双滚筒连续式拌和楼沥青混合料性能研究

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摘要：介绍了双滚筒连续式拌和楼沥青混合料中的沥青、级配、温度控制，对比现有规范要求，希望对该型拌和楼运用起到借鉴参考作用。 

关键词：连续式拌和楼；沥青混合料；性能研究。  abstract: the article introduces the double continuous drum mixing floor of the asphalt mixture asphalt, gradation, temperature control, the contrast is now  have standards and requirements for this type of mixing building to use a reference for the role.  key words: the continuous mixing floor; asphalt mixture; performance study.  中图分类号：tv544文献标识码： a 文章编号：  引言  我公司于2002年首先在广佛高速公路大修工程中引进了美国astec连续式双滚筒沥青混合料拌和楼，进行改性沥青混合料的生产，并取得良好应用效果。然后，我们又在广东省九条新建设的高速公路的路面施工中，采用该设备生产了约200万吨的沥青混合料。（见表1）通过对连续式拌和楼生产的混合料性能研究，使我们逐步对该设备的性能有了深入的了解，积累了较多相关实践的经验，消除了对连续式拌合楼应用上的一些误解。    2混合料性能评价指标  拌和楼的生产混合料质量主要在于：  （1）拌和后的沥青混合料对拟定配合比的符合程度及其稳定性；  （2）拌和温度稳定性。  对于配合比的符合程度又主要体现在沥青混合料油石比与级配两方面，通过对成品混合料的抽提及筛分试验，通过数据的统计分析我们可以得到相应的评价。另外，对每天生产的混合料的稳定度、流值等马歇尔指标的检测结果也能间接反映拌和质量。现场路面检验受到摊铺、碾压工艺的影响，受到干扰因素多，只能作为拌和质量评价的参考。主要相关的路面检验项目有：压实度、渗水系数、抗滑性能。  本文主要讨论连续式拌和设备生产沥青混合料时级配稳定性及沥青用量的稳定性，并与间歇式拌和设备进行对比，采用的检验指标与评价方法的依据主要有：《公路沥青路面施工技术规范》（jtg f40—2004）、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（jtj052—2000）、《公路路基路面现场测试规程》（jtj059—95）。  2.1沥青用量  2.2.1影响沥青用量控制的因素  沥青用量是沥青混合料生产控制中最为重要的指标之一，沥青用量的大小会直接影响混合料的马歇尔指标，直接影响到沥青路面的使用性能。沥青用量过大会引起泛油，，响路面行车安全，降低高温稳定性；沥青用量过少会影响沥青路面的疲劳寿命，并且容易引起早期损害。计量产生的油石比主要误差来源于沥青计量及斜皮带皮带称计量两方面。如果记沥青量为m，集料量为m，那么油石比的误差可以表示为公式5-1（不考虑rap中沥青问题）  式中δm及δm均可取正值或负值，也就是油石比最大误差为沥青及集料计量误差的叠加，当两者的%err<0.5时，油石比误差小于1%，也就是说，5%油石比情况下，油石比的偏差为0.05，远小于规范±0.3的要求。同样，油石比的控制有赖于皮带称及沥青流量计的正确标定及使用。连续式拌和设备的沥青掺入受到了集料含水量、皮带秤、沥青流量计的计量误差等方面的影响。生产过程中的混合料油石比检测工作至关重要，它是质量管理中重要的一环，通过检测以及时发现纠正设备及生产中出现的异常，保证生产出合格稳定的沥青混合料。沥青用量的检测方法有抽提法和燃烧法。以下介绍分析各项目沥青用量控制的典型结果。  2.2.2广珠北项目 沥青混合料油石比统计分析  广珠北沥青路面施工时检验采用的是抽提法，每天抽提一次。抽提结果统计见表2和图2-2、2-3（中面层ac-20按4.2%控制）。    从上图表中可以看出，该连续式拌和设备拌和的沥青混凝土上、中、下三层的实测油石比合格率为97%，超出范围的只有3%，在65组数据中，±0.2%偏差以内的数据高达81.5%，离散性较小。从柱状图可以看出偏差的分布呈似正态分布， 95%保证率下计算各结构层的置信区间，各区间均在规范允许范围之内，总体控制良好。但该设备的设定值和实测平均值仍存在一定偏差，但差值不大，说明存在的系统误差不大，不影响质量控制。  2.2.3沥青用量控制的总体评价  （1）沥青用量控制除个别数据偏差超出±0.3%外，都符合规范要求，合格率在99%以上。  （2）油石比的偏差系数一般在0.1~0.17间，偏差较小。对样本数较多的特例分析也证明数据呈正态分布。  2.3沥青混合料级配控制分析  2.3.1影响沥青混合料级配控制的因素  矿料级配是沥青混合料的性能的关键。影响沥青混合料级配的关键有两方面，首先是原材料的级配稳定性，另一方面是拌和楼的配料稳定性和拌和均匀性。下面将就拌和楼方面的因素进行探讨。  从拌和楼的生产流程可以看出拌和楼的级配控制关键在于冷料仓之间的比例控制问题，其标定必须认真对待。以下对astec连续式拌和楼在各项目的应用情况举例分析。分析数据主要为广佛大修工程的sma-13沥青混合料，广珠北各层沥青混合料机佛山一环包括柔性基层在内的各层沥青混合料。  2.3.2广珠北项目混合料级配分析  广珠北高速公路上、中面层使用普通沥青的抽提筛分统计结果见表3和图2-3。 从统计结果看，各筛孔通过率的平均值与设计级配偏差不大，标准偏差较小，离散程度低。数据中：关键筛孔4.75、2.36、0.075中每个结构层各有一组超出；非关键筛孔中9.5、13.2、16、19筛孔通过量ac-20、 ac-25各有1~3组超出，其余筛孔100%合格，ak-16非关键筛孔也全部符合要求。三个结构层的筛分通过量全部在规范推荐的级配范围以内。目标级配的各筛孔通过量均落在95%保证率的置信区间内，说明实际生产的混合料矿料级配能满足设计配比要求。  中、下面层集料生产加工时对13.2、16mm筛孔不作为关键筛孔来控制，所以实际生产中也发现其通过量偏差也较大，不合格率也较高。0.075mm通过量只有一次不符合要求，占1.5%，说明拌和楼的除尘效果是稳定的，矿粉和消石灰的掺入量是合适的。    2.4拌合温度的稳定性  2.4.1温度控制系统标定  温度控制系统的标定包括烘干筒的新集料温度、拌和温度和沥青温度的标定，这三个温度可以在拌和设备控制中心直接读得，在开工前应进行验证。沥青加热温度的控制和普通拌和楼一样，可以采用人工实测值与控制中心读数比较的方法，标定它们之间的差值。拌和温度是影响混合料质量的关键指标之一，必须满足规范要求。在标定时，实测出料口所取混合料的温度值，与红外线传感器传输的温度值比较，标定满足出料温度时的拌和温度。烘干筒集料温度由主燃烧器控制，直接影响拌和温度，它由红外线传感器检测并传输到控制中心，无法进行实测标定。在施工，只能根据实际出料温度来反馈控制燃烧器油门大小。当气温、新集料含水量和rap的含量变化时，应作出相应调整，并在大规模生产前进一步验证。温度标定容许误差为±3℃，生产时出料温度值必须满足规范要求。  2.4.2广珠北项目普通沥青混凝土拌和温度控制  广珠北高速公路沥青路面上、中、下三层均为埃索ah-70普通沥青。它们的拌和温度都必须控制在145℃~165℃之间，生产时拌和温度设置为155℃，实际检测数据统计散点图和直方图见图2-4、2-5  图2-4日平均出料温度分布散点图  图2-5出料温度分组统计直方图  对每日平均温度进行统计，平均值为157.1℃，均方差2.13℃，按正态分布计算，95%保证率的置信区间为153.6~160.6℃。对所有实测数据的分布进行统计，150~160℃之间占54.7%，145~165℃之间占94.2%，不合格率只有5.8%，所有数据呈似正态分布。因此，说明拌和温度控制情况良好。连续式拌和设备在生产时要保证沥青混合料的出料温度稳定性，保持稳定的拌和温度，就必须保持生产的平稳，即不能开开停停，产量应尽量保持均匀；必须对集料特别是细料的含水量加以控制，水分也是引起温度波动的重要原因。但采用间歇式拌和设备时，以上的要求也是必须的。  从分析数据上看，在正常生产阶段，连续式拌和设备对温度的控制能力是可满足施工技术规范要求的。而且由于连续式拌和设备从停机到重新开启无论时间还是材料耗费都较大，有更高的施工组织能力要求，使得生产过程停机时间少，生产更为平稳，也就能保证出料温度的稳定性。  3 结语  实践数据证明连续式拌和楼的级配控制、油石比控制能力可以保证达到规范的要求。其对出料温度的控制是有效稳定的，控制能力不比间歇式拌和设备差, 都能达到现行规范的要求。双滚筒连续式拌和设备具有拌和质量好，生产效率高，能耗低，有利于环保等特点，其推广应用具有可观的经济效益和显著的社会效益。  参考文献：  [1]《公路沥青路面施工技术规范》（jtg f40—2004）  [2]《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（jtj052—2000）  注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。