黨作波

（中鐵十一局集團第二工程有限公司，湖北十堰 442013）

瀝青拌和站骨料級配精度的優(yōu)化研究

黨作波

（中鐵十一局集團第二工程有限公司，湖北十堰 442013）

當前我國公路施工建設(shè)得到了快速發(fā)展，在進行路面施工時，瀝青拌和站不僅可顯著提升路面施工效率，而且也是影響施工質(zhì)量的一個重要因素。介紹瀝青拌和站的工作原理，然后找出影響瀝青拌和站骨料級配精度的各個因素，提出相應(yīng)的解決措施，保證骨料級配精度。

瀝青拌和站；骨料級配精度；電氣控制系統(tǒng)

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.39

0 引言

瀝青拌和站屬于路面施工較為重要的設(shè)備，廣泛應(yīng)用在高速公路、停車場、城市道路等工程中，不僅對整個路面施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，還會影響到施工進度。瀝青拌和站的工作流程是把物料、瀝青以及在一定溫度下進行干燥后的石子進行攪拌，形成均勻的混合物。

1 瀝青拌和站介紹

瀝青拌和站有連續(xù)式和間歇強制式2種。連續(xù)式拌和站設(shè)備一般較為簡化，操作流程也相對簡單容易。間歇強制式拌和站，因為需要對骨料進行二次篩分，精準計算各種組分的量，同時瀝青和粉料的計量也具有較高的精度，如此得到的瀝青混合料通常具有很好的質(zhì)量。國內(nèi)當前采用的大多是強制間歇式瀝青拌和站。

（1）瀝青拌和站的結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 瀝青拌和站結(jié)構(gòu)組成

（2）間歇式瀝青拌和站的具體工作流程。對物料進行分批稱量，確保每個組分的重量都精確；將物料根據(jù)已經(jīng)設(shè)定的順序放入攪拌器進行強制攪拌，確保攪拌均勻；將攪拌均勻的混合物料卸入運輸車內(nèi)，放入成品料倉庫進行存?zhèn)}；進行下一個稱量、攪拌循環(huán)工作[1]。

2 瀝青混合料的定義

瀝青混合料必須符合一定的技術(shù)標準，組成成分有粗集料、填料以及細集料，這些物料通過一定的配比進行組合，然后再和瀝青結(jié)合料進行攪拌。

（1）瀝青混合料若按照膠凝材料進行分類，一般分為石油瀝青混合料以及煤瀝青混合料，其中煤瀝青混合料因為含有一定的有害物質(zhì)，并不常用。

（2）瀝青混合料如果按照最大粒徑進行分類，即最大粒徑為dmax，如果dmax≥31.5mm，屬于特粗粒式瀝青混合料；如果dmax=（16～26.5）mm，屬于中粗粒式瀝青混合料，這類混合料適用于面層、下面層以及基層的施工；如果dmax=9.5mm或13.2mm，屬于細粒式瀝青混合料，這類混合料通常適用于面層的施工；如果dmax＜9.5mm，屬于砂粒式瀝青混合料，通常用于磨耗層施工。

（3）瀝青混合料按照礦質(zhì)集料級配類型進行分類。對于連續(xù)級配瀝青混合料，所有級配原料、各類粒徑不等的骨料嚴格按照相關(guān)比例進行混合而形成的混合物料稱之為連續(xù)級配瀝青混合料；間斷級配瀝青混合料，若缺少兩級粒徑或者缺少一級連續(xù)級配瀝青混合物料就稱之為間斷級配瀝青混合料。

（4）瀝青混合料若按照制造工藝進行分類，可分為冷拌瀝青混合料、再生瀝青混合料、溫拌瀝青混合料和熱拌瀝青混合料。

3 影響瀝青拌和站骨料級配精度的因素分析

所謂瀝青拌和站骨料級配，通常指的是不同粒徑的骨料的配比比例。影響瀝青混合料質(zhì)量的關(guān)鍵因素就是瀝青混合料質(zhì)量和級配精度。對瀝青拌和站骨料級配的干擾因素有2個。

3.1 原材料對混合料級配精度的影響

（1）所選用的砂石不能滿足相關(guān)施工要求。國內(nèi)公路施工缺少行業(yè)標準，且集料生產(chǎn)技術(shù)水平差已經(jīng)成為行業(yè)公認的問題。為了保證混合料質(zhì)量以及瀝青混合料的級配精度，各類骨料必須保證均勻性，同時砂石規(guī)格應(yīng)該和標準一致。但目前國內(nèi)對砂石并沒有統(tǒng)一的標準及規(guī)定，砂石規(guī)格并不能滿足施工相關(guān)內(nèi)容要求，導(dǎo)致瀝青混合料級配精度受到嚴重影響。

（2）沒有對瀝青混合料攪拌現(xiàn)場進行合理妥善的管理。國內(nèi)施工場地混亂，物料存放長度的清潔度也欠佳，國內(nèi)冷料隔離技術(shù)相對落后，沒有對冷骨料進行合理的保護。因此，不管是對前期骨料進行保護，還是對瀝青混合料進行合理的管理都十分重要。

3.2 骨料供給系統(tǒng)、骨料稱量系統(tǒng)和骨料振動篩分系統(tǒng)對精度的影響

（1）在間歇式瀝青攪拌設(shè)備中，初級配是將按照設(shè)定配比的進料通過冷骨料配送系統(tǒng)進行配合的過程。在初級配的過程中，為了能合理地控制骨料的初配，必須及時合理地對電機頻率進行調(diào)節(jié)，只有更加持續(xù)穩(wěn)定地供料，才能保證骨料級配更為精確。

（2）配比過程中必須以及實際生產(chǎn)需要進行配比。將骨料進行稱重后，必須按照已經(jīng)設(shè)定比例分配至熱料倉中，然后進行均勻的攪拌。盡量提高瀝青混合料的級配精度，同時處理好在實際生產(chǎn)過程中因為漏料補償?shù)仍蛟斐傻恼`差，確保稱量系統(tǒng)的精準度。

（3）骨料振動篩分系統(tǒng)會對熱量數(shù)量以及骨料級配進行控制。一般情況下，間歇式瀝青攪拌設(shè)備中，具有規(guī)格不同的篩網(wǎng)規(guī)格，而瀝青混合料的級配精度受骨料篩分系統(tǒng)的影響較大，所以不同規(guī)格的篩網(wǎng)對骨料的篩分影響也較大。因此，若想要提高篩分系統(tǒng)的篩分效率和篩分能力，必須選擇合理的篩網(wǎng)尺寸以及篩網(wǎng)規(guī)格。另外，因為振動篩的頻率和振幅都會對篩分能力產(chǎn)生影響，所以，振動篩對瀝青混合料的級配精度也有影響。

4 提高瀝青混合料級配精度的措施

（1）對原材料進行合理的處理，在采購骨料時，必須選擇滿足相關(guān)要求的骨料，另外在存放骨料的過程中，盡量做到分開存放，避免不同粒徑的骨料發(fā)生摻和。進行上料工作時要避免出現(xiàn)混倉現(xiàn)象。

（2）選擇配料電機時，注意應(yīng)選擇適宜的頻率，因為不同的骨料級配制成的成品料也不同，如果成品料類型發(fā)生變化，必須及時對配料電機的頻率進行調(diào)整，確保成品物料可達到所需配比[2]。

（3）合理地選擇傳感器，選擇傳感器的過程中，應(yīng)充分考慮傳感器容量、結(jié)構(gòu)方式以及準確度。一般情況下，傳感器的結(jié)構(gòu)和容量固定，那么往往具有較好的準確度。傳感器容量記為M，質(zhì)量為kg，安全系統(tǒng)記為K，傳感器最大承重記為M1，傳感器自身重量記為M2，傳感器個數(shù)記為A，那么C=KM1+M2/A

其中，K主要受施工過程中發(fā)生的振動、偏載以及沖擊所影響，通常情況下取值為經(jīng)驗值。

（4）在進行篩網(wǎng)規(guī)格的選取過程中，必須依據(jù)所要生產(chǎn)的成品料規(guī)格進行，與此同時，振幅以及振動頻率應(yīng)該合理保證，因為不同的振幅和振動頻率會生成質(zhì)量完全不一樣的成品料。只有對振幅和振動頻率進行合理控制，才能確保最好的篩分效果，進一步確保級配的精準性[3]。

（5）骨料稱量時使用迭代控制算法研究。迭代學習系統(tǒng)可準確地對往復(fù)運動的物體進行跟蹤和控制。迭代學習控制系統(tǒng)位置重復(fù)精度高，并且迭代控制系統(tǒng)運動軌跡追蹤度比較高，在很多領(lǐng)域都發(fā)揮了顯著的優(yōu)勢。對于連續(xù)型迭代控制可用公式（1）表示。

在公式中，（ft）指的是系統(tǒng)的狀態(tài)向量，n維。f，g指的是對應(yīng)維數(shù)的向量函數(shù)，u（t）指的是系統(tǒng)變量，r維，y（t）指的是系統(tǒng)輸出向量，m維。設(shè)k=0，1，2…。為系統(tǒng)重復(fù)運動的系數(shù)，在進行k次重復(fù)運動時狀態(tài)函數(shù)、控制函數(shù)和輸出函數(shù)分別使用xk（t）,yk（t）,uk（t）來表示，那么可由公式（2）表示重復(fù)動作過程。

在進行骨料稱量時，可利用迭代算法控制系統(tǒng)來保證骨料稱量精度，具體控制過程如圖2所示。

圖2 稱量系統(tǒng)控制原理圖

在實際應(yīng)用時，由于骨料的類型和組成結(jié)構(gòu)不同，所以要提前建立資料庫，從而使關(guān)門提前量數(shù)據(jù)可保存到控制器中進行迭代學習后再根據(jù)骨料的類型分開保存，保存的數(shù)據(jù)可根據(jù)實際情況直接進行調(diào)用，極大地提升了計量精度和計量效率[4-5]。

5 結(jié)論

分析和介紹瀝青拌和站工作原理，瀝青混合料的基本定義以及影響瀝青拌和站骨料級配精度的相關(guān)因素并提出應(yīng)對措施。實踐證明，經(jīng)過改進后的瀝青拌和站，顯著提升了骨料級配精度，得到用戶認可。

［1］李家春.提高瀝青拌和站骨料級配精度的技術(shù)研究［D］.長春：吉林大學，2012.

［2］孫祖望.熱瀝青混合料在施工過程中的不均勻性及其質(zhì)量控制［J］.建筑機械，2004（11）：52-53.

［3］李洪利.瀝青拌和站成本控制主要做法［J］.北方交通，2013（2）：130-132.

［4］李曉林.淺談瀝青拌和站的精確調(diào)試和細節(jié)控制［J］.公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2011（10）：47-49+52.

［5］曹立江.瀝青拌和站建設(shè)中的有關(guān)問題［J］.交通世界（建養(yǎng).機械），2015（5）：16-17.

［6］彭長順，王召瑞.瀝青攪拌設(shè)備用燃燒器現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.工程機械，2007（8）：50-53，109.

［7］欒兆學，王太民，馬文慧.瀝青混合料拌和設(shè)備加熱滾筒提料板結(jié)構(gòu)分析與改進［J］.筑路機械與施工機械化，2007（4）：23-24.

［8］程澤梅.瀝青混凝土面層施工中的質(zhì)量控制［J］.山西建筑，2004（2）：95-96.

［9］李光林.瀝青混合料攪拌設(shè)備的控制系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)［J］.沈陽工業(yè)大學學報，2005（4）：446-449.

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〔編輯 利 文〕