沥青混合料生产质量控制
沥青混合料生产质量控制
摘要：根据热拌沥青混合料在公路工程中的应用，分析了原材料和拌和设备参数青混凝土质量的影响，阐述了在混合料生产过程中的措施并提出了改进建议。
关键词：沥青混合料原材料拌和设备质量控制
The quality control in hot mix asphalt manufacturing Abstract: according to the applying of hot mix asphalt in highway engining, analyzed the influence of the quality of hot mix asphalt caused by the materials and the parameters , exposed the measures in hot mix asphalt manufacturing and referred some improved suggestion.
Keyword: hot mix asphalt material mixer quality control
1、引言
对热拌沥青混合料的生产及其质量控制是整个沥青混凝土路面施工技术与质量控制的重要方面，这不仅表现在路面施工过程中对工作进度的影响，更重要的是开放交通后，承受大交通量和外界环境的作用，对路面的使用性能的影响，如：路面寿命、抗车辙能力以及行车舒适性和安全性等。因此，对热拌沥青混合料的生产进行质量控制，生产出高质量的沥青混合料具有十分重要的意义。
2、原材料的管理
2.1原材料质量的控制
(1)粗集料的力学性质应满足沥青混凝土技术要求。力学性质指标包括:
单轴抗压强度、压碎值、磨耗率、磨光值(抗滑表层需)。
(2)粗集料应优先选用碎石。碎石相对于破碎砾石具有较高的内摩擦角,
可提高沥青路面的高温稳定性,并且用碎石拌制的沥青混合料更易
压实。
(3)粗集料的形状应近似正方体,且具有粗糙的面和棱角,针片状含量
低。
2.2原材料的存放
集料随来源和加工方法的不同，差别很大，包括颗粒尺寸、级配、清洁度、强度、颗粒形状、表面结构、吸水能力以及集料与沥青的亲合力等，所以同一规格的集料应尽量从同一料厂进料。如果需要从不同料厂进料，材料的变异性增大，应按要求进行检验。
不同规格不同来源的集料应分隔堆放，防止混杂。同一规格的集料也可能在料厂时已经产生材料离析，再加上在运输和卸料时集料也要产生离析，因此集料在拌和厂应分层堆放，每层高度不大于1米，坡度小于1：3，堆放方式见图1。
图一集料分层堆放
集料拌和场地应清洁坚实，利于排水。对于细集料要有防雨措施，因为细集料的含水率变化很大，一般在0~10%，最高可达16％左右。集料含水率增大会造成三个后果：首先残余含水率增大；其次是使得拌和设备的出料温度大幅波动，影响混合料的质量；第三是燃油消耗大幅增加。
粉料应存放防雨、防潮的储罐中，其含水率应小于1％。
不同来源的沥青应分别存放，不能混杂，存储温度在施工温度不高于140℃，不低于
110℃；长期存放应在常温下保存。对于改性沥青存放时间不宜过长，时间过长改性沥青胶体易发生破坏，沥青与改性剂分层，影响改性沥青质量。3、拌和设备的调整
间歇式拌和设备历史悠久，技术已趋完善，并且采用相对比较简单的计量技术，即可获得各种沥青混合料较精确的配合比，因此得到了广泛的应用，且目前国内大多数拌和设备均属间歇式拌和设备。现就间歇式拌和设备在调试和生产中应注意的一些问题加以讨论。
3.1热料电子秤的计量精度
由于拌和设备在拆卸、运输以及安装等过程中，拌和设备的电子秤受到外界和自身因素的影响，而使自身的精度发生变化，所以在拌和设备安装完毕后，必须对其电子秤重新标定，对动态计量应有落差和冲击等补偿措施，标定精度见表一。需要指出的是，有些拌和设备在请计量部门标定电子秤时，没有说明需要标定的精度，计量部门就以国家标准进行标定，但是国家标准中的标定精度远远小于我们的要求，所以在标定时，必须让计量部门以表一要求的精度进行标定，否则称料误差将增大，从而生产配合比与目标配合比的差异也相应增大，影响沥青混合料质量。
表一电子秤标定精度
3.2热料筛筛孔的选择
由于拌和设备自身的特点，使得在热料筛分时间有限，再加上热料筛自身的筛分效率、自洁能力等因素影响，所以在选择热料筛筛孔时应比试验室相应的筛孔放大20％左右。特别是最小筛孔的选择应注意一般不要小于3mm，若小于3mm筛孔容易堵塞，从而造成沥青混合料中细集料含量不稳定。
3.3冷料流量的标定
为保证冷料严格按生产配合比进给，生产出高质量的沥青混合料，对冷料的流量必须进行标定。冷料流量的标定方法如下：首先将热料仓里的剩余热料清除干净，然后将某一规格冷料仓进给冷料的电机的转速设定在某一固定值，让装载机手只给这个冷料仓装某一规格的冷料，让冷料连续进给一段时间（一般5～10分钟）后停止冷料的进给，此时测量在这段时间这个转速下这一规格集料的重量，计算可以得出进给冷料的电机在这一转速下单位时间内进给这一规格集料的重量；然后重新设定另一转速进行以上操作，就可以得到进给冷料的电机在另外一个转速下单位时间内可以进给这一规格料的重量。从而可以画出一条关于转速和冷料流量的直线。重复以上操作就得到不同规格集料与转速的曲线。在生产时就可以根据目标配合比的需要选定某一规格冷料进给电机的转速，冷料的进给就可以得到严格控制，生产配合比可以得到保证，并且减少热料仓出现溢料或待料的情况。有的拌和设备的冷料进给控制是通过电压或电流控制，此时标定的方法和上面的方法类似，
只要将转速换成电压或电流即可。图二所示为一种级配的冷料流量的标定曲线。
每次的冷料进给标定不是适合于所有的级配，每当生产的混合料级配发生变化，或拌和设备转移场地后，都必须重新对冷料进给再次做标定。但是有一些拌和设备在进行生产时不象上述那样对冷料进给进行标定，他们有的是理论计算得到冷料进给的关系，或者就不标定靠经验进行生产，这些做法往往使得生产配合比与目标配合比相差比较大，所以建议对冷料流量的标定还是要严格进行。
图二 AC—20Ⅰ电压与流量标定曲线
3.4材料添加顺序
(1)集料—沥青—矿粉干拌时无矿粉
(2)集料—矿粉—沥青干拌时矿粉飞扬损失大
分析:由于矿粉的表面积较大,上述两种添加顺序对矿粉表面的利用有着不同的影响,使沥青混合料的拌和质量也发生变化。第一种添加顺序可使集
料得到沥青的充分包裹,加入矿粉后,矿粉可以和沥青充分结合,使矿粉的表面积得到充分利用,集料裹附沥青较厚处成薄,混合料的油膜厚度均匀,混合料级配和油石比波动相对减小。第二种添加顺序在拌和过程中,矿粉易与沥青结合,石粉易在“过量”的沥青中成团,使应由石粉吸附的沥青包裹在大骨料上,这样大骨料的油膜厚度增加,混合料中的自由沥青增多,混合料外观上出现油亮的光泽,显得油石比过大,但存在部分骨料没有被沥青包裹现象,使得混合料的油膜厚度不均匀,混合料级配和油石比波动相对增大。
3.5搅拌叶片与拌缸内壁的间隙
搅拌叶片与拌缸内壁的间隙也影响混合料的质量，一般这个间隙应小于混合料最大公称粒径的一半，当间隙大于混合料最大公称粒径的一半时，混合料将不能得到均匀的拌和，又由于叶片属于易磨损部件，所以应定期检查间隙，及时更换叶片。
3.6拌和时间的确定
(1)拌和时间=干拌时间+湿拌时间
干拌时间:计量斗开始卸料—沥青开始喷射
湿拌时间:沥青喷射开始—拌缸开门卸料为减少沥青老化,应适当延长干拌时间,缩短湿拌时间。
(2)确定最小拌和时间
最小拌和时间应满足混合料拌和均匀一致,无花白料,无结团(块)或严重的粗细集料离析现象。拌和时间越长,拌和均匀性越好,但拌和时间过长会加速沥青的老化,影响混合料的质量。最小拌和时间需经试拌确定。
影响最小拌和时间的因素：
混合料级配：细集料多,最小拌和时间宜长。
混合料油石比：沥青用量大,最小拌和时间宜短。
混合料温度：拌和温度高,最小拌和时间宜短。
搅拌器转速：搅拌器转速高，拌和时间宜短。
充盈率：充盈率越大,最少拌和时间则越长。
所以混合料拌和时间的确定，要综合考虑混合料的级配，拌锅的充盈率、搅拌器的转速以及拌锅的充盈率等因素。
3.7拌和温度控制
3.7.1拌和温度对施工质量的影响拌和温度过低,沥青包裹不均,易产生拌和“花料”现象,且不能保证摊铺碾压温度;拌和温度过高不仅浪费燃油,还会加速沥青老化。
3.7.2拌和温度确定拌和温度应根据沥青品种、标号、气候、运距、风速、级配、铺层厚度来综合确定。
(1)填料不需加热。沥青一般用导热油提前加热,温度变化不大,沥青加热温
度一般比集料加热温度低10℃～20℃。集料的加热温度起伏变化较大,一般应控制在160℃～180℃之间。
(2)沥青针入度小、粘度大、气温低、运距远、风速大、粗级配、铺层薄时
拌和温度取上限,反之取下限。
(3)改性沥青的拌和温度要比普通沥青高10℃～20℃。
3.7.3温度误差的控制拌和温度起伏变化会引起摊铺、碾压温度的起伏变化。摊铺温度起伏变化导致摊铺机熨平板受力平衡的破坏,影响路面平整度,碾压温度起伏变化会导致碾压密实度和平整度的不均匀性。优等品的沥青拌和站的温控误差在±5℃以内,这就要求主燃烧器的伺服电机的风油比调整范围大且反应灵敏。
控制措施：(1)严格控制集料的含水量和含尘量。特别是细集料含水量的不稳定会导致温控误差增大。(2)冷集料总流量的起伏变化也会导致温控误差增大。在调整冷集料的流量时,一定要慢增或慢减。(3)拌和设备启动拌和时,先用小火预热滚筒3～5min,开始上料,慢慢加大油门,待料温升至设定温度值±10℃并稳定一段时间后,开始启动自动控温装置。用热料预热拌缸3～5min后,测量预热料温度,温度达到设定温度时才可生产。
3.8引风与除尘系统
引风的大小直接影响到混合料中细料的含量，应采用自动控制，控制风门开度的大小。有的设备采用人工控制，依据经验看火焰是否“回火”来控制风门开度，这样容易造成混合料细料含量大幅波动。
一级除尘的颗粒可以回收利用，但一级除尘的颗粒如产生堵塞不能进入热料提升机,则1号热料仓中的细集料相对偏少。
二级回收粉尘再利用：回收粉尘和矿粉的颗粒组成不尽相同,回收粉尘再利用时,粉尘应与矿粉单独计量,确定比例以保证级配稳定。回收粉尘一般属中性和偏酸性细料,粘附性差;而矿粉则属于碱性,粘附性好,因此尽量不用或少用回收粉尘。
3.9干燥筒的排气温度
干燥筒的排气温度一般应调整在115～165℃之间，最高不要超过200℃，排气温度过高不仅会增大燃油消耗率，而且会影响袋式除尘器中过滤袋的寿命。排气温度不得低于115℃，否则除尘器中会结露，尘土便结在过滤袋上，减小气流通过面积，增大风机负荷。
除以上需要注意的事项，装载机机手在向冷料仓装料时，应严格操作，避免出现一种规格的集料混入另外一个冷料仓的现象。
对生产出的沥青混合料还要根据沥青混合料实验规范进行质量检查，若发现偏差，及时调整拌和设备的参数。
4总结
通过以上的分析与论述，我们对沥青混合料的生产可以得出以下结论：（1）严格控制原材料的质量，对原材料按要求存放。
（2）沥青混合料拌和设备参数的调整对生产效率和混合料质量有着至关重要的作用。在拌和设备调试和生产过程中应根据不同材料和配合
比进行调整，以发挥设备的最佳效益，提高沥青混合料质量。
参考文献
[1] 邵明建. 沥青路面机械化施工技术与质量控制. 北京：人民交通出版社，2001 .
[2] 何子平,羊俊宝. 沥青混凝土拌和质量问题的探讨.西安：械与施工机械化2002（2）.