瀝青混合料控制管理研究論文

　　摘要：針對排水性瀝青路面所用瀝青混合料的特點，分析瀝青混合料生產(chǎn)過程中引起溫度控制偏差產(chǎn)生的原因，建立了溫度控制要求及設(shè)定原則，基于此原則給出了瀝青溫度控制規(guī)范、骨料溫度控制規(guī)范和排水性瀝青混合料溫度控制規(guī)范，并進行了排水性瀝青混合料的生產(chǎn)與設(shè)備性能相適應(yīng)的相關(guān)調(diào)整及優(yōu)化，實現(xiàn)了準確控制溫度的目的。

　　關(guān)鍵詞：拌和設(shè)備排水性瀝青混合料溫度控制

　　排水性瀝青路面是20世紀80年代以來在發(fā)達國家發(fā)展起來的一種新型路面，它是將空隙率大（一般在17～22％）的排水性瀝青混合料用于路面上面層（其下鋪不透水層）。由于此種面層機構(gòu)有著多孔性的特點，可使路表積水不經(jīng)排水設(shè)施而直接從路面結(jié)構(gòu)中下滲而迅速排出，這樣就減少了濺水、噴霧等危害的發(fā)生，而且由于排水性瀝青路面的骨架空隙結(jié)構(gòu)，增加了路表的摩擦系數(shù)及路面抗車轍能力，進一步增加了行車安全。

　　由于排水性瀝青路面突出的是排水機能，因此其排水性瀝青混合料的最主要的一個質(zhì)量檢查評價指標是空隙率。在既定的生產(chǎn)配合比下，溫度對空隙率的影響最大：瀝青拌和設(shè)備生產(chǎn)的排水性混合料的溫度過高，則易產(chǎn)生物料內(nèi)瀝青的流淌，形成結(jié)塊阻塞空隙通路；溫度低則現(xiàn)場施工作業(yè)極為困難�？梢哉f，在排水性瀝青路面鋪裝施工中瀝青拌和樓的混合料生產(chǎn)是關(guān)鍵，瀝青混合料的溫度控制則是整個生產(chǎn)作業(yè)的核心和難點。因此，排水性混合料的生產(chǎn)必須在嚴格的溫度控制要求下進行。

　　1、瀝青拌和設(shè)備性能分析及溫度控制原則

　　1.1設(shè)備及路面材料的性能分析

　　生產(chǎn)排水性瀝青路面混合料比生產(chǎn)密級配瀝青混合料時生產(chǎn)能力降低約60%，降低的主要原因主要有：

　　(1)排水性瀝青混合料單粒度粗骨料多，瀝青拌和設(shè)備等待時間、熱料倉的儲藏量相應(yīng)增加；

　　(2)為防止流淌，排水性瀝青混合料生產(chǎn)所設(shè)定溫度比通常利用粘—溫曲線得出的混合溫度低，為實現(xiàn)骨料的均勻裹覆，拌和時間延長；

　　(3)使用纖維質(zhì)材作為添加劑，因材料計量、投入等使生產(chǎn)時間增加。

　　鑒于在生產(chǎn)瀝青排水性路面時，瀝青拌和設(shè)備的生產(chǎn)能力較之生產(chǎn)其他瀝青混合料的`能力要低的特征，為了能生產(chǎn)出合乎質(zhì)量要求瀝青混合料，須對設(shè)備進行必要調(diào)整，通過調(diào)整瀝青拌和設(shè)備的設(shè)定參數(shù)，使之更切合排水性瀝青混合料的生產(chǎn)，并力求降低消耗，改善設(shè)備運行效益，提高生產(chǎn)效率。

　　1.2生產(chǎn)排水性瀝青混合料時溫度設(shè)定原則

　　使用顆粒狀纖維添加劑，在設(shè)備的攪拌裝置內(nèi)完成現(xiàn)場改性。在形成高粘度改性瀝青混合料情況下，瀝青拌和設(shè)備溫度控制系統(tǒng)的溫度設(shè)定原則：

　�。�1）骨料加熱烘干溫度在骨料提升機前處時為185±5℃，這樣才能保證混合料溫度標準不超過180±5℃范圍；

　�。�2）保證作業(yè)施工并考慮到瀝青劣比性（瀝青混合料到施工現(xiàn)場溫度>160℃）；

　　（3）根據(jù)外界環(huán)境情況，在許可范圍內(nèi)適當調(diào)節(jié)混合料溫度（環(huán)境溫度<10℃時，溫度標準定為185±5℃）。

　　瀝青拌和設(shè)備進行排水性瀝青混合料生產(chǎn)是建立在適宜的溫度控制與質(zhì)量管理基礎(chǔ)之上的。瀝青拌和設(shè)備的控制系統(tǒng)采用計算機為PLG通用自動控制裝置，溫度控制通過感應(yīng)器與設(shè)定值做比較并進行反饋，可全自動實現(xiàn)溫控。

　　2、瀝青溫度控制

　　瀝青溫度控制主要包括基質(zhì)瀝青溫度控制、現(xiàn)場改性的高粘度改性瀝青溫度控制兩個方面。

　　基質(zhì)瀝青的儲存溫度主要是又基質(zhì)瀝青的理化性能指標決定的。瀝青儲罐的溫度是燃燒爐加熱導熱油間接獲得，儲存溫度一般依基質(zhì)瀝青的物性不同而有所差異，適宜的儲存溫度可以確保長時間儲存不會影響瀝青的性能，通�；�級瀝青儲存溫度設(shè)為110-130℃范圍。拌和設(shè)備正常施工時，瀝青溫度應(yīng)達到使用溫度才允許生產(chǎn)，使用溫度是依照基質(zhì)瀝青的粘度曲線設(shè)定，由燃燒爐加熱溫度自動控制系統(tǒng)獲得。基質(zhì)瀝青使用溫度一般為150～170℃范圍。

　　由于高粘度改性瀝青是由基質(zhì)瀝青在使用溫度時進入攪拌鍋，同時與高熱骨料、纖維添加劑混合，利用熱骨料的高溫現(xiàn)場形成，因此高粘度改性瀝青溫度的控制主要也是由基質(zhì)瀝青使用溫度與熱骨料溫度決定。其溫度范圍為160～175℃。

　　生產(chǎn)排水性瀝青混合料與生產(chǎn)普通瀝青混合料相比，瀝青溫度控制差別不大。瀝青拌和設(shè)備的導熱油加熱及油溫控制系統(tǒng)可方便實現(xiàn)瀝青溫度的自動調(diào)節(jié)。

　　3、骨料溫度控制

　　3.1骨料“料簾理論”

　　(1）與生產(chǎn)普通的密集性混合料相比，排水性混合料骨料是不連續(xù)的，形成的骨料簾也是不密實的。瀝青拌和設(shè)備在干燥器出口設(shè)有紅外溫感、自動控制裝置，這樣當遇到斷級配骨料簾時，溫度自動控制系統(tǒng)顯示的溫度與實際骨料溫度就會出現(xiàn)偏差，溫度感應(yīng)控制系統(tǒng)無法測到真實的骨料溫度。

　　為此，通常情況下瀝青拌和設(shè)備在生產(chǎn)排水性瀝青混合料時，加入過量細集料，除了消耗掉相對過剩的烘干能力因素外，主要是通過細骨料加入構(gòu)建密實的料簾，使瀝青拌和設(shè)備的溫度自動控制系統(tǒng)能真實反映加熱后的骨料溫度。

　　傳統(tǒng)細填料充當降溫劑，增加物料進給量，吸收過剩多余熱能，多余物料從溢料管溢出，造成燃料、物料浪費；物料即使可重復使用，受熱后也會造成物料性能變化。

　　(2）在生產(chǎn)過程中研究中可知，當骨料粒徑變大混合料變粗時，紅外感溫系統(tǒng)顯示溫度比實際測得料溫有變大的趨勢；在不加細料情況下與普通混合料相比，紅外感應(yīng)溫度與真實料溫相差約10～20℃。

　　因而可以據(jù)此掌握骨料粒徑大小與設(shè)備紅外感溫系統(tǒng)顯示之間的變化關(guān)系，探索出設(shè)備溫控系統(tǒng)在不加細料情況下實現(xiàn)自動真實的對熱骨料的測控。當冷骨料各種粒度相對穩(wěn)定時，排水性瀝青混合料的熱骨料形成的是穩(wěn)定的不連續(xù)料簾，這樣就可以利用紅外感應(yīng)溫度與真實料溫之間相對溫差進行效正，實現(xiàn)自動真實測控。測控溫度誤差不大于±5℃，完全符合排水性瀝青混合料溫差控制需要。

　　(3）為實現(xiàn)平穩(wěn)溫控，在排水性瀝青混合料生產(chǎn)中還需對原材料的干濕程度有一定的認識。增加物料含水量，以含水量的增加來降低燃燒器烘干能力，但存在含水量不均時溫度控制更難以穩(wěn)定的問題。

　　燃燒器根據(jù)實際含水量進行有效調(diào)整與之相配的烘干能力，含水量均勻性對骨料的烘干能力影響很大，含水量每降低1%。生產(chǎn)能力約下降10%。因此含水量不均，則易產(chǎn)生骨料加熱溫度過高或者過低，難以控制。再者各種骨料的顆粒徑均勻性的影響，骨粒徑均勻性若不穩(wěn)定，則特別易形成不穩(wěn)定、不連續(xù)、斷繼配料簾，使紅外測溫更難反映真實溫度。

　　料簾理論的提出運用，克服了多加細骨料產(chǎn)生的一系列缺陷，使瀝青拌和設(shè)備生產(chǎn)排水性瀝青混合料成為現(xiàn)實。實現(xiàn)了在骨料粒度相對穩(wěn)定、含水量變化不大情況下排水性瀝青混合料時的準確溫控，是拌和設(shè)備溫度控制的重大突破。

　　3.2燃燒器系統(tǒng)技術(shù)改造

　　為有效地解決烘干能力與生產(chǎn)排水瀝青混合料匹配的問題，在更大程度降低原有系統(tǒng)的烘干能力，對燃燒器系統(tǒng)進行了改造調(diào)整。

　　(1）把噴油嘴變小（由φ4減小至φ3.5），減小單位時間的進油量，從整體上降低其烘干能力；

　　(2）調(diào)整燃油壓力及進風量，匹配適合的風、油比，改善燃燒性能；

　　(3）優(yōu)化燃燒器系統(tǒng)參數(shù)，使進入噴油口的燃油系統(tǒng)壓力為25～30MPa，耗油量降為4.5～5.0kg/t，改善了設(shè)備的經(jīng)濟性能。

　　總體上解決了因瀝青拌和設(shè)備生產(chǎn)排水性瀝青混合料時生產(chǎn)能力下降產(chǎn)生的與設(shè)備烘干能力相匹配的問題。

　　3.3生產(chǎn)循環(huán)周期的優(yōu)化

　　在設(shè)備PLC微機自動控制系統(tǒng)，有許多影響設(shè)備運行的內(nèi)部參數(shù)，決定著設(shè)備運行的穩(wěn)定性及稱量系統(tǒng)的準確性，影響著生產(chǎn)循環(huán)周期。

　　（1）優(yōu)化瀝青拌和設(shè)備內(nèi)部參數(shù)。其中對循環(huán)周期有影響的是：骨料稱量穩(wěn)定時間、粉稱量穩(wěn)定時間、瀝青稱量穩(wěn)定時間和拌鍋卸料開啟時間等；

　�。�2）瀝青噴油方式。噴灑式比流淌式更易均勻包裹骨料，拌和時間可以相對縮短；

　�。�3）改進添加劑輸送方式。采用在攪拌裝置上側(cè)喂料的顆粒纖維直接加入法，由人工直接將纖維素用一個定量容器，在粗集料放料的同時投入攪拌裝置內(nèi)，使纖維素與礦料干拌15～18s后，再噴灑瀝青進行拌和。濕拌時間為40s，總拌和時間由原有的64s降低為58s，即可做到穩(wěn)定劑充分打開并拌和均勻。比傳統(tǒng)鼓風輸送方式更便捷可靠，節(jié)省時間。

　　進行合理優(yōu)化后，相對縮短每批次生產(chǎn)循環(huán)周期增大進料量，改善烘干能力相對過剩矛盾，設(shè)備運行也更可靠平穩(wěn)。

　　4、混合料溫度控制

　　為及時準確地知道瀝青拌和設(shè)備生產(chǎn)的成品混合料溫度，在設(shè)備的攪拌裝置成品料出口處設(shè)置額外的料溫檢測裝置及顯示儀器，使反饋的料溫更加及時準確便捷。

　　排水性瀝青成品混合料在成品儲倉內(nèi)存放的時間不宜過長，因為放置久易產(chǎn)生高溫混合料內(nèi)瀝青流淌，加上因其骨料粗溫度易散失，就會影響物料性能，也容易發(fā)生與倉壁的粘連。所以原則上要求排水性瀝青成品混合料在倉內(nèi)存放時間不超過兩個小時。

　　在寒冷季節(jié)，5℃以下或5℃以上但風力較大不得以瀝青拌和設(shè)備進行生產(chǎn)時，采取比正常情況下相應(yīng)高出一定值。為避免瀝青的高溫流淌及劣化現(xiàn)象發(fā)生，設(shè)定的溫度不高于必要的混合料溫195℃。

　　施工方法直接決定工程質(zhì)量，排水性瀝青混合料施工中對溫度控制特別重要。一般瀝青拌和設(shè)備進行排水性瀝青混合料的生產(chǎn)時，為尋求生產(chǎn)排水性瀝青混合料的技術(shù)改進與提高，應(yīng)對生產(chǎn)施工過程、溫度控制變化情況、技術(shù)改進的相關(guān)參數(shù)及影響溫度控制的相關(guān)數(shù)據(jù)進行記錄整理。排水性瀝青混合料施工的記錄不僅是對生產(chǎn)技術(shù)溫度控制的不斷完善有利，而且也為以后排水性的瀝青混合料施工溫度管理規(guī)范化提供了寶貴的基礎(chǔ)資料。

　　5、結(jié)論

　　通過本文分析，可以得知生產(chǎn)排水性瀝青混合料的溫度控制原則，并以次原則為依據(jù)優(yōu)化設(shè)備運行參數(shù)，同時得出排水性瀝青混合料在生產(chǎn)、儲存過程中哪一個或哪幾個因素是影響其溫度控制的因素，從而針對這些因素在瀝青拌和設(shè)備上采取相應(yīng)的溫控措施；通過對設(shè)備的生產(chǎn)能力降低（為正常生產(chǎn)的40％～70％）；瀝青的控制溫度（生產(chǎn)一般瀝青混合料時差別不大）；骨料的控制溫度（不采用加入過量細骨料的方法，而采用經(jīng)驗公式以求真實的測溫）；改造燃燒烘干系統(tǒng)與生產(chǎn)能力降低相匹配，降低設(shè)備的烘干能力；瀝青混合料的溫度控制等一系列技術(shù)措施，為實現(xiàn)準確溫度控制提出了現(xiàn)實依據(jù)。當然在瀝青混合料的生產(chǎn)中還有一些有待完善的地方，如溫控偏差受骨料粒徑影響規(guī)律尚需在生產(chǎn)實踐中進一步總結(jié)，對烘干系統(tǒng)改造后易發(fā)生火焰燒烤烘干筒內(nèi)壁現(xiàn)象，骨料在攪拌裝置拌和時間長引起的磨損加速問題。所以瀝青拌和設(shè)備生產(chǎn)排水性瀝青混合料還需要與設(shè)備結(jié)構(gòu)性能進一步優(yōu)化相協(xié)調(diào)。

　　參考文獻

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