沥青拌和站骨料级配精度的优化研究

党作波

（中铁十一局集团第二工程有限公司，湖北十堰 442013）

沥青拌和站骨料级配精度的优化研究

党作波

（中铁十一局集团第二工程有限公司，湖北十堰 442013）

当前我国公路施工建设得到了快速发展，在进行路面施工时，沥青拌和站不仅可显著提升路面施工效率，而且也是影响施工质量的一个重要因素。介绍沥青拌和站的工作原理，然后找出影响沥青拌和站骨料级配精度的各个因素，提出相应的解决措施，保证骨料级配精度。

沥青拌和站；骨料级配精度；电气控制系统

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.39

0 引言

沥青拌和站属于路面施工较为重要的设备，广泛应用在高速公路、停车场、城市道路等工程中，不仅对整个路面施工质量产生影响，还会影响到施工进度。沥青拌和站的工作流程是把物料、沥青以及在一定温度下进行干燥后的石子进行搅拌，形成均匀的混合物。

1 沥青拌和站介绍

沥青拌和站有连续式和间歇强制式2种。连续式拌和站设备一般较为简化，操作流程也相对简单容易。间歇强制式拌和站，因为需要对骨料进行二次筛分，精准计算各种组分的量，同时沥青和粉料的计量也具有较高的精度，如此得到的沥青混合料通常具有很好的质量。国内当前采用的大多是强制间歇式沥青拌和站。

（1）沥青拌和站的结构见图1。

图1 沥青拌和站结构组成

（2）间歇式沥青拌和站的具体工作流程。对物料进行分批称量，确保每个组分的重量都精确；将物料根据已经设定的顺序放入搅拌器进行强制搅拌，确保搅拌均匀；将搅拌均匀的混合物料卸入运输车内，放入成品料仓库进行存仓；进行下一个称量、搅拌循环工作[1]。

2 沥青混合料的定义

沥青混合料必须符合一定的技术标准，组成成分有粗集料、填料以及细集料，这些物料通过一定的配比进行组合，然后再和沥青结合料进行搅拌。

（1）沥青混合料若按照胶凝材料进行分类，一般分为石油沥青混合料以及煤沥青混合料，其中煤沥青混合料因为含有一定的有害物质，并不常用。

（2）沥青混合料如果按照最大粒径进行分类，即最大粒径为dmax，如果dmax≥31.5mm，属于特粗粒式沥青混合料；如果dmax=（16～26.5）mm，属于中粗粒式沥青混合料，这类混合料适用于面层、下面层以及基层的施工；如果dmax=9.5mm或13.2mm，属于细粒式沥青混合料，这类混合料通常适用于面层的施工；如果dmax＜9.5mm，属于砂粒式沥青混合料，通常用于磨耗层施工。

（3）沥青混合料按照矿质集料级配类型进行分类。对于连续级配沥青混合料，所有级配原料、各类粒径不等的骨料严格按照相关比例进行混合而形成的混合物料称之为连续级配沥青混合料；间断级配沥青混合料，若缺少两级粒径或者缺少一级连续级配沥青混合物料就称之为间断级配沥青混合料。

（4）沥青混合料若按照制造工艺进行分类，可分为冷拌沥青混合料、再生沥青混合料、温拌沥青混合料和热拌沥青混合料。

3 影响沥青拌和站骨料级配精度的因素分析

所谓沥青拌和站骨料级配，通常指的是不同粒径的骨料的配比比例。影响沥青混合料质量的关键因素就是沥青混合料质量和级配精度。对沥青拌和站骨料级配的干扰因素有2个。

3.1 原材料对混合料级配精度的影响

（1）所选用的砂石不能满足相关施工要求。国内公路施工缺少行业标准，且集料生产技术水平差已经成为行业公认的问题。为了保证混合料质量以及沥青混合料的级配精度，各类骨料必须保证均匀性，同时砂石规格应该和标准一致。但目前国内对砂石并没有统一的标准及规定，砂石规格并不能满足施工相关内容要求，导致沥青混合料级配精度受到严重影响。

（2）没有对沥青混合料搅拌现场进行合理妥善的管理。国内施工场地混乱，物料存放长度的清洁度也欠佳，国内冷料隔离技术相对落后，没有对冷骨料进行合理的保护。因此，不管是对前期骨料进行保护，还是对沥青混合料进行合理的管理都十分重要。

3.2 骨料供给系统、骨料称量系统和骨料振动筛分系统对精度的影响

（1）在间歇式沥青搅拌设备中，初级配是将按照设定配比的进料通过冷骨料配送系统进行配合的过程。在初级配的过程中，为了能合理地控制骨料的初配，必须及时合理地对电机频率进行调节，只有更加持续稳定地供料，才能保证骨料级配更为精确。

（2）配比过程中必须以及实际生产需要进行配比。将骨料进行称重后，必须按照已经设定比例分配至热料仓中，然后进行均匀的搅拌。尽量提高沥青混合料的级配精度，同时处理好在实际生产过程中因为漏料补偿等原因造成的误差，确保称量系统的精准度。

（3）骨料振动筛分系统会对热量数量以及骨料级配进行控制。一般情况下，间歇式沥青搅拌设备中，具有规格不同的筛网规格，而沥青混合料的级配精度受骨料筛分系统的影响较大，所以不同规格的筛网对骨料的筛分影响也较大。因此，若想要提高筛分系统的筛分效率和筛分能力，必须选择合理的筛网尺寸以及筛网规格。另外，因为振动筛的频率和振幅都会对筛分能力产生影响，所以，振动筛对沥青混合料的级配精度也有影响。

4 提高沥青混合料级配精度的措施

（1）对原材料进行合理的处理，在采购骨料时，必须选择满足相关要求的骨料，另外在存放骨料的过程中，尽量做到分开存放，避免不同粒径的骨料发生掺和。进行上料工作时要避免出现混仓现象。

（2）选择配料电机时，注意应选择适宜的频率，因为不同的骨料级配制成的成品料也不同，如果成品料类型发生变化，必须及时对配料电机的频率进行调整，确保成品物料可达到所需配比[2]。

（3）合理地选择传感器，选择传感器的过程中，应充分考虑传感器容量、结构方式以及准确度。一般情况下，传感器的结构和容量固定，那么往往具有较好的准确度。传感器容量记为M，质量为kg，安全系统记为K，传感器最大承重记为M1，传感器自身重量记为M2，传感器个数记为A，那么C=KM1+M2/A

其中，K主要受施工过程中发生的振动、偏载以及冲击所影响，通常情况下取值为经验值。

（4）在进行筛网规格的选取过程中，必须依据所要生产的成品料规格进行，与此同时，振幅以及振动频率应该合理保证，因为不同的振幅和振动频率会生成质量完全不一样的成品料。只有对振幅和振动频率进行合理控制，才能确保最好的筛分效果，进一步确保级配的精准性[3]。

（5）骨料称量时使用迭代控制算法研究。迭代学习系统可准确地对往复运动的物体进行跟踪和控制。迭代学习控制系统位置重复精度高，并且迭代控制系统运动轨迹追踪度比较高，在很多领域都发挥了显著的优势。对于连续型迭代控制可用公式（1）表示。

在公式中，（ft）指的是系统的状态向量，n维。f，g指的是对应维数的向量函数，u（t）指的是系统变量，r维，y（t）指的是系统输出向量，m维。设k=0，1，2…。为系统重复运动的系数，在进行k次重复运动时状态函数、控制函数和输出函数分别使用xk（t）,yk（t）,uk（t）来表示，那么可由公式（2）表示重复动作过程。

在进行骨料称量时，可利用迭代算法控制系统来保证骨料称量精度，具体控制过程如图2所示。

图2 称量系统控制原理图

在实际应用时，由于骨料的类型和组成结构不同，所以要提前建立资料库，从而使关门提前量数据可保存到控制器中进行迭代学习后再根据骨料的类型分开保存，保存的数据可根据实际情况直接进行调用，极大地提升了计量精度和计量效率[4-5]。

5 结论

分析和介绍沥青拌和站工作原理，沥青混合料的基本定义以及影响沥青拌和站骨料级配精度的相关因素并提出应对措施。实践证明，经过改进后的沥青拌和站，显著提升了骨料级配精度，得到用户认可。

［1］李家春.提高沥青拌和站骨料级配精度的技术研究［D］.长春：吉林大学，2012.

［2］孙祖望.热沥青混合料在施工过程中的不均匀性及其质量控制［J］.建筑机械，2004（11）：52-53.

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

［4］李晓林.浅谈沥青拌和站的精确调试和细节控制［J］.公路交通科技（应用技术版），2011（10）：47-49+52.

［5］曹立江.沥青拌和站建设中的有关问题［J］.交通世界（建养.机械），2015（5）：16-17.

［6］彭长顺，王召瑞.沥青搅拌设备用燃烧器现状及发展趋势［J］.工程机械，2007（8）：50-53，109.

［7］栾兆学，王太民，马文慧.沥青混合料拌和设备加热滚筒提料板结构分析与改进［J］.筑路机械与施工机械化，2007（4）：23-24.

［8］程泽梅.沥青混凝土面层施工中的质量控制［J］.山西建筑，2004（2）：95-96.

［9］李光林.沥青混合料搅拌设备的控制系统应用技术［J］.沈阳工业大学学报，2005（4）：446-449.

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〔编辑 利 文〕