目標配比與生產(chǎn)配比相協(xié)調(diào)的瀝青拌合站的調(diào)試(公路工程)

1、目標配比與生產(chǎn)配比相協(xié)調(diào)的瀝青拌合站的調(diào)試周衛(wèi)峰1 孫妍楓2 李源淵3（1天津大學管理與經(jīng)濟學部 2天津市高速公路集團有限公司 3天津市市政工程研究院）摘要：針對目前瀝青拌合站調(diào)試過程中目標配合比與生產(chǎn)配合比設計結(jié)果脫節(jié)的問題，從冷料計量系統(tǒng)的標定、熱料倉篩孔的選擇和目標生產(chǎn)配合比的協(xié)調(diào)三方面進行了分析，提出了嚴格按照目標配合比設定冷料比例后，不依據(jù)優(yōu)化的級配計算結(jié)果，而是根據(jù)目標配比所對應的熱料倉實際熱料比例確定生產(chǎn)配合比的方法，有效解決了生產(chǎn)過程中的溢料等料問題，提高了生產(chǎn)效率和混凝土質(zhì)量，并進行了實際工程驗證。關鍵詞：瀝青拌合站 目標配合比 生產(chǎn)配合比 協(xié)調(diào) 我國瀝青混凝土采用目標配合比

2、設計、生產(chǎn)配合比設計及生產(chǎn)配合比驗證三階段進行設計，在目前工程使用的瀝青拌合站大都為間歇式拌合設備的情況下，就要求目標與生產(chǎn)配合比設計必須保持高度的協(xié)調(diào)，才能在拌合站工作過程中既最大限度地保證生產(chǎn)效率，又能夠生產(chǎn)出性能優(yōu)良的瀝青混凝土，實現(xiàn)設計意圖。而目前在實際施工中，目標配合比設計結(jié)果與生產(chǎn)配合比設計結(jié)果基本上各自獨立，相互脫節(jié)。瀝青拌合站生產(chǎn)時往往偏重于嚴格控制熱料倉比例即注重于生產(chǎn)配合比的設計意圖的實現(xiàn)，而對目標配合比設計結(jié)果即冷料倉比例則在施工前期很少做基礎工作，大都在施工過程中根據(jù)熱料倉比例及等料溢料情況進行調(diào)整，帶有一定的隨意性。這就使得一旦原材料出現(xiàn)變異，或熱料倉出現(xiàn)等料溢料現(xiàn)象

3、時，操作人員在沒有理論依據(jù)的情況下根據(jù)經(jīng)驗進行調(diào)整。一種結(jié)果是如果繼續(xù)按照既定的熱料倉比例進行生產(chǎn)，則浪費及生產(chǎn)效率低下同時發(fā)生，另一種情況是如果隨意調(diào)整熱料倉比例，混合料質(zhì)量又難以保證。針對以上問題，結(jié)合某高速公路工程實踐，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(chǎn)配合比的協(xié)調(diào)等三個方面進行了分析，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(zhì)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(jù)具體工程實際情況對級配進行優(yōu)化，在實驗的基礎上，根據(jù)設計結(jié)果提出路用性能最佳的

4、級配即各檔料最佳的比例，承包商根據(jù)最佳石料比例生產(chǎn)或外購石料。1.2 冷料倉計量系統(tǒng)的標定冷料倉計量系統(tǒng)的標定是非常重要的基礎性工作，一旦冷料倉計量系統(tǒng)標定完成，其成果對今后的生產(chǎn)將具有極其重要的指導作用。冷料倉計量系統(tǒng)的標定主要是確定各檔原材料在規(guī)定時間內(nèi)皮帶運輸量與皮帶轉(zhuǎn)速之間的回歸關系。標準圖如圖1.圖1 冷料倉標定曲線標準圖對冷料倉標定步驟如下：調(diào)節(jié)冷料倉出料閥門位置并且固定好，根據(jù)經(jīng)驗即拌和樓預計產(chǎn)量選定3-4個不同的皮帶轉(zhuǎn)速，在設定的時間內(nèi)測定不同皮帶轉(zhuǎn)速與流出重量之間的關系，根據(jù)測定的數(shù)值，利用線性趨勢線確定皮帶轉(zhuǎn)速與冷料流出質(zhì)量的線性關系，并確定回歸公式。冷料標定曲線及回歸公式

5、確定后，根據(jù)拌合樓設定產(chǎn)量和各規(guī)格冷料供料比例(目標配合比)，可以根據(jù)回歸公式計算確定各料倉的皮帶轉(zhuǎn)速，指導實際生產(chǎn)。但是目前在實際生產(chǎn)中，施工單位對此重視不夠，甚至省略了對冷料倉的標定。對各冷料倉皮帶轉(zhuǎn)速的確定完全憑借經(jīng)驗，沒有考慮原材料密度、顆粒形狀及含水量等因素的影響；同時也缺少理論依據(jù)，造成實際供料質(zhì)量與設定值偏差較大。應該說對拌合樓冷料倉的標定不準確或者沒有標定是造成拌合樓出現(xiàn)等料溢料現(xiàn)象的一個主要原因。2 熱料倉篩孔的選擇進行拌合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(diào)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

6、循上面的兩個基本原則，還要參考拌合樓熱料倉數(shù)量、各熱料倉容積、原材料規(guī)格和混合料類型。參考瀝青路面施工技術規(guī)范，瀝青拌合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合樓，在進行拌合樓振動篩尺寸選擇時要結(jié)合熱料倉、原材料篩分數(shù)據(jù)進行適當?shù)恼{(diào)整。一般地，拌合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 瀝青拌合樓掛篩與試驗用方孔篩等效尺寸方孔篩（mm）31.526.51913.29.54.752.36等效篩孔（mm）353122161173或43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

7、量系統(tǒng)的標定和各熱料倉計量系統(tǒng)補償值的確定兩部分。在進行熱骨料稱量系統(tǒng)的標定時要注意校驗質(zhì)量的選擇，校驗質(zhì)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(xiàn)等料溢料現(xiàn)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)的正確標定是拌合樓正常生產(chǎn)的前提。在正式施工前要模擬拌合樓等料溢料現(xiàn)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(chǎn)配合比設計的內(nèi)容。熱料比例的確定應從生產(chǎn)能力

8、、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(jù)計算機計算結(jié)果直接確定。因為計算機計算結(jié)果只考慮最佳級配的問題，最終導致目標與生產(chǎn)配合比設計不協(xié)調(diào)。因此應根據(jù)實際情況確定熱料倉比例。具體措施如下：首先根據(jù)預定生產(chǎn)能力及冷料標定結(jié)果確定皮帶轉(zhuǎn)數(shù)，嚴格按照目標配合比比例出料（出料數(shù)量不致使熱料倉溢料，建議根據(jù)實際情況確定50100噸）。其次準確稱量進入每個熱料倉中的熱料質(zhì)量，原則上，每個熱料倉中分配的熱料質(zhì)量，即每個熱料倉中熱料所占比例即為生產(chǎn)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(jié)果計算合成級配，如距最佳級配有一定差距，則進行微調(diào)，如差距不大，則按照分配比例進行生

9、產(chǎn)。4 目標生產(chǎn)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(chǎn)配合比根據(jù)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(jīng)常存在生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)用料的變異性較大；拌合廠原材料的不正確堆放造成原材料的離析等。如果不能很好的解決目標與生產(chǎn)配合比之間的不一致性問題，造成的后果就是拌合樓出現(xiàn)等料溢料現(xiàn)象、實際生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)用料的一致

10、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；其次要加強對拌合站原材料堆放的管理。為此，提出拌和樓調(diào)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(jù)確定的冷料比例生產(chǎn)或購進原材料。（2）確定冷料倉標定標準曲線，根據(jù)各檔料比例、回歸方程及預估產(chǎn)量確定皮帶轉(zhuǎn)數(shù)。（3）選擇熱料倉篩孔尺寸。（4）根據(jù)冷料比例上料（數(shù)量控制在50100噸之間），根據(jù)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(jù)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(nèi)容，確保生產(chǎn)效率高、混合料質(zhì)量好。5 工程實例5.1 概況某高速公路下面層為AC-25瀝

11、青混合料，拌合樓為日工3000型，熱料倉數(shù)量為4個，冷料倉數(shù)量為5個。原材料規(guī)格為： 10-30mm、10-20mm（兩種）、5-10mm及0-5mm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(zhì)量比）礦料規(guī)格10-3010-20（1）10-20（2）5-100-5供料比例（%）1520181630根據(jù)目標配合比，冷料供料比例不存在某檔料偏少現(xiàn)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(diào)至最大并且固定好。拌合樓冷料倉皮帶工作轉(zhuǎn)速為5-50，選定15、30和45三個轉(zhuǎn)速，各檔料固定時間（選取5分鐘）上料進行冷料倉的標

12、定。標定結(jié)果及標定曲線見表3及圖1:表3 各檔料不同轉(zhuǎn)速下供料質(zhì)量（5分鐘）礦料規(guī)格及供料質(zhì)量（噸）皮帶轉(zhuǎn)速10-3010-20（1）10-20（2）5-100-5151.801.901.851.982.11303.583.843.683.994.26455.345.735.556.026.40回歸系數(shù)K0.1420.1330.1230.1270.119根據(jù)各冷料倉標定曲線線性回歸方程就可以確定拌合樓不同設定產(chǎn)量下對應的皮帶轉(zhuǎn)速,見表4。表4 不同小時產(chǎn)量的各檔料皮帶轉(zhuǎn)數(shù)小時產(chǎn)量（噸）10-30mm10-20（1） mm10-20（2） mm5-10 mm0-5 mm18015.8 21.1

13、19.0 16.9 31.7 20018.8 25.1 22.6 20.1 37.6 22022.4 29.8 26.8 23.8 44.7 24023.6 31.5 28.3 25.2 47.2 26027.3 36.4 32.8 29.1 54.6 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(jīng)進行了聯(lián)結(jié)層ATB-25的施工。在進行ATB-25施工前初選篩孔尺寸為35、19、11和3（3*3），上料進行熱料倉篩分，發(fā)現(xiàn)存在部分超粒徑的集料不能篩除，對拌合樓進行了調(diào)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32后，有效的解決了上述問

14、題；選擇3*3的篩子在施工過程中取料進行熱料倉篩分發(fā)現(xiàn)1#和2#熱料倉級配波動較大，主要是由于3*3的篩子堵篩造成的，將尺寸為3*3篩子改為3*4后上述問題得到了有效的解決。建議在進行篩孔選擇時，最大篩孔要較«瀝青路面施工技術規(guī)范»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3*4，一方面易于合成級配的控制，可以保證熱料倉礦料的級配，另外也降低了拌合樓堵篩的幾率。AC-25瀝青混合料施工選定篩孔尺寸為32、19、11和3（3*4）。5.4熱料倉比例的確定確定拌和樓小時產(chǎn)量240噸，查表4，按照相應的皮帶轉(zhuǎn)數(shù)上料70噸左右，停止上料后，精確稱量各熱料倉熱料重量，結(jié)

15、果見表5.表5 熱料倉倉料重量及比例倉號1234礦粉重量（噸）161811240比例（）23.226.115.934.80最終生產(chǎn)比例（）22.325.015.333.44.0根據(jù)以上確定的比例及熱料倉各倉料級配篩分結(jié)果，合成級配曲線見圖2.由圖2，根據(jù)計算機計算的目標級配與根據(jù)倉料比例計算的生產(chǎn)級配差別很小，因此可以根據(jù)表5最終生產(chǎn)配合比比例進行混合料的生產(chǎn)。圖3 目標級配與生產(chǎn)級配比較圖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(xiàn)某檔料變異較大時依據(jù)標定曲線及時調(diào)整皮帶轉(zhuǎn)速。要求實驗室每天進行一次熱料倉篩分試驗，當熱料級配出現(xiàn)較大波動時，首先加密篩分，同時檢查拌合樓是否有堵篩、篩孔破損等問題；目測各冷料倉用料并結(jié)合冷料篩分結(jié)果，必要時對熱料倉比例進行調(diào)整。6 結(jié)論（1）對拌合樓篩孔尺寸的選擇選擇除了需要遵循的基本原則，還要綜合考慮拌合樓熱料倉數(shù)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(wǎng)尺寸，是避免拌合樓出現(xiàn)等料溢料現(xiàn)象的前提。（2）拌合樓冷熱料倉必須進行準確標定，尤其是冷料倉，當拌合樓出現(xiàn)等料溢料問題時，根據(jù)本文提出的調(diào)試方案，可以及