雙滾筒連續(xù)式拌和樓瀝青混合料性能研究

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摘要：介紹了雙滾筒連續(xù)式拌和樓瀝青混合料中的瀝青、級配、溫度控制，對比現(xiàn)有規(guī)范要求，希望對該型拌和樓運用起到借鑒參考作用。 

關(guān)鍵詞：連續(xù)式拌和樓；瀝青混合料；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.  中圖分類號：tv544文獻(xiàn)標(biāo)識碼： a 文章編號：  引言  我公司于2002年首先在廣佛高速公路大修工程中引進(jìn)了美國astec連續(xù)式雙滾筒瀝青混合料拌和樓，進(jìn)行改性瀝青混合料的生產(chǎn)，并取得良好應(yīng)用效果。然后，我們又在廣東省九條新建設(shè)的高速公路的路面施工中，采用該設(shè)備生產(chǎn)了約200萬噸的瀝青混合料。（見表1）通過對連續(xù)式拌和樓生產(chǎn)的混合料性能研究，使我們逐步對該設(shè)備的性能有了深入的了解，積累了較多相關(guān)實踐的經(jīng)驗，消除了對連續(xù)式拌合樓應(yīng)用上的一些誤解。    2混合料性能評價指標(biāo)  拌和樓的生產(chǎn)混合料質(zhì)量主要在于：  （1）拌和后的瀝青混合料對擬定配合比的符合程度及其穩(wěn)定性；  （2）拌和溫度穩(wěn)定性。  對于配合比的符合程度又主要體現(xiàn)在瀝青混合料油石比與級配兩方面，通過對成品混合料的抽提及篩分試驗，通過數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析我們可以得到相應(yīng)的評價。另外，對每天生產(chǎn)的混合料的穩(wěn)定度、流值等馬歇爾指標(biāo)的檢測結(jié)果也能間接反映拌和質(zhì)量?，F(xiàn)場路面檢驗受到攤鋪、碾壓工藝的影響，受到干擾因素多，只能作為拌和質(zhì)量評價的參考。主要相關(guān)的路面檢驗項目有：壓實度、滲水系數(shù)、抗滑性能。  本文主要討論連續(xù)式拌和設(shè)備生產(chǎn)瀝青混合料時級配穩(wěn)定性及瀝青用量的穩(wěn)定性，并與間歇式拌和設(shè)備進(jìn)行對比，采用的檢驗指標(biāo)與評價方法的依據(jù)主要有：《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（jtg f40—2004）、《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（jtj052—2000）、《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（jtj059—95）。  2.1瀝青用量  2.2.1影響瀝青用量控制的因素  瀝青用量是瀝青混合料生產(chǎn)控制中最為重要的指標(biāo)之一，瀝青用量的大小會直接影響混合料的馬歇爾指標(biāo)，直接影響到瀝青路面的使用性能。瀝青用量過大會引起泛油，，響路面行車安全，降低高溫穩(wěn)定性；瀝青用量過少會影響瀝青路面的疲勞壽命，并且容易引起早期損害。計量產(chǎn)生的油石比主要誤差來源于瀝青計量及斜皮帶皮帶稱計量兩方面。如果記瀝青量為m，集料量為m，那么油石比的誤差可以表示為公式5-1（不考慮rap中瀝青問題）  式中δm及δm均可取正值或負(fù)值，也就是油石比最大誤差為瀝青及集料計量誤差的疊加，當(dāng)兩者的%err<0.5時，油石比誤差小于1%，也就是說，5%油石比情況下，油石比的偏差為0.05，遠(yuǎn)小于規(guī)范±0.3的要求。同樣，油石比的控制有賴于皮帶稱及瀝青流量計的正確標(biāo)定及使用。連續(xù)式拌和設(shè)備的瀝青摻入受到了集料含水量、皮帶秤、瀝青流量計的計量誤差等方面的影響。生產(chǎn)過程中的混合料油石比檢測工作至關(guān)重要，它是質(zhì)量管理中重要的一環(huán)，通過檢測以及時發(fā)現(xiàn)糾正設(shè)備及生產(chǎn)中出現(xiàn)的異常，保證生產(chǎn)出合格穩(wěn)定的瀝青混合料。瀝青用量的檢測方法有抽提法和燃燒法。以下介紹分析各項目瀝青用量控制的典型結(jié)果。  2.2.2廣珠北項目 瀝青混合料油石比統(tǒng)計分析  廣珠北瀝青路面施工時檢驗采用的是抽提法，每天抽提一次。抽提結(jié)果統(tǒng)計見表2和圖2-2、2-3（中面層ac-20按4.2%控制）。    從上圖表中可以看出，該連續(xù)式拌和設(shè)備拌和的瀝青混凝土上、中、下三層的實測油石比合格率為97%，超出范圍的只有3%，在65組數(shù)據(jù)中，±0.2%偏差以內(nèi)的數(shù)據(jù)高達(dá)81.5%，離散性較小。從柱狀圖可以看出偏差的分布呈似正態(tài)分布， 95%保證率下計算各結(jié)構(gòu)層的置信區(qū)間，各區(qū)間均在規(guī)范允許范圍之內(nèi)，總體控制良好。但該設(shè)備的設(shè)定值和實測平均值仍存在一定偏差，但差值不大，說明存在的系統(tǒng)誤差不大，不影響質(zhì)量控制。  2.2.3瀝青用量控制的總體評價  （1）瀝青用量控制除個別數(shù)據(jù)偏差超出±0.3%外，都符合規(guī)范要求，合格率在99%以上。  （2）油石比的偏差系數(shù)一般在0.1~0.17間，偏差較小。對樣本數(shù)較多的特例分析也證明數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布。  2.3瀝青混合料級配控制分析  2.3.1影響瀝青混合料級配控制的因素  礦料級配是瀝青混合料的性能的關(guān)鍵。影響瀝青混合料級配的關(guān)鍵有兩方面，首先是原材料的級配穩(wěn)定性，另一方面是拌和樓的配料穩(wěn)定性和拌和均勻性。下面將就拌和樓方面的因素進(jìn)行探討。  從拌和樓的生產(chǎn)流程可以看出拌和樓的級配控制關(guān)鍵在于冷料倉之間的比例控制問題，其標(biāo)定必須認(rèn)真對待。以下對astec連續(xù)式拌和樓在各項目的應(yīng)用情況舉例分析。分析數(shù)據(jù)主要為廣佛大修工程的sma-13瀝青混合料，廣珠北各層瀝青混合料機(jī)佛山一環(huán)包括柔性基層在內(nèi)的各層瀝青混合料。  2.3.2廣珠北項目混合料級配分析  廣珠北高速公路上、中面層使用普通瀝青的抽提篩分統(tǒng)計結(jié)果見表3和圖2-3。 從統(tǒng)計結(jié)果看，各篩孔通過率的平均值與設(shè)計級配偏差不大，標(biāo)準(zhǔn)偏差較小，離散程度低。數(shù)據(jù)中：關(guān)鍵篩孔4.75、2.36、0.075中每個結(jié)構(gòu)層各有一組超出；非關(guān)鍵篩孔中9.5、13.2、16、19篩孔通過量ac-20、 ac-25各有1~3組超出，其余篩孔100%合格，ak-16非關(guān)鍵篩孔也全部符合要求。三個結(jié)構(gòu)層的篩分通過量全部在規(guī)范推薦的級配范圍以內(nèi)。目標(biāo)級配的各篩孔通過量均落在95%保證率的置信區(qū)間內(nèi)，說明實際生產(chǎn)的混合料礦料級配能滿足設(shè)計配比要求。  中、下面層集料生產(chǎn)加工時對13.2、16mm篩孔不作為關(guān)鍵篩孔來控制，所以實際生產(chǎn)中也發(fā)現(xiàn)其通過量偏差也較大，不合格率也較高。0.075mm通過量只有一次不符合要求，占1.5%，說明拌和樓的除塵效果是穩(wěn)定的，礦粉和消石灰的摻入量是合適的。    2.4拌合溫度的穩(wěn)定性  2.4.1溫度控制系統(tǒng)標(biāo)定  溫度控制系統(tǒng)的標(biāo)定包括烘干筒的新集料溫度、拌和溫度和瀝青溫度的標(biāo)定，這三個溫度可以在拌和設(shè)備控制中心直接讀得，在開工前應(yīng)進(jìn)行驗證。瀝青加熱溫度的控制和普通拌和樓一樣，可以采用人工實測值與控制中心讀數(shù)比較的方法，標(biāo)定它們之間的差值。拌和溫度是影響混合料質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一，必須滿足規(guī)范要求。在標(biāo)定時，實測出料口所取混合料的溫度值，與紅外線傳感器傳輸?shù)臏囟戎当容^，標(biāo)定滿足出料溫度時的拌和溫度。烘干筒集料溫度由主燃燒器控制，直接影響拌和溫度，它由紅外線傳感器檢測并傳輸?shù)娇刂浦行?，無法進(jìn)行實測標(biāo)定。在施工，只能根據(jù)實際出料溫度來反饋控制燃燒器油門大小。當(dāng)氣溫、新集料含水量和rap的含量變化時，應(yīng)作出相應(yīng)調(diào)整，并在大規(guī)模生產(chǎn)前進(jìn)一步驗證。溫度標(biāo)定容許誤差為±3℃，生產(chǎn)時出料溫度值必須滿足規(guī)范要求。  2.4.2廣珠北項目普通瀝青混凝土拌和溫度控制  廣珠北高速公路瀝青路面上、中、下三層均為埃索ah-70普通瀝青。它們的拌和溫度都必須控制在145℃~165℃之間，生產(chǎn)時拌和溫度設(shè)置為155℃，實際檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計散點圖和直方圖見圖2-4、2-5  圖2-4日平均出料溫度分布散點圖  圖2-5出料溫度分組統(tǒng)計直方圖  對每日平均溫度進(jìn)行統(tǒng)計，平均值為157.1℃，均方差2.13℃，按正態(tài)分布計算，95%保證率的置信區(qū)間為153.6~160.6℃。對所有實測數(shù)據(jù)的分布進(jìn)行統(tǒng)計，150~160℃之間占54.7%，145~165℃之間占94.2%，不合格率只有5.8%，所有數(shù)據(jù)呈似正態(tài)分布。因此，說明拌和溫度控制情況良好。連續(xù)式拌和設(shè)備在生產(chǎn)時要保證瀝青混合料的出料溫度穩(wěn)定性，保持穩(wěn)定的拌和溫度，就必須保持生產(chǎn)的平穩(wěn)，即不能開開停停，產(chǎn)量應(yīng)盡量保持均勻；必須對集料特別是細(xì)料的含水量加以控制，水分也是引起溫度波動的重要原因。但采用間歇式拌和設(shè)備時，以上的要求也是必須的。  從分析數(shù)據(jù)上看，在正常生產(chǎn)階段，連續(xù)式拌和設(shè)備對溫度的控制能力是可滿足施工技術(shù)規(guī)范要求的。而且由于連續(xù)式拌和設(shè)備從停機(jī)到重新開啟無論時間還是材料耗費都較大，有更高的施工組織能力要求，使得生產(chǎn)過程停機(jī)時間少，生產(chǎn)更為平穩(wěn)，也就能保證出料溫度的穩(wěn)定性。  3 結(jié)語  實踐數(shù)據(jù)證明連續(xù)式拌和樓的級配控制、油石比控制能力可以保證達(dá)到規(guī)范的要求。其對出料溫度的控制是有效穩(wěn)定的，控制能力不比間歇式拌和設(shè)備差, 都能達(dá)到現(xiàn)行規(guī)范的要求。雙滾筒連續(xù)式拌和設(shè)備具有拌和質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，能耗低，有利于環(huán)保等特點，其推廣應(yīng)用具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會效益。  參考文獻(xiàn)：  [1]《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（jtg f40—2004）  [2]《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（jtj052—2000）  注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以pdf形式查看。