目標配比與生產配比相協(xié)調的瀝青拌和站的調試

我國瀝青混凝土采用目標配合比設計、生產配合比設計及生產配合比驗證3階段進行設計。目前工程使用的瀝青拌和站大都為間歇式拌和設備，要求目標與生產配合比設計必須保持高度的協(xié)調，才能在拌和站工作過程中既最大限度地保證生產效率，又能夠生產出性能優(yōu)良的瀝青混凝土，實現設計意圖。

在實際施工中，目標配合比設計結果與生產配合比設計結果基本上各自獨立，相互脫節(jié)。瀝青拌和站生產時往往偏重于嚴格控制熱料倉比例，對目標配合比設計結果在施工前期很少做基礎工作，大都在施工過程中根據熱料倉比例及等料、溢料情況進行調整，帶有一定的隨意性。這就使得一旦原材料出現變異或熱料倉出現等料、溢料現象時，操作人員只能根據經驗進行調整。一種結果是繼續(xù)按照既定的熱料倉比例進行生產，則浪費及生產效率低下同時發(fā)生，另一種情況是隨意調整熱料倉比例，混合料質量難以保證。

針對以上問題，結合工程實踐，本文從冷料計量系統(tǒng)的標定、熱料倉篩孔的選擇和目標生產配合比的協(xié)調等3個方面進行了分析并提出了解決辦法。

1 冷料比例的確定與料倉計量系統(tǒng)的標定

1.1 冷料比例的確定

冷料比例的確定屬于目標配合比設計階段的任務。承包商在選擇石料時應選擇質量符合規(guī)范要求、級配基本穩(wěn)定的各檔石料。目標配合比設計過程中根據具體工程實際情況對級配進行優(yōu)化，在試驗的基礎上，根據設計結果提出路用性能最佳的級配。

1.2 冷料倉計量系統(tǒng)的標定

確定各檔原材料在規(guī)定時間內皮帶運輸量與皮帶轉速之間的回歸關系，見圖1。

圖1 冷料倉標定曲線

對冷料倉標定步驟如下：調節(jié)冷料倉出料閥門位置并且固定好，根據經驗拌和樓預計產量選定3～4個不同的皮帶轉速，在設定的時間內測定不同皮帶轉速與流出量之間的關系，根據測定的數值，利用線性趨勢線確定皮帶轉速與冷料流出質量的線性關系并確定回歸公式。

冷料標定曲線及回歸公式確定后，根據拌和樓設定產量和各規(guī)格冷料供料比例(目標配合比)，利用回歸公式計算確定各料倉的皮帶轉速，指導實際生產。

2 熱料倉篩孔的選擇

進行拌和樓熱料倉篩孔的選擇，要遵循兩個基本原則：一是以關鍵篩孔作為分級篩孔，以方便施工中對級配的調整與控制；二是使各熱料倉比例均勻。

在實際施工中對篩孔的選擇除了遵循上面的兩個基本原則，還要參考拌和樓熱料倉數量、各熱料倉容積、原材料規(guī)格和混合料類型。

參考JTGF40—2004《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》，瀝青拌和樓用篩與試驗用方孔篩等效尺寸見表1。表1提供的等效尺寸只是參考值，不一定適合每一個拌和樓，在進行拌和樓振動篩尺寸選擇時要結合熱料倉、原材料篩分數據進行適當的調整。一般拌和樓振動篩最大尺寸要比表1中最大粒徑對應的等效篩孔小。

表1 瀝青拌和樓掛篩與試驗用方孔篩等效尺寸 mm

3 熱料倉計量系統(tǒng)的標定及熱料比例的確定

3.1 熱料倉計量系統(tǒng)的標定

對熱料倉計量系統(tǒng)的標定包括對熱料倉骨料稱量系統(tǒng)的標定和各熱料倉計量系統(tǒng)補償值的確定2部分。在進行熱骨料稱量系統(tǒng)的標定時要注意校驗質量的選擇，校驗質量最好在稱量裝置量程的50%～90%且多選幾個點進行標定。對于各熱料倉計量系統(tǒng)補償值的確定要通過多次修正來確定，也要考慮出現等料、溢料現象時修正值的變化。在進行冷料倉的標定過程中，如果料需要通過熱料倉，可以采取鏟車接料利用地磅再次稱量的方法對熱料倉骨料稱量系統(tǒng)和確定的各熱料倉計量系統(tǒng)補償值進行驗證。

熱料倉計量系統(tǒng)的正確標定是拌和樓正常生產的前提。在正式施工前要模擬拌和樓等料、溢料現象，提出相應的修正值。

3.2 熱料比例的確定

熱料倉熱料比例的確定屬于生產配合比設計的內容。熱料比例的確定應從生產能力、熱料倉儲存能力及級配要求、冷料原材料狀況等綜合考慮，不能再根據計算機計算結果直接確定。因為計算機計算結果只考慮最佳級配的問題，最終導致目標與生產配合比設計不協(xié)調。因此應根據實際情況確定熱料倉比例。

首先根據預定生產能力及冷料標定結果確定皮帶轉數，嚴格按照目標配合比出料（出料數量不致使熱料倉溢料，建議根據實際情況確定50～100 t）。其次準確稱量進入每個熱料倉中的熱料質量，原則上，每個熱料倉中分配的熱料質量，即每個熱料倉中熱料所占比例即為生產配合比熱料倉初定比例。再次，將確定的熱料倉比例按照篩分結果計算合成級配，如距最佳級配有一定差距，則進行微調，如差距不大，則按照分配比例進行生產。

4 目標生產配合比的一致性問題

目標配合比設計提供了冷料倉供料比例，對確定的級配進行了性能驗證。生產配合比根據目標配合比提供的級配確定熱料倉供料比例，但是在施工中實際上經常存在生產級配與目標級配相差較大的問題。造成上面問題的原因主要有目標與生產配合比用料（原材料和熱料倉熱料）的取樣沒有代表性；目標配合比用料與實際生產用料的變異性較大；拌和廠原材料的不正確堆放造成原材料的離析等。

如果不能很好地解決目標與生產配合比之間的不一致性問題，造成的后果就是拌和樓出現等料、溢料現象，實際生產級配的性能沒有進行驗證等，所以要采取措施保持目標與生產配合比的一致性。首先應該保證目標配合比用料與實際生產用料的一致性，嚴格按照集料試驗規(guī)程上關于原材料取樣要求進行取料；其次要加強對拌和站原材料堆放的管理。為此，提出拌和樓調試步驟：

1）篩分冷料級配，采用計算機配合，計算冷料最佳比例，根據確定的冷料比例生產或購進原材料；

2）確定冷料倉標定標準曲線，根據各檔料比例、回歸方程及預估產量確定皮帶轉數；

3）選擇熱料倉篩孔尺寸；

4）根據冷料比例上料（數量控制在50～100 t），根據進入各熱料倉的熱料比例確定熱料倉比例，此時應特別注意最好避免根據熱料倉篩分用計算機計算熱料倉比例；

5）如原材料發(fā)生變異，則重復1、2、4工作內容，確保生產效率高、混合料質量好。

5 工程實例

5.1 熱料倉計量系統(tǒng)的標定

某高速公路下面層為AC-25瀝青混合料，拌和樓為日工3 000型，熱料倉數量為4個，冷料倉數量為5個。原材料規(guī)格為 10～30、10～20（2種）、5～10、0～5 mm石灰?guī)r。

5.2 目標配合比冷料比例及冷料倉的標定

目標配合比確定各檔料供料比例見表2。

表2 冷料倉供料比例（質量比）

根據目標配合比，冷料供料比例不存在某檔料偏少現象，為了滿足施工進度的要求，在進行冷料倉標定前，將各冷料倉出料口調至最大并且固定好。拌和樓冷料倉皮帶工作轉速為5～50 r/h，選定15、30、45 r/h 3個轉速，各檔料固定時間（選取5 min）上料進行冷料倉的標定。標定結果及標定曲線見表3。

表3 各檔料不同轉速下供料質量（5m in）

根據各冷料倉標定曲線線性回歸方程就可以確定拌和樓不同設定產量下對應的皮帶轉速，見表4。

表4 不同小時產量的各檔料皮帶轉數

至此，冷料倉標定工作完成。

5.3 熱料倉篩孔的選擇

由于進行下面層施工前，已經進行了聯結層ATB-25的施工。在進行ATB-25施工前初選篩孔尺寸為

35、19、11、3（3×3）mm，上料進行熱料倉篩分，發(fā)現存在部分超粒徑的集料不能篩除，對拌和樓進行調試（包括篩分振動力和篩子安裝角度等），但是仍不能消除，將最大篩孔尺寸改為32mm后，有效地解決了上述問題；選擇3mm×3mm的篩子在施工過程中取料進行熱料倉篩分發(fā)現1#和2#熱料倉級配波動較大，主要是由于3 mm×3mm的篩子堵篩造成的，將尺寸為3mm×3mm篩子改為3mm×4mm后上述問題得到了有效解決。建議在進行篩孔選擇時，最大篩孔要較JTGF 40—2004中的等效篩孔偏小一些，便于消除超粒徑問題；最小的篩子選擇3mm×4mm，易于合成級配的控制，可以保證熱料倉礦料的級配，另外也降低了拌和樓堵篩的概率。

AC-25瀝青混合料施工選定篩孔尺寸為32、19、11和 3（3×4）mm。

5.4 熱料倉比例的確定

確定拌和樓產量240 t/h，查表4，按照相應的皮帶轉數上料70 t左右，停止上料后，精確稱量各熱料倉熱料質量，結果見表5。

表5 熱料倉倉料質量及比例

根據以上確定的比例及熱料倉各倉料級配篩分結果，合成級配曲線見圖2。由圖2看出，根據計算機計算的目標級配與根據倉料比例計算的生產級配差別很小，因此可以根據表5最終生產配合比比例進行混合料的生產。

圖2 目標級配與生產級配比較

5.5 施工過程控制

在施工過程中強化對冷料倉用料的篩分，發(fā)現某檔料變異較大時依據標定曲線及時調整皮帶轉速。要求試驗室每天進行一次熱料倉篩分試驗，當熱料級配出現較大波動時，首先加密篩分，同時檢查拌和樓是否有堵篩、篩孔破損等問題；目測各冷料倉用料并結合冷料篩分結果，必要時對熱料倉比例進行調整。

6 結論

1）對拌和樓篩孔尺寸的選擇除了需要遵循的基本原則，還要綜合考慮拌和樓熱料倉數量、各熱料倉容積、原材料規(guī)格和混合料類型等，合理的選擇篩網尺寸，是避免拌和樓出現等料、溢料現象的前提。

2）拌和樓冷熱料倉必須進行準確標定，尤其是冷料倉，當拌和樓出現等料、溢料問題時，根據本文提出的調試方案，可以及時解決直到避免拌和樓出現等料、溢料問題。

3）本文提出的拌和樓調試方法，有效地解決了生產配合比與目標配合比相脫節(jié)的問題，對于提高生產效率，減少甚至避免拌和樓等料、溢料現象及提高混合料拌和質量具有一定的指導意義。