目標(biāo)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(biāo)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(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部 2天津市高速公路集團(tuán)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(biāo)配合比與生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果脫節(jié)的問題，從冷料計(jì)量系統(tǒng)的標(biāo)定、熱料倉篩孔的選擇和目標(biāo)生產(chǎn)配合比的協(xié)調(diào)三方面進(jìn)行了分析，提出了嚴(yán)格按照目標(biāo)配合比設(shè)定冷料比例后，不依據(jù)優(yōu)化的級配計(jì)算結(jié)果，而是根據(jù)目標(biāo)配比所對應(yīng)的熱料倉實(shí)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(jìn)行了實(shí)際工程驗(yàn)證。關(guān)鍵詞：瀝青拌合站 目標(biāo)配合比 生產(chǎn)配合比 協(xié)調(diào) 我國瀝青混凝土采用目標(biāo)配合比

2、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)及生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三階段進(jìn)行設(shè)計(jì)，在目前工程使用的瀝青拌合站大都為間歇式拌合設(shè)備的情況下，就要求目標(biāo)與生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。而目前在實(shí)際施工中，目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果與生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果基本上各自獨(dú)立，相互脫節(jié)。瀝青拌合站生產(chǎn)時(shí)往往偏重于嚴(yán)格控制熱料倉比例即注重于生產(chǎn)配合比的設(shè)計(jì)意圖的實(shí)現(xiàn)，而對目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果即冷料倉比例則在施工前期很少做基礎(chǔ)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(jìn)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(shí)，操作人員在沒有理論依據(jù)的情況下根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)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(jìn)行生產(chǎn)，則浪費(fèi)及生產(chǎn)效率低下同時(shí)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(shí)踐，本文從冷料計(jì)量系統(tǒng)的標(biāo)定、熱料倉篩孔的選擇和目標(biāo)生產(chǎn)配合比的協(xié)調(diào)等三個(gè)方面進(jìn)行了分析，并提出了解決辦法。1 冷料比例的確定與料倉計(jì)量系統(tǒng)的標(biāo)定1.1冷料比例的確定冷料比例的確定屬于目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段的任務(wù)。承包商在選擇石料時(shí)應(yīng)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(biāo)配合比設(shè)計(jì)過程中根據(jù)具體工程實(shí)際情況對級配進(jìn)行優(yōu)化，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計(jì)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(jì)量系統(tǒng)的標(biāo)定冷料倉計(jì)量系統(tǒng)的標(biāo)定是非常重要的基礎(chǔ)性工作，一旦冷料倉計(jì)量系統(tǒng)標(biāo)定完成，其成果對今后的生產(chǎn)將具有極其重要的指導(dǎo)作用。冷料倉計(jì)量系統(tǒng)的標(biāo)定主要是確定各檔原材料在規(guī)定時(shí)間內(nèi)皮帶運(yùn)輸量與皮帶轉(zhuǎn)速之間的回歸關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)圖如圖1.圖1 冷料倉標(biāo)定曲線標(biāo)準(zhǔn)圖對冷料倉標(biāo)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(yàn)即拌和樓預(yù)計(jì)產(chǎn)量選定3-4個(gè)不同的皮帶轉(zhuǎn)速，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)測定不同皮帶轉(zhuǎn)速與流出重量之間的關(guān)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(guān)系，并確定回歸公式。冷料標(biāo)定曲線及回歸公式

5、確定后，根據(jù)拌合樓設(shè)定產(chǎn)量和各規(guī)格冷料供料比例(目標(biāo)配合比)，可以根據(jù)回歸公式計(jì)算確定各料倉的皮帶轉(zhuǎn)速，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。但是目前在實(shí)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(biāo)定。對各冷料倉皮帶轉(zhuǎn)速的確定完全憑借經(jīng)驗(yàn)，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(shí)也缺少理論依據(jù)，造成實(shí)際供料質(zhì)量與設(shè)定值偏差較大。應(yīng)該說對拌合樓冷料倉的標(biāo)定不準(zhǔn)確或者沒有標(biāo)定是造成拌合樓出現(xiàn)等料溢料現(xiàn)象的一個(gè)主要原因。2 熱料倉篩孔的選擇進(jìn)行拌合樓熱料倉篩孔的選擇，要遵循兩個(gè)基本原則：一是以關(guān)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(shí)際施工中對篩孔的選擇除了遵

6、循上面的兩個(gè)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(shù)規(guī)范，瀝青拌合樓用篩與試驗(yàn)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(gè)拌合樓，在進(jìn)行拌合樓振動篩尺寸選擇時(shí)要結(jié)合熱料倉、原材料篩分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?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(yīng)的等效篩孔小。表1 瀝青拌合樓掛篩與試驗(yàn)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(jì)量系統(tǒng)的標(biāo)定及熱料比例的確定3.1熱料倉計(jì)量系統(tǒng)的標(biāo)定對熱料倉計(jì)量系統(tǒng)的標(biāo)定包括對熱料倉骨料稱

7、量系統(tǒng)的標(biāo)定和各熱料倉計(jì)量系統(tǒng)補(bǔ)償值的確定兩部分。在進(jìn)行熱骨料稱量系統(tǒng)的標(biāo)定時(shí)要注意校驗(yàn)質(zhì)量的選擇，校驗(yàn)質(zhì)量最好在稱量裝置量程的50%-90%且多選幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定。對于各熱料倉計(jì)量系統(tǒng)補(bǔ)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(shí)修正值的變化。在進(jìn)行冷料倉的標(biāo)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(jì)量系統(tǒng)補(bǔ)償值進(jìn)行驗(yàn)證。熱料倉計(jì)量系統(tǒng)的正確標(biāo)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(yīng)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(shè)計(jì)的內(nèi)容。熱料比例的確定應(yīng)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(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果直接確定。因?yàn)橛?jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果只考慮最佳級配的問題，最終導(dǎo)致目標(biāo)與生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)不協(xié)調(diào)。因此應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定熱料倉比例。具體措施如下：首先根據(jù)預(yù)定生產(chǎn)能力及冷料標(biāo)定結(jié)果確定皮帶轉(zhuǎn)數(shù)，嚴(yán)格按照目標(biāo)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(shí)際情況確定50100噸）。其次準(zhǔn)確稱量進(jìn)入每個(gè)熱料倉中的熱料質(zhì)量，原則上，每個(gè)熱料倉中分配的熱料質(zhì)量，即每個(gè)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(jì)算合成級配，如距最佳級配有一定差距，則進(jìn)行微調(diào)，如差距不大，則按照分配比例進(jìn)行生

9、產(chǎn)。4 目標(biāo)生產(chǎn)配合比的一致性問題目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)提供了冷料倉供料比例，對確定的級配進(jìn)行了性能驗(yàn)證。生產(chǎn)配合比根據(jù)目標(biāo)配合比提供的級配確定熱料倉供料比例，但是在施工中實(shí)際上經(jīng)常存在生產(chǎn)級配與目標(biāo)級配相差較大的問題。造成上面問題的原因主要有：目標(biāo)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(biāo)配合比用料與實(shí)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(biāo)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(shí)際生產(chǎn)級配的性能沒有進(jìn)行驗(yàn)證等。所以要采取措施保持目標(biāo)與生產(chǎn)配合比的一致性。首先應(yīng)該保證目標(biāo)配合比用料與實(shí)際生產(chǎn)用料的一致

10、性，嚴(yán)格按照集料試驗(yàn)規(guī)程上關(guān)于原材料取樣要求進(jìn)行取料；其次要加強(qiáng)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(jì)算機(jī)配合，計(jì)算冷料最佳比例，根據(jù)確定的冷料比例生產(chǎn)或購進(jìn)原材料。（2）確定冷料倉標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)各檔料比例、回歸方程及預(yù)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(jìn)入各熱料倉的熱料比例確定熱料倉比例。此時(shí)應(yīng)特別注意最好避免根據(jù)熱料倉篩分用計(jì)算機(jī)計(jì)算熱料倉比例。（5）如原材料發(fā)生變異，則重復(fù)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(shí)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(gè)，冷料倉數(shù)量為5個(gè)。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(biāo)配合比冷料比例及冷料倉的標(biāo)定目標(biāo)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(biāo)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(jìn)度的要求，在進(jìn)行冷料倉標(biāo)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(gè)轉(zhuǎn)速，各檔料固定時(shí)間（選取5分鐘）上料進(jìn)行冷料倉的標(biāo)

12、定。標(biāo)定結(jié)果及標(biāo)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(biāo)定曲線線性回歸方程就可以確定拌合樓不同設(shè)定產(chǎn)量下對應(yīng)的皮帶轉(zhuǎn)速,見表4。表4 不同小時(shí)產(chǎn)量的各檔料皮帶轉(zhuǎn)數(shù)小時(shí)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(biāo)定工作完成。5.3 熱料倉篩孔的選擇由于進(jìn)行下面層施工前，已經(jīng)進(jìn)行了聯(lián)結(jié)層ATB-25的施工。在進(jìn)行ATB-25施工前初選篩孔尺寸為35、19、11和3（3*3），上料進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行篩孔選擇時(shí)，最大篩孔要較«瀝青路面施工技術(shù)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(shí)產(chǎn)量240噸，查表4，按照相應(yīng)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(jì)算機(jī)計(jì)算的目標(biāo)級配與根據(jù)倉料比例計(jì)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(jìn)行混合料的生產(chǎn)。圖3 目標(biāo)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(qiáng)化對冷料倉用料的篩分，發(fā)現(xiàn)某檔料變異較大時(shí)依據(jù)標(biāo)定曲線及時(shí)調(diào)整皮帶轉(zhuǎn)速。要求實(shí)驗(yàn)室每天進(jìn)行一次熱料倉篩分試驗(yàn)，當(dāng)熱料級配出現(xiàn)較大波動時(shí)，首先加密篩分，同時(shí)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(shí)對熱料倉比例進(jìn)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(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定，尤其是冷料倉，當(dāng)拌合樓出現(xiàn)等料溢料問題時(shí)，根據(jù)本文提出的調(diào)試方案，可以及