黃貽敏,盧元均

(1.安徽省合肥市公路局,安徽合肥 230026;2.安徽省交通投資集團(tuán),安徽合肥 230011)

瀝青混凝土拌和樓級(jí)配控制

黃貽敏1,盧元均2

(1.安徽省合肥市公路局,安徽合肥 230026;2.安徽省交通投資集團(tuán),安徽合肥 230011)

以合肥市外環(huán)路拓寬工程B標(biāo)段為依托,簡單介紹了生產(chǎn)配合比的試驗(yàn)過程以及生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題,并提出相應(yīng)的解決措施。通過該文的介紹,進(jìn)一步重視瀝青混凝土拌和樓在瀝青混合料質(zhì)量上的關(guān)鍵作用。

筑路機(jī)械;瀝青混凝土拌和樓;級(jí)配控制;生產(chǎn)配合比

0 引言

熱拌瀝青混凝土的質(zhì)量控制在很大程度上取決于瀝青混凝土拌和樓在瀝青混合料的拌和過程。比如瀝青的加熱溫度、混合料的拌和溫度、混合料的級(jí)配控制、混合料拌和均勻性等多方面起決定性作用。

本文以合肥市外環(huán)路拓寬工程B標(biāo)段為依托,就瀝青混凝土拌和樓的級(jí)配控制談?wù)勛约旱捏w會(huì)。

1 瀝青混合料一般要求

1.1 瀝青混合料和易性[1]

瀝青混合料攤鋪、碾壓時(shí)良好的工作性是材料本身必須具有的基本性能,目前只以不低于攤鋪溫度來保證混合料的質(zhì)量要求,沒有一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)來評(píng)價(jià)瀝青混合料的工作性。施工和易性是指瀝青混合料攤鋪和碾壓工作的難易程度。從瀝青混合料的組成來看,影響和易性的關(guān)鍵是混合料級(jí)配情況。

1.2 瀝青混合料拌合設(shè)備[2]

瀝青混合料拌合設(shè)備一般分為間歇式和連續(xù)式兩種,其中我國絕大部分采用間歇式拌合設(shè)備。間歇式瀝青攪拌設(shè)備的生產(chǎn)級(jí)配不僅取決于冷料倉的供料情況,更主要取決于熱料倉的配料情況。

瀝青拌合設(shè)備的主要工作程序?yàn)?冷料倉進(jìn)料進(jìn)入烘干筒(冷料倉按目標(biāo)配比供料,熱料倉按生產(chǎn)配比配料。冷料倉不帶稱重計(jì)量裝置,通常靠調(diào)速電機(jī)粗配),燃燒干燥后進(jìn)入主樓提升機(jī),通過振動(dòng)篩,進(jìn)入主樓熱料倉(熱料倉帶有稱重計(jì)量裝置,一般靠逐倉稱重完成配料并最終決定礦料級(jí)配),通過控制室電腦設(shè)定的熱料倉比例稱重進(jìn)行攪拌,在拌和過程中添加填料和瀝青,拌和一定時(shí)間后通過提升設(shè)備進(jìn)入成品倉。

由于原材料在熱料倉已重新分布,所以要按二次配比即生產(chǎn)配比進(jìn)行熱料配料。間歇式瀝青攪拌設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于,熱料重新篩選并逐倉稱重可大體化解原料變異且計(jì)量方式精確可靠。溢料、等料有如強(qiáng)制質(zhì)檢,原料供料不暢或持續(xù)變異可知可調(diào)。但間歇式瀝青攪拌設(shè)備的雙重配比增加了調(diào)控難度,冷料配比即目標(biāo)配比需控制各熱料倉中材料的比例,熱料配比即生產(chǎn)配比需控制各熱料倉中材料的用量,都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行。熱料配比與冷料配比應(yīng)協(xié)調(diào)以免影響產(chǎn)量,同時(shí)生產(chǎn)配合比調(diào)配的級(jí)配曲線盡量與目標(biāo)配合比等效以免影響質(zhì)量。

2 瀝青混合料級(jí)配控制

試驗(yàn)室完成室內(nèi)的目標(biāo)配合比試驗(yàn)后要將目標(biāo)配合比轉(zhuǎn)換為實(shí)際生產(chǎn)過程中應(yīng)用的配比,由于目標(biāo)配合比的原材料篩分結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)過程中采用的各熱料倉篩分結(jié)果差異很大(主要原因:石料破碎機(jī)振動(dòng)篩與拌和樓振動(dòng)篩的篩孔尺寸、傾角或相同篩孔尺寸和傾角而二者的篩分效應(yīng)不同),這就要求進(jìn)行生產(chǎn)配合比試驗(yàn),確定好的生產(chǎn)配合比礦料比例在實(shí)際生產(chǎn)過程中不能隨意調(diào)整,這就要求生產(chǎn)配合比試驗(yàn)盡可能準(zhǔn)確。

2.1 調(diào)試?yán)淞蟼}

冷料倉的工作原理:冷料斗裝滿集料后,通過調(diào)節(jié)倉底出料口下的皮帶電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整集料傳輸速度,理論上控制室內(nèi)的傳輸量設(shè)置與電機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比例關(guān)系。但由于電機(jī)在小流量狀況下(低電壓),該線性關(guān)系不明顯,同時(shí)由于各集料之間的堆積密度及含水量存在差異,這就要求對冷料倉進(jìn)行標(biāo)定。具體的標(biāo)定方法:首先確定各冷料倉的集料規(guī)格,就是固定料斗對相應(yīng)的集料,特別是有振搗器的規(guī)定只能裝0mm～3mm的集料。然后根據(jù)目標(biāo)配合比各檔料的比例,結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)能力,標(biāo)定出各檔集料的電機(jī)轉(zhuǎn)速與集料質(zhì)量的函數(shù)關(guān)系曲線,坐標(biāo)系的縱坐標(biāo)為電機(jī)轉(zhuǎn)速,橫坐標(biāo)為相對應(yīng)某檔集料的烘干后質(zhì)量,這樣能夠比較精確的保證冷料倉進(jìn)入烘干筒的混合集料的摻配比例與目標(biāo)配合比的比例相一致。

由于細(xì)集料的堆積密度受含水量的影響比較大,所以細(xì)集料的應(yīng)該予以覆蓋。這不僅僅是對燃油的節(jié)約,同時(shí)也是目標(biāo)配合比的精確度的一個(gè)保證。

2.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)[3]

為使成品料級(jí)配曲線符合目標(biāo)配合比的級(jí)配曲線,必須進(jìn)行生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。

生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)是從二次篩分后進(jìn)入熱料倉的材料取樣進(jìn)行篩分計(jì)算,確定各熱料倉的材料比例,以供拌合機(jī)中心控制室計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)控制使用。

2.2.1 某公路工程下面層目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果

表1 目標(biāo)配合比各種礦料和礦粉的篩分結(jié)果

表2 改進(jìn)型AC-25I瀝青混合料級(jí)配要求

表3 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)級(jí)配組成計(jì)算結(jié)果

通過集料的摻配,在級(jí)配滿足設(shè)計(jì)要求的前提下,對該級(jí)配進(jìn)行一系列馬歇爾試驗(yàn),最終確定下面層的集料配比為15～30︰5～15︰3～5︰0～3︰礦粉=32︰32︰7︰26︰3,油石比為4.3%,VV=4.1%。

2.2.2 某公路工程下面層生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果見表4和表5。

表4 生產(chǎn)配合比各熱料倉和填料的篩分結(jié)果

表5 生產(chǎn)級(jí)配比設(shè)計(jì)級(jí)配組成計(jì)算結(jié)果

通過對各熱料倉篩分結(jié)果的摻配,在級(jí)配盡量接近目標(biāo)配合比級(jí)配曲線的前提下,對該級(jí)配進(jìn)行一系列馬歇爾試驗(yàn),最終確定下面層的集料配比為5#倉︰4#倉︰3#倉︰2#倉︰1#倉︰礦粉︰水泥=22︰20︰18︰10︰27︰1.5︰1.5,油石比為4.1%,VV=4.2%(工地試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果)。

2.2.3 生產(chǎn)配合比評(píng)價(jià)

通過生產(chǎn)配合比和目標(biāo)配合比級(jí)配曲線的對比,不難發(fā)現(xiàn)9.5mm的通過率偏差比較大為6.7%;4.75mm、2.36mm通過率生產(chǎn)配合比比目標(biāo)配合比小2.5%和2.3%。其中4.75mm和2.36mm為瀝青混凝土的關(guān)鍵篩孔。由于混合料級(jí)配較目標(biāo)配合比偏粗,所以瀝青用量有所降低,但VV變化不明顯。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)后取芯芯樣外觀效果,并沒有出現(xiàn)孔隙,說明還是達(dá)到了密實(shí)結(jié)構(gòu)。

2.2.4 實(shí)際生產(chǎn)出現(xiàn)的問題及反思[4]

由于該高速公路在生產(chǎn)過程中使用5個(gè)熱料倉,對集料的級(jí)配控制可能出現(xiàn)的問題估計(jì)不足,因此生產(chǎn)中出現(xiàn)多個(gè)熱料倉溢料現(xiàn)象。就溢料的主要原因及解決方法,談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

(1)原材料的堆放在原材料實(shí)際檢測中,在碎石生產(chǎn)線取樣后進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果與目標(biāo)配合比采用的篩分結(jié)果偏差很小,但是原材料在運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)卸料后發(fā)現(xiàn),在拌和場地取樣的原材料篩分結(jié)果與目標(biāo)配合比使用的篩分結(jié)果存在較大的偏差。這就要求拌和場地堆料要嚴(yán)格按照分層堆放,減少生產(chǎn)中集料級(jí)配的變異性。

(2)冷料倉標(biāo)定在生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)中,沒有充分重視冷料倉標(biāo)定工作。目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)中的3mm～5mm碎石的用量遠(yuǎn)小于15mm～30mm碎石用量,質(zhì)量比為22%,這就要求準(zhǔn)確標(biāo)定出各電機(jī)轉(zhuǎn)速與集料質(zhì)量的關(guān)系曲線,使在冷料皮帶上的集料組成與目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)級(jí)配曲線相一致。

(3)篩孔選擇下面層碎石加工時(shí)使用的篩孔分別為3mm、6mm、16mm、28mm,拌和樓熱料倉的篩孔為 3mm、5mm、12mm、19mm、30mm,在篩孔的選擇上存在一個(gè)明顯的失誤,就是熱料倉的12mm篩孔。由于選用5個(gè)熱料倉,篩孔選用的基本原則是某檔集料只能在2個(gè)熱料倉的分布,5mm～15mm的集料,根據(jù)篩分結(jié)果,明顯看出在4#倉、3#倉、2#倉有分布,這也是在施工中3mm～5mm集料(主要對應(yīng)2#熱料倉)溢料的主要原因。

3 結(jié)束語

通過該路瀝青混凝土下面層的配合比設(shè)計(jì)及施工不難發(fā)現(xiàn),間歇式拌合設(shè)備對瀝青混合料的級(jí)配控制至關(guān)重要。因此,在生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)中必須根據(jù)拌合樓的設(shè)備特點(diǎn),重視的幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié):

(1)嚴(yán)格控制集料級(jí)配是控制瀝青路面配合比設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),只有進(jìn)場原材料級(jí)配穩(wěn)定,實(shí)際生產(chǎn)的瀝青混合料級(jí)配才能夠生產(chǎn)配合比確定的級(jí)配相吻合。

(2)重視冷料倉的標(biāo)定工作,充分考慮不同含水率條件下細(xì)集料的堆積密度的差異,減少人為的1#熱料倉溢料或等料現(xiàn)象。

(3)熱料倉篩孔選擇或者說原材料加工時(shí)篩孔選定要合理,減少等料、溢料情況出現(xiàn)后調(diào)整冷料倉進(jìn)料的變異性。

(4)將熱料倉級(jí)配檢驗(yàn)作為相對常規(guī)的檢測試驗(yàn),加大過程控制力度,對瀝青混合料級(jí)配控制進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。

[1] 唐嫻.瀝青混合料工作性路用性能的探索[J].鐵道建筑,2007(3).

[2] 左文軍.瀝青攪拌設(shè)備級(jí)配調(diào)試技術(shù)及其應(yīng)用[J].路面機(jī)械與施工技術(shù),2007(6).

[3] JTGF40-2004.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[4] 沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預(yù)防[M].北京:人民交通出版社,2001.

U214.1

A

1671-8275(2010)01-0039-03

2009-11-16

黃貽敏(19642),男,安徽舒城人,合肥市公路局工程師。

責(zé)任編輯:錢讓清