沥青混合料拌和机的操作及监控

摘要：通过对拌和机各大系统的介绍引出管理要点，并通过对现今原材料级配上的缺陷提出对筛网选择、矿料配比及常见混合料质量问题的对策。

关键词：拌和料；矿料；筛网选择；问题对策

Abstract: through the mixer each big system introduce derivation management points, and through the current raw materials grading flaws puts forward selection screen, aggregate proportioning and common mixture quality the countermeasure of the problem.

Keywords: mix; Ore material; Screen choice; measures

中图分类号：TF729.5文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

前言

沥青砼路面以其优异的运行性能成为现今高等级公路路面的首选型式。在理论上，其设计理论逐步完善、成熟，施工机械方面，也大多采取世界先进的ACP、MARIN拌和机及ABG、VOGELE等摊铺机。但是，有许多路面在其使用初期即产生车撤、推移、甚至坑塘、龟裂的病害现象，这说明在沥青砼生产管理中还存在许多问题。

笔者曾先后多次参加沥青砼的拌和、摊铺的现场施工，从实践角度出发，相对于摊铺现场的施工管理来说，拌和场的拌和生产的管理力度是大大滞后了，特别是在原材料控制与拌和操作方面。对于高级路面的摊铺而言，一般的出料要求在350T/h以上，而在速度与效益的驱使下，往往会发生非正常操作，这往往会造成与目标配比的大相径庭，而常用的油石比、级配检测手段往往需40~60mm才能有正常的结果。所以，只有从源头抓起，努力做好事前检查、监督，才能真正保证沥青砼的质量水平。

以下笔者简述拌和机系统管理及现有矿料的缺陷，进而提出相应的对策，希望为严肃沥青砼质量起到一定的作用。

图一：

沥青拌和系统图：

沥青砼拌和机简介：

相应单元应着重注意问题：稳定性（集料级配、温度、湿度）

料仓：

应至少配置4~5个有覆盖的分割料仓以分别存放大、中、小碎石及砂等原材料。另外，防雨棚及周围排水边沟的设置是为了控制含水量及差异。

（2）冷料仓：

应保证冷料仓不溢仓、不空仓；

应在配料仓上方或冷料下料处安放栅条以防超粒径石料的进入；

应考虑是否在冷料仓壁上安置震动（附着式）装置以保证正常的下料速度；

应保证皮带给料器上端与冷料斗底部间橡胶板处于良好状况。

（3）干燥筒：

应注意避免将未燃燃料喷入。如果发生，必须用风机将油蒸发以避免集料过高的温度。

（4）沥青单元

应尽可能减少沥青在90~120℃之间的的循环次数以减少老化。进行正式拌和生产之前，应让沥青循环20~30min以保证沥青温度的稳定从而保证正确计量，并应确定拌和称量沥青系统配置有沥青保护装置；

应注意开机前几盘料的沥青用量的确定，避免称量斗内因有上次拌和时因温度下降而未全倾尽的剩余沥青的存在；

相应的，前次拌和结束时应使干燥筒空转30min，并用剩余石料刷“锅”，并放尽管道及称量斗中沥青，并在开机之前，将“门”关上。

（5）热仓料、拌缸：

开机初期，应用热料预热，当达到温度要求后，再开始正式生产；

应经常查看温度，并调整风门大小，以保证正常温度；

保持拌和机正常的叶片与拌缸间“间距”，如果磨损严重应予置换。

粉仓：

应尽可能使用罐装车运输矿粉以直接打入粉仓以减少矿粉的湿度。

应在料仓底部安装空气过滤器以清除粉料疏松器使用过程中的水分。

除尘单元：

二级除尘单元示意图：

除尘单元对于中国沥青砼生产的重要性已被公认。如图二所示：

一级除尘（重力式）除去的只是＞0.2mm部分，并作为细料用于沥青砼中；

二级除尘将经由一级除尘的后烟气中＜0.2mm部分除去，此部分弃除后用矿粉填补。

图中A表设定为100~120℃，目的是使进入袋式除尘装置的烟气不低于露点，以免在滤袋表面凝结水珠，从而导致滤袋被泥灰封住影响除尘效果的现象的发生。因此点火前必须使袋式除尘器预热5~6min；

图中B表设定在180~210℃超温报警，以免滤袋被烧焦；

图中C表设定在100~120℃低温报警，以免因风门太小而导致料温不够；

压差器是为了保持一定的压差，当达到80~120mm水柱时，必须启动大气反吹装置以清洁滤袋；

关机后，再打开大气反吹装置，清洁滤袋30~50min。

3、矿料

A矿料的作用：

矿料由粗集料（＞2.36mm），细集料（＞0.074mm，≤2.36mm）及填料（≤0.075mm）构成。

（1）粗集料以在集料中占有的最大比例通过集料相互间嵌锁作用提供稳定性及通过摩擦作用抵挡位移。由2~3种碎石组成。

（2）细集料可降低空隙率得到更连续的级配曲线，从而增加稳定性。由石屑、砂组成。

2.36mm~0.6mm的粗颗粒是最重要的，这部分颗料形成了沥青砂胶结构，并对形成一定要求的构造深度至关重要。

0.6mm~0.075mm颗料亦很重要，它可以增加集料表面积，以吸收沥青使砼具有相应的稳定性。

（3）填料可进一步延续细料级配，减少空隙度，增加沥青粘度，从而形成更稳定的砼。它对油石比与改善集料与沥青结合力方面作用很大。

B矿料的缺陷及对策：

在现今使用的矿料中,由于缺乏正规、统一的大型轧石场，矿料多来源于以私人营利性质的小坑口，材质的不同引起了各种技术指标的差异，从而最终影响了混合料的质量。在压碎值、粘附性、磨光值等指标符合要求的基础上对拌和机生产稳定性影响最大的当数吸水率和矿料级配。

吸水率是集料孔隙率的一个指标，使用较大孔隙率及孔隙率差异较大的集料，可能导致以下问题：

需使用更高油石比以保证一定厚度的沥青膜层；

在干燥筒不能完全将残余水分除去时，往往容易产生沥青剥落现象，而且砼中残留水分会使石料强度下降、变软，从而产生较大的车辙（JN・Button曾在集料对砼车辙影响一文中在分析车辙因素中着重提到这一点）；

增加拌和机的能耗，有时使布袋除尘发生封闭现象；

集料孔隙率的差异造成空气率、油石比、VMA等重要指标的确定变的十分模糊；

沥青砼温度下降速度过快而使碾压工作难以正常实施。

对策：采用低含水率集料并尽量维持较为单一的料源以减少差异；

减少进料速度或适当增加风门量使单位时间干燥率加强，并使用有仓棚及有良好排水设施的冷料仓库；

加强对二级除尘压差表检查以避免发生布袋封闭；

考虑添加抗剥落剂或用消石灰粉代替普通矿粉。

矿料级配及调整：

现在，越来越多的高等级路面施工开始统一使用大型采石场，这样矿料在粗集料方面的级配要求已基本可以满足，然而在细集料来源的石屑方面却依旧存在缺陷。

图三：

*为作者自己内插而来

以上两种石屑筛分析是十分常见的。个中原因主要是石料商将无用的米砂（2.36~4.75mm）掺入石屑中所致。

图四：

从图上可明显看出，4.75mm~2.36mm部分A与B存留量均为规范的约2倍，而2.36mm~1.18mm部分为规范的约1/2，＜0.75mm部分基本相当。

这样的细集料为拌和机筛网选择带来了很大的难度。

以AC-16I为例：

图五：

从图五中A、B两方案的比较，如果以4个热料仓受料与出料基本均等的原则来评判，B方案为最好，但是在考虑到规范对2.36mm、4.75mm等筛孔的严格要求及石屑中2.36mm~4.75mm部分含量较大的因素后，就必须选择A才能控制住4.75mm附近变差很大的级配曲线。另外，有资料证实，2.36mm附近的矿料适当的增加将大大降低粗骨料相互嵌锁的概率，从降低砼的强度。两种对比如下：

图六：

在筛网选择采用了方案A后，则由于A方案进料的不均衡性，又必须在石屑中加入一部分天然砂来平衡，以免发生较多的溢仓、空仓现象。

对于天然砂加入量，规范并无明确规定，据JW・Bntton与L・Lytton报告认为，对低空气率沥青砼而言，当天然砂比例增加时，抗拉强度增加，这是由于加入较多天然砂的沥青砼，因施工和易性好，空气率相应下降的缘故。但是天然砂量的加入应适当控制，不宜超过细集料总量的40%（即总集料的10~12%），这是因为过多的天然砂的使用会使沥青砼的稳定度明显下降。J・Marks在其破碎颗料在沥青混合料中的作用一文中有重点介绍。

另外，天然砂的细度模数以1.9~2.3之间为佳，并应以筛分析中2.36mm~1.18mm存留量较高为准，因为天然砂的加入是为了达到使石屑中2.36mm~1.18mm含量的补充及增加沥青砼和易性这两个原因而采取的。

至于矿粉的添加，先进高等级沥青砼施工往往采取将二次除尘量全部弃除的方案，对石屑中的10~15%的＜0.075mm部分而言，全部除去的可能性不大，因此拌和中应及时检查热料仓细集料＜0.075mm部分，并对矿粉进行相应调整。

4、拌和操作时常见问题及对策

（1） 开机不久易出废料：

开机5~6min期间够进料“涮锅”，以预热各相关系统，风门适当提高，待温度稳定正常出料后，风门调至正常。

异常变动：

检查燃料仓筛分看有无超粒径料，以判定是否有筛网破损；

如各热料仓有统料迹象，应考虑是否空仓，如果是，则将热料仓清仓并重新进料；

适当控制好进料速度，以避免发生因筛网来不及正常筛分的情况；

经常检查溢料仓，并及时清仓。

白料：

油温不够、料温不够、拌和时间适当延长，检查＜0.075mm含量及袋式除尘压差以确定矿粉调整量，如果以上皆非，则有必要检查拌缸叶片。

太“油”或析漏：

应检查矿粉计量及是否潮湿；沥青计量；考虑集料未完全干燥而减少进料量或提高风门量。

枯料：

减少沥青在90~120℃的循环；沥青计量；控制沥青及集料温度。

5、结言

做好沥青砼的生产管理与监控，必须对级配设计、机械操作与管理都有一定深度的理解，两者不可分割，只有当两者有机地结合起来后，才能生产出真正可以达到设计级配要求的沥青混凝土。

参考文献：

公路工程沥青及沥青混合料试验规程.JTJ052-93

公路沥青路面施工技术规范.JTT032-94

国外高等级道路路面论文集1、3、5，交通部公科所1993.11

汉斯（德）柔性路面压实工艺，1987

NP-1200型拌和机手册