沥青混合料拌和设备生产过程质量控制的研究

摘 要
　　不同型号沥青混合料拌和设备生产同一级配沥青混合料及同一型号沥青混合料拌和设备 生产不同级配沥青混合料的质量稳定性控制是长期困扰高速公路施工质量稳定的一道难关。针对这个问题，广东省长大公路工程有限公司的技术人员进行了较长时间的研究。本文根据LBA3000 及ASTEC-50两种型号沥青混合料拌和设备的性能及结构差异性，从沥青混合料 拌和冷料控制、热料控制、搅拌控制等角度论述了不同型号沥青混合料拌和设备在质量控 制过程中的经验。
　　关键词
　　沥青混合料 生产过程 质量控制 研究
　　1 前言
　　沥青路面的质量与沥青混合料的质量是直接相关的，而沥青混合料质量与沥青混合料拌和设备(以下简称沥青拌和设备)的质量控制是紧密相关的。长期以来不同型号沥青拌和设备生产同一级配沥青混合料及同一型号沥青拌和设备生产不同级配混合料的质量稳定性控制是困扰高速公路施工质量的一道世界性难题。
　　沥青拌和设备生产的质量控制从流程上可分为：沥青拌和设备冷料控制，热料控制，搅拌控制。本文以LBA3000型和ASTEC-50型沥青拌和设备为例，对沥青混合料生产各个流程进行分析探讨。
　　2 冷料控制
　　2.1冷料控制的基本过程
　　LBA3000型及ASTEC-50型沥青拌和设备冷料控制装置均由冷料仓、冷料仓集料皮带、冷料输送平皮带、冷料输送斜皮带等组成。工作时由安装在冷料仓下方的冷料仓集料皮带按照设定的转速把 冷料按照目标配合比输送到冷料输送平皮带，再经过冷料输送斜皮带输送到滚筒中进行加热。
　　2.2冷料控制相关参数的确定
　　为了原材料达到目标配合比要求，冷料控制系统参数的确定非常重要。冷料仓的参数确定主要是要做好各个冷料仓的集料流量测定工作，绘制每个冷料仓集料电机分速度―集料流量曲线。其步骤如下：
　　(1)各冷料仓小皮带的转速测定。用秒表实测各个冷料仓在相同分速度(集料电机转速表转速)Vi(最大分速度的100% 、90%、80%、70%和60%)下转一周长度L所耗用的时间t，通过下面的公式 Li=L/t得出单位时间(h)各小皮带的运转长度Li(m/h)。
　　(2)开启并固定各冷料仓门，测量冷料仓集料料流断面面积A i。在实测中发现，集料料流断面面积Ai的大小与冷料仓的开启程度有关外，还与集料的粒径及含水量有关。这是由于集料料径的不同，压缩冷料仓仓门的开启程度不同。所以应分别测定不同集料的料流断面面积Ai。含水量对料流的影响也较大。当含水量增大，Ai相应的减少，这种关系在细集料中更明显。
　　(3)测量计算各种集料的松方容重Ri。至此，可以通过如下公式Qi= Li×Ai×R i得到单位时间各集料的流量Qi。根据冷料仓在不同的集料分速度下得到的不同的集料流量值绘制集料分速度―集料流量曲线(见图1)。

　　(4)对应生产中实际使用的目标配合比，通过集料分速度―集料流量曲线，反算得到满足目标配合比的冷料仓集料分速度(0%--100%)。这样得到的分速度比较严格的和目标配合比吻合。
　　由于原材料存在变异，在变异较大时应重新筛分原材料。根据筛分结果和级配线反算出各种集料的比例，同时重新做各集料的料流流量实验，得到新的冷料参数。
　　3 热料控制
　　在沥青拌和设备的生产中，产品质量、生产效率及生产成本主要决定于热料控制。我们从以下几个方面进行热料系统生产质量的控制。
　　3.1热料温度的控制
　　沥青混合料的拌和要求在一个特定的温度环境下进行，相对于不同的混合料级配、不同的原材料(如不同的沥青)对拌和温度范围要求不同。要满足施工工艺的要求，沥青拌和设备必须具备稳定而准确的温度控制系统。
　　LBA3000型及ASTEC-50型沥青拌和设备的温度控制原理是一致的(见图2)。

　　经过加热的骨料进入热料提升机之前，沥青拌和设备通过温度传感器收集信息，通过A/D转换，数据送到温度调节控制器(PLC)，PLC经过比较模块等进行运算，发出指令给调节模块和执行电机进行温度调节。不同品牌的沥青拌和设备使用的温度传感器有所不同，如LBA3000型沥青拌和设备采用红外线温度传感器而ASTEC TS-50 型沥青拌和设备采用热电偶温度传感器。红外线传感器对温度变化反应较热电偶传感器快，所以在实际的生产中，我们对于不同的传感器要选择不同的传感器反应快慢的系数（传感器参数设定）。对于LBA3000型沥青拌和设备，我们选择较快的反应系数来适应红外线传感器的较快的反应速度；对于ASTEC-50型沥青拌和设备，我们选择较慢的反应系数来适应热电偶传感器。合适的反应系数 的确定，有利于两种不同型号沥青拌和设备出料时保持温度的稳定性。
　　3.2振动筛的选择
　　振动筛是沥青混合料拌制过程中一个重要的装置，沥青混合料能否达到设计级配曲线的要求，很大程度上决定于振动筛的筛分水平。控制好筛分过程，一般要做好以下几点：
　　1)振动筛网的选择。LBA3000型和ASTEC-50型沥青拌和设备原机配圆孔筛，使用效果不理想。经改进采用高强度、综合性能良好的合金钢材方孔筛网。
　　2)振动筛