锅内进行均匀搅拌，形成的成品料卸到下面送料小车上及时的送往储料罐中，通过储料罐卸料闸门，成品料落入下面的运输车。2 沥青混合料拌和中的常见问题生产配合比设计完成后进行沥青混凝土的施工拌和，针对拌和过程中常见的问题，为加快沥青混合料生产配合比拌合楼的调试提供依据，现对沥青混合料拌和中可能出现的各种问题做如下分析。2.1 沥青含量不符合要求1)矿料进料口设置不当；2)矿料不准；3)矿料规格未做调整；4)沥青用量不足或过多；5)沥青计量器不准；6)拌合时间不适；7)出料口安装不当或叶片破损；8)沥青和矿料供料不协调。2.2 集料等级不符和要求1)料仓分隔不严；2)矿料进料设置不当；3)筛网破损或工作故障；4)筛网超载；5)溢料溜槽失灵；6)料斗渗漏；7)料斗内矿料离析；8)矿料规格未做调整，矿料计量不准；9)矿料供料不足；10)出料口安装不当或叶片受损；11)卸料口故障；12)沥青和矿料供料不协调；13)料斗中混入灰尘；14)取样错误；15)计算机百分比控制参数不符。2.3 混合料中细料过量1)料仓分隔不严；2)矿料进料口设置不当；3)筛网工作故障；4)筛网超载；5)溢料溜槽失灵；6)料斗渗漏；7)料斗内矿料离析；8)矿料规格未做调整；9)矿料计量不准；l0)矿料供料不足；11)拌合时间不适；12)沥青和矿料供料不协调；13)料斗中混入灰尘；14)取样错误；15)计算机百分比控制参数不符。2.4 无法保持均匀的温度1)矿料含水量过大；2)烘干机超负荷运行；3)烘干机位置太陡；4)烘干机操作不当；5)温度指示器未调整；6)矿料温度过高；7)拌合设备作业不稳定；8)取样错误。2.5 沥青混合料成游离状态1)矿料规格未做调整；2)矿料不准；3)沥青用量过多；4)矿料中沥青分布不均匀；5)沥青计量器不准；6)出料口安装不当或叶片受损；7)沥青和矿料供料不协调。2.6 沥青混合料中、大骨料未被裹覆1)矿料含水量过大；2)烘干机超负荷运行；3)烘干机位置太陡；4)烘干机操作不当；5)温度指示器未调整沥青用量不足；6)矿料中沥青分布不均匀；7)沥青计量器不准；8)拌合时间不适；9)出料口安装不当或叶片受损；10)沥青和矿料供料不协调；11)料斗中混人灰尘；12)拌合设备作业不稳定。2.7 混合料明显老化1)烘干机操作不当；2)温度指示器未调整；3)矿料温度过高；4)拌合设备作业不稳定。2.8 混合料呈深褐色或深灰色1)矿料含水量过大；2)烘干机超负荷运行；3)烘干机位置太陡；4)烘干机操作不当；5)温度指示器未调整矿料温度过高；6)筛网工作故障；7)沥青用量不足；8)沥青计量器不准；9)拌合时间不适；10)沥青和矿料供料不协调；11)拌合设备作业不稳定。2.9 混合料中沥青过量1)矿料规格未做调整；2)矿料不准；3)矿料供料不足；4)沥青用量过多；5)矿料中沥青分布不均匀；6)沥青计量器不准；7)沥青和矿料供料不协调；8)拌合设备作业不稳定。2.10 沥青拌和楼溢料和等料现象的研究沥青混合料在拌和楼的拌和生产过程中,经常存在溢料和等料现象。如果溢料、等料现象轻微则浪费材料，增加能耗，降低产量；严重时则会导致拌和楼间歇性停机与点火开机，一方面影响生产的稳定性，特别是使摊铺机间歇性停机导致平整度变差；另一方面影响沥青混合料质量的稳定性。笔者根据几个工地的设计与施工经验，认为防止溢料等料现象的关键是各种规格料必须满足供需平衡的原理,现从以下方面进行分析和研究。1）计量系统标定准确是前提供需平衡的前提必须是计量系统标定准确,计量系统涉及到冷料计量系统和热料计量系统。冷料计量系统的原理是通过流量反映质量。质量= 流量流出密度。不同的原材料和不同规格料的流出密度是不同的,因此要建立不同原材料和不同规格料的冷料斗流量与质量的关系,其中还包括转速与流量的关系,闸门开启量与流量的关系。热料仓骨料称重系统需要校验。有些施工单位通常挂100 kg 或200 kg 的质量来检验骨料称重系统的准确性，这是不合理的，因为拌和楼每拌一盘的质量一般为24 t ,也就是说其量程至少是24 t , 而100200 kg 正好处于弹簧称重系统的非线性区，以此非线性区的校验结果外推弹性区的结果必然不准确。根据经验,用来校验的质量必须在量程的50 %以上, 最好在量程的50 %100 % ,且多选几点进行标定。2） 热料仓筛孔布置原则热料仓的筛孔布置必须遵循两个原则：一是以关键筛孔作为分级筛孔的原则，以方便设计时级配的调整与控制；二是各热料仓比例均匀原则，以满足施工时各种规格料受料与出料基本均衡，如果某种规格料的比例过大或过小，则容易导致热料仓的等料或溢料现象。一般而言，2.36 mm、4.75 mm 和最大粒径这3 个关键筛孔往往作为热料仓的分级筛孔，便于级配的调整与控制。2.36 mm 在级配上讲是粗细集料的分界点，是能否形成骨架级配的关键控制点，也是Superpave 限制区的关键点，主要控制细集料的掺量。4.75mm 是粗粒径级配是否形成骨架级配的关键控制点和Superpave 限制区的关键点，同时也是封层石屑的控制点。最大粒径通过率控制为100 %，防止超粒径通过。如果拌和楼有4 个热料仓，除了2.36 mm、4.75 mm 和最大粒径这3 个关键筛孔外，往往在最大公称粒径与4.75 mm 之间选择一个合适的筛孔作为热料仓的另外1 个分级筛孔。2000 年以后购买的进口拌和楼大多可以配置5 个热料仓，除了2.36 mm、4.75 mm 和最大粒径这3 个关键筛孔外，宜选择9. 5 mm 作为1 个分级筛孔，选择比最大公称粒径小一级的筛孔作为另外1 个分级筛孔。对于拌制细粒式或砂粒式沥青混合料,就没有必要采用5 个热料仓。为什么不选择最大公称粒径作为最大筛孔呢? 因为最大公称粒径与最大粒径之间的通过率相差太小，小于10 % ，如果作为热料仓的分级筛孔,势必导致最大粒径与最大公称粒径之间的规格料的掺配比例过低，而其他规格料掺配比例过高，出现掺配不均匀现象。3） 施工影响因素(1) 目标配比设计时取样没有代表性在配比设计中，工程技术人员往往图省事只取料堆的表层或者下部，实际上料堆表层的料经过雨洗风吹，细料都带走了，此时料堆下部的料多是集料重力离析而成的粗集料。因此，仅取表层和下部的料是不够的，应在顶部、中部、下部等不同部位，上、下风口等不同风位，铲除表层料后取样，然后混合均匀，利用四分法进行分料。(2) 生产配合比设计时取样没有代表性施工单位为了在生产配合比设计时节约集料，往往在第一盘或第二盘料内取样进行试验，实际上此时拌和楼还没有达到动态平衡，所以取样没有代表性，因此不能在前三盘料内取样。另外施工单位取样时习惯先用小车接料，然后卸料给铲车，再在铲车内取样，其实此时粗集料已经发生了两次重力离析过程，细集料发生了两次粉料飞散过程，因此取样难有代表性，正确的取样应该在热料仓的取样口取样，没有取样口的，可以自制一长柄的取样器伸入热料仓取样，且取回的样品在试验时采用四分法进行分样处理。(3) 筛分效率导致的取样偏差生产配比设计取样的工况条件是产量小，筛分充分。而大规模生产(产量超过额定产量) 特别是细粒式沥青混合料生产的工况是上料速度太快，振动筛筛网超载或堵塞，集料来不及正常筛分就进入了热料仓，或者筛分不充分导致较细规格料夹带进入较粗规格热料仓内(俗称串仓) ，其结果导致粗集料溢料、细集料等料。解决的措施有两种，一是改变工况，降低产；二是维持工况，大规模生产过程中在热料仓取样，重新筛分进行生产配合比微调。(4) 除尘效率导致的取样偏差生产配比设计取样的工况条件是产量小，除尘充分。而大规模生产(产量超过额定产量) 特别是生产细粒式沥青混合料时除尘不充分，其结果导致粉料和细料偏多出现花白料，由于施工单位往往减少细料用量，反而导致细集料溢料。正确的解决措施是适当减少矿粉掺量1 %左右。(5) 材料波动导致溢料等料要注意雨后初晴原材料含水量变化，特别是细集料的含水量晴雨天可能相差5 % ，这样易导致细集料等料。解决的措施是根据冷料斗的进料比例对各种规格料(重点是细集料) 的含水量适时加以调整。(6) 机械故障导致溢料等料比如粒径大的粗集料冷料斗易出现结拱，含水量大的细集料冷料斗易出现结团等不出料现象，都会导致该规格料的等料。(7) 筛网破损导致溢料等料如果某一级热料仓内出现超过该规格的粗粒径颗粒，则表明振动筛筛网破损，导致超尺寸颗粒落到下层筛网上，从而导致溢料等料。此时应检查并更换筛网。4）生产配比与目标配比应一致生产配合比与目标配合比应一致，但设计中由于原材料的限制，合成级配中可能出现几个筛孔通过率不在中值或级配曲线不平顺的情况，而在生产配比中,由于有5 个热料仓(甚至6 个)分割成更多的规格料，因此很容易将更多的筛孔通过率设计在中值，并使级配曲线平顺。这样工程技术人员经常将生产配合比与目标配合比分开进行设计，从而导致两者的合成级配不一致，违反了供需平衡原理，造成溢料等料现象。3 沥青混凝土生产配合比拌合楼快速调试技术3.1 级配分析颗粒级配分析的目的是通过筛分来检验成品料的矿料组成是否满足目标配合比设计中的要求，从而确保工程质量，为了使冷料仓各骨料室输送的各种规格料比例与实际需要相匹配。则必须做好拌合楼的调试工作，具体步骤如下：1)冷料仓落料比例调试。冷料仓落料比例是决定整个施工配合比的最基础的部分，是整个拌和工作的第一步，也将影响成品料的生产速度，是最关键的因素。如果以某一恒定的比例和速度从冷料仓中进料，那么在冷料仓和烘干滚筒之间输送带上的冷料的级配和流量就是稳定的，这样就能使热料仓中集料的级配基本上符合要求；因此冷料仓根据计算机中显示的热料仓中每种规格的料储备速度，进行调试冷料仓的落料速度即转速的调整，同时调整各个冷料仓的落料比例，以达到供料均衡。2)热料的筛分调试。生产配合比中矿料级配的调试，首先分别从各热料室取样，分别对各种规格料进行筛分试验，反复调整各个热料仓中百分比，使级配曲线与目标配合比中的级配曲线重合或接近。其中热料仓各个振动筛筛孔根据矿料级配要求选用，其安装角度根据材料的可筛分性、振动能力等由试验定。拌和楼振动筛设置原则应考虑混合料的级配稳定, 尽量使各热料仓收料均衡, 故而不同级配的混合料必须配置不同的筛孔组合。考虑到拌和楼振动筛长度的有限性并按一定倾角布设, 矿料在上面不可能完全筛分, 故振动筛筛孔直径要略大于相应试验标准方孔筛直径。3)沥青混合料的筛分调试。再完成上述工作后，按目标配合比的最佳沥青用量、最佳沥青用量03等三个沥青用量进行试拌，对拌和的混合料进行抽提试验、筛分试验和马歇尔试验；从而确定生产配合比的沥青最佳用量。一般而言：三个沥青用量的混合料试件其各项试验结果都符合规范马歇尔试验技术标准，取OAC作为生产配合比的最佳沥青用量。有时；南方炎热地区怕夏天泛油OAC一般较低，如果用OAC-0.3的沥青用量进行马歇尔混合料试验其饱和度略低于规范值，此时也取OAC作为生产配合比的最佳沥青用量。不必进行马歇尔混合料试验。“规范”中没有要求用最佳沥青用量OAC-0.3进行马歇尔混合料试验时，所有指标都合技术标准。32 沥青用量调试沥青填加精度要求很高，要严格保持管道的畅通。检查好沥青的计量称，通过计算机控制其用量和与矿料供料的协调。33 温度的控制调试1)沥青加热的调试。由于设备成本的影响，沥青混凝土拌合设备配备的导热油炉一般能力很小，加热大型沥青罐一般需要3 h以上，为了加快加热速度，往往再施工时无限度的提高导热油的温度；试验数据表明沥青在高温下超过3 h将很快老化，影响其使用性能。这就形成了导热油的加热能力、沥青使用性能和沥青储存设施之间的矛盾。要解决这一矛盾，最有效的方法就是增加两个沥青拌和的小型沥青罐，开始拌和前。先将一个沥青罐加热到需要的温度；第一罐使用后，加热第二罐；再向第一罐中输入沥青加热，这样可以连续作业。从而就解决了三者之间的矛盾，也满足了拌合机的正常使用。2)集料加热的温度调试。加热集料是混合料拌和时的主要热能源，集料加热的温度决定了混合料的温度。而影响集料的温度的因素有集料的形状、含水量及烘干时加热火焰的大小。加热火焰的大小控制，需要一个有经验的操作人员控制，控制的关键是找到个热平衡点，通过逐渐调整的办法使火焰稳定在一个数值上，但烘干滚筒的热量消耗不是一个常数。它受料流的大小、料的初始状态、环境温度、设备保温情况、风力大小等多种因素的影响，须根据具体情况决定。3)混合料温度控制调试。拌合温度的控制，主要对集料温度、矿粉温度、沥青温度等因素进行控制。34 拌合时间的控制调试拌合机的拌合参数是固定的，不可调节。唯一可调节的是拌合时间，因此对干拌时间、湿拌时间及各种材料的加入时间的控制就是对拌合时间的控制。1)干拌时间调试。干拌时间是加入沥青的时间。干拌的作用是使集料粗细分布均匀，避免由于细料集中导致与沥青结块。单干拌对粗集料的破坏作用较强，尽可能的缩短。一般不应超过10 S。2)湿拌时间调试。湿拌时间是加入沥青以后的时间，湿拌时间长，利于拌和更均匀，效果更好。但拌合时间过长，将影响拌合机的产量，以及延长工期增加成本。3)材料的加入方法。填料的合适时间需要根据拌合设备的能力、填料的用量等因素决定。填料在加入沥青之前加入，有利于填料充分吸附沥青。4 马歇尔试验生产配合比设计完成进入生产配合比的验证阶段, 在该阶段拌和机采用生产配合比进行试拌、铺筑试验段, 并用拌和的沥青混合料及路上钻孔的芯样进行马歇尔试验检验, 由此确定生产用的标准配合比。标准配合比应作为生产控制的依据和质量检验的标准, 一旦确定就不应该随便更改, 只有当材料发生变化时才进行必要的调整。当所有指标经检验均合格后即可正式施工, 如果有指标不合格应分析原因, 进行适当调整后再进行验证。所以该阶段马歇尔试验的准确性与否至关重要。但由于工地现场试验人员的技术水平问题, 在马歇尔试件成型过程中往