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沥青路面混合料供应浅谈沥青混凝土生产配合比设计中的影响要素

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沥青路面混合料供应浅谈沥青混凝土生产配合比设计中的影响要素

发布日期:2019-07-25 00:00 来源:http://www.gzqygc.com 点击:

沥青路面混合料供应浅谈沥青混凝土生产配合比设计中的影响要素

沥青混凝土生产配合比是在充分完成目标配合比的基础上,借助于现场的拌合、摊铺和碾压来实现的,在进行配合比验证、调整时费时费力。沥青路面混合料供应通过总结非洲地区乌干达某高速公路项目生产配合比设计阶段的一些实用经验,形成具有一定指导意义的技术资料,为沥青混凝土路面在乌干达的推广和使用积累经验。

随着乌干达基础设施建设的不断发展,对公路等级的要求也越来越高,目前乌境内大量使用的沥青表处路面结构将无法满足未来急剧增长的交通量及重荷载的使用要求。乌干达机场高速公路项目作为乌境内第一条高速公路,是我公司在乌承建的设计施工总承包项目,设计施工全部采用中国标准,使得我们有机会将高等级沥青混凝土路面结构在乌进行推广。

本项目沥青混凝土施工选用的是林泰阁CSM2500型搅拌站,在进行生产配合比设计时,为了能得到满足现场施工要求、经济合理的配合比,我们从原材料控制、搅拌站运行及现场施工等多方面进行了摸索,形成了一套科学有效的设计方法。沥青路面混合料供应将结合作者的实际经验从多方面阐述生产配合比设计中的关键点。

原材料

沥青混凝土原材料包括沥青、粗细集料及矿粉等,在进行配合比设计前需保证各种原材料试验检测结果能满足规范和设计要求,这是配合比设计的前提。道路石油沥青一般是由供货商集中供应,性质稳定,质量合格方可进场,本文不再进行详细论述。粗细集料在生产时由于受到乌干达季节变化的影响,会产生不同时期生产的粗细集料级配有偏差的情况。如果不能在前期生产中掌握这种变化规律并采取措施消除,将会在后期的配合比设计中出现冷料级配紊乱从而无法得到平衡状态下的热料仓配合比。

乌干达季节对集料级配的影响主要表现在旱季与雨季的交替。以本项目轧石场所配置的5mm、10mm、16mm、24mm尺寸的振动筛为例:旱季生产时原材料表面干燥,同样的筛分效率下,5-10、10-16、16-24三挡料中含细粉较少,同样的0-5一挡料相对较细;但如果是雨季所生产的料,由于石料表面湿润,在经过颚式破碎机、反击式破碎机后部分湿润的细料粘在粗集料表面,造成粗集料中含有一定量的石粉,细集料由于损失了一部分细粉,级配也发生了改变。通过表1中详细的筛分数据,可以看出由于季节因素造成的这种偏差对各挡料级配影响非常大,如果不加以控制后期就会出现设计目标配合比换一批集料后不再适用,也就是说无法得到稳定的冷料比,而冷料比不稳定将直接导致生产配合比过程中的热集料级配不稳定,为生产配合比设计带来隐患。

针对上述情况,在轧石场前期生产原材料时试验室一定要及时取样了解每种料的级配情况,旱季雨季生产的料必须分开堆放,并设置明显的标识牌,在未来进行沥青混凝土配合比设计时,根据确定好的级配曲线分别对旱季料和雨季料进行适配,在保证级配曲线一致的情况下,拿出2套冷料仓配料比作为后期拌合站搅拌进料的依据。

沥青拌合站

拌合站是实现沥青混凝土连续生产的必要设备,其滚动筛筛孔尺寸及每h单位产量都会对生产配合比产生一定的影响。以本项目配置的林泰阁CSM2500为例,配置6种尺寸6片筛网,分别为4mm、7mm、12mm、16mm、19mm、24mm,单盘拌合最大重量可达2.5t,每h可完成200t的生产任务。搅拌站在生产配合比设计中主要有以下几方面的影响:

筛网规格

滚筒筛筛网长宽规格是由拌合站厂家提前设计好的,在使用时我们一般只要求其网孔尺寸和轧石场振动筛相匹配,主要目的还是获得稳定的热集料。筛网的规格影响热筛分效率,对最后的热料级配起决定性作用。

冷料仓配料比例

输入搅拌站计算机的冷料配合比需要稳定一致,波动不能太大,否则将直接造成进入滚动筛的混合料级配不均匀,最终影响各热料仓集料级配,这也是为什么在原材料一节中特别强调要将不同性质的料分类。需要注意的是,我们在进行目标配合比设计时冷料比一般以质量比表示,但是在林泰阁CSM2500拌合机中其比例实际为体积比。质量比与体积比的转换,可参照经验公式进行每挡料体积比。

产量对热料级配的影响

在实际试拌时发现,集料性质稳定的情况下,当产量从90t/h增加到120t/h时,热料仓各挡料级配发生了重大变化,细集料各筛孔尺寸通过率降低,粗集料各筛孔通过率明显增大,整个料比低产量时偏细;从120t/h以后每增加5t/h的产量,热料级配都会相应地发生改变,见图1~5,这种变化主要是由滚筒筛单位时间筛分效率不足引起。如果不能掌握这种变化规律,盲目地依据低产量下的热料比进行施工就会发生混合料中细料过多,现场油面发乌、推移。

综上所述,在进行拌合站生产配合比设计时,首先要保证筛网尺寸合理,冷料性质均匀稳定,并且要预测正式施工时可能到达的单位产量,在此产量下得到的生产配合比才能与未来现场实际施工时的情况相吻合。

配合比生产设计流程及验证

在对路面集料进行充分试验分析的基础上,我们可以得出初步满足技术要求的目标配合比,要将目标配合比转换为可以指导现场施工的生产配合比就需要在拌合站试拌并从热料仓取样试配验证。传统的生产配合比设计时我们通常根据设计好的目标配合比指导拌合站进料,然后从各热料仓取样进行级配分析,以目标配合比中选定的级配曲线来确定各档热料仓配料比例;得到热料仓比例后通过在拌合站试拌确定实际级配与设计级配是否有偏差,油石比是否合理,正式工作时拌合站是否有溢料情况等。试拌过程费时费力,通常一到两次无法得到令人满意的结果,试拌过程中还会消耗大量燃油、沥青、集料等,造成了一定程度上的经济损失。

基于对原材料的合理分析及对拌合站运行情况的深入了解,吸收了相关专家给予的经验帮助后,总结完善了一套科学有效的生产配合比设计验证方法。主要流程如下:

(1)分析冷料级配,确定冷料仓进料比。

沥青路面混合料供应根据目标配合比确定可以满足设计要求的合成级配曲线,确定各种冷料的配料比例,为拌合站试拌提供进料依据,需要注意的是:目标配合比中的比例为质量比,在输入拌合站计算机前需要根据本文2.2节中的经验公式换算为体积比。

(2)设备准备。在进行试拌前,确保拌合站各功能部分运转正常,至少配备1台装载机和2台自卸车,并按需要配备地磅。

(3)确定单位小时产量。在本文2.3节提到,拌合机的单位小时产量会对热料仓集料级配产生一定影响,尤其是拌合站在生产前40t左右混合料时,由于热料仓中集料不足,产量无法达到高水平状态;原材料含水量较大时,在搅拌站中烘干时间比较长,也需要低产量状态下生产。综合考虑各种情况,我们认为在90t/h,120t/h及135t/h3种状态进行试拌是比较合理的。

(4)拌合站试拌。在上述条件全部准备好后,拌合站可以开始按照设定的冷料比进料,这一过程只包含冷料烘干再次过筛,不添加沥青进行混合料的拌合。烘干筛分过程直至某一热料仓已满开始溢料即可停止。将热料仓中每一档料分别放出称量,记录每档料的总质量。

(5)数据处理。计算各热料仓集料占总集料量的百分比。各档热集料进行筛分试验,以实际筛分结果与计算的质量比合成级配曲线,将此曲线与目标配合比设计中得到的合成级配进行对比。理论上两者应当基本吻合,如有大的偏差则需要校核冷料比例是否准确。如果新的合成曲线与原曲线平行,则要根据实际情况对热料比进行调整,如果新曲线位于旧曲线上,则应将大料仓比例增加,减少细料比例;如果新曲线位于旧曲线之下,则应将大料比例减少,相应增加细料比例。

(6)室内验证。以调整好的比例为基础进行室内试拌,检查马歇尔试件各项指标及高温稳定性、水温定性等指标,满足要求后准备现场试拌。

(7)室外试拌试铺。提前选择好试验段,做好测量放样等准备工作。以室内验证后的配合比进行试拌,试拌过程中要控制原材料加热温度及拌合温度,并及时观察热料仓有无等溢料情况。如果轧石场各档料级配稳定,按照以本文中相关流程得到的生产配合比进行生产,热料仓理论上是处于平衡状态的,不会出现等溢料。但考虑在整个生产过程中有人为因素产生的偏差,可能会出现某档料有等溢料,这种现象具体情况具体分析,常见的做法是在将相邻两档料的比例进行平衡调整,一般对合成级配影响不大,但如果涉及细集料和矿粉的调整则需要慎重处理。现场试铺时要控制好各种阶段的温度,并仔细观察混合料的色泽,是否发乌,是否有花白料等。在碾压过程中还要观察是否有推移、开裂等现象。如果出现这些情况则要及时采取调整拌合站搅拌时间,减少细粉含量措施来解决。


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