瀝青拌和站骨料級配精度的優化研究

黨作波

（中鐵十一局集團第二工程有限公司，湖北十堰 442013）

瀝青拌和站骨料級配精度的優化研究

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得到了快速發展，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

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備，廣泛應用在高速公路、停車場、城市道路等工程中，不僅對整個路面施工質量產生影響，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

瀝青拌和站有連續式和間歇強制式2種。連續式拌和站設備一般較為簡化，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量。國內當前采用的大多是強制間歇式瀝青拌和站。

（1）瀝青拌和站的結構見圖1。

圖1 瀝青拌和站結構組成

（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；將物料根據已經設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，放入成品料倉庫進行存倉；進行下一個稱量、攪拌循環工作[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，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集料級配類型進行分類。對于連續級配瀝青混合料，所有級配原料、各類粒徑不等的骨料嚴格按照相關比例進行混合而形成的混合物料稱之為連續級配瀝青混合料；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。影響瀝青混合料質量的關鍵因素就是瀝青混合料質量和級配精度。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施工要求。國內公路施工缺少行業標準，且集料生產技術水平差已經成為行業公認的問題。為了保證混合料質量以及瀝青混合料的級配精度，各類骨料必須保證均勻性，同時砂石規格應該和標準一致。但目前國內對砂石并沒有統一的標準及規定，砂石規格并不能滿足施工相關內容要求，導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場進行合理妥善的管理。國內施工場地混亂，物料存放長度的清潔度也欠佳，國內冷料隔離技術相對落后，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、骨料稱量系統和骨料振動篩分系統對精度的影響

（1）在間歇式瀝青攪拌設備中，初級配是將按照設定配比的進料通過冷骨料配送系統進行配合的過程。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節，只有更加持續穩定地供料，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需要進行配比。將骨料進行稱重后，必須按照已經設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過程中因為漏料補償等原因造成的誤差，確保稱量系統的精準度。

（3）骨料振動篩分系統會對熱量數量以及骨料級配進行控制。一般情況下，間歇式瀝青攪拌設備中，具有規格不同的篩網規格，而瀝青混合料的級配精度受骨料篩分系統的影響較大，所以不同規格的篩網對骨料的篩分影響也較大。因此，若想要提高篩分系統的篩分效率和篩分能力，必須選擇合理的篩網尺寸以及篩網規格。另外，因為振動篩的頻率和振幅都會對篩分能力產生影響，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生摻和。進行上料工作時要避免出現混倉現象。

（2）選擇配料電機時，注意應選擇適宜的頻率，因為不同的骨料級配制成的成品料也不同，如果成品料類型發生變化，必須及時對配料電機的頻率進行調整，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，應充分考慮傳感器容量、結構方式以及準確度。一般情況下，傳感器的結構和容量固定，那么往往具有較好的準確度。傳感器容量記為M，質量為kg，安全系統記為K，傳感器最大承重記為M1，傳感器自身重量記為M2，傳感器個數記為A，那么C=KM1+M2/A

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

（4）在進行篩網規格的選取過程中，必須依據所要生產的成品料規格進行，與此同時，振幅以及振動頻率應該合理保證，因為不同的振幅和振動頻率會生成質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。迭代學習系統可準確地對往復運動的物體進行跟蹤和控制。迭代學習控制系統位置重復精度高，并且迭代控制系統運動軌跡追蹤度比較高，在很多領域都發揮了顯著的優勢。對于連續型迭代控制可用公式（1）表示。

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

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

圖2 稱量系統控制原理圖

在實際應用時，由于骨料的類型和組成結構不同，所以要提前建立資料庫，從而使關門提前量數據可保存到控制器中進行迭代學習后再根據骨料的類型分開保存，保存的數據可根據實際情況直接進行調用，極大地提升了計量精度和計量效率[4-5]。

5 結論

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因素并提出應對措施。實踐證明，經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試和細節控制［J］.公路交通科技（應用技術版），2011（10）：47-49+52.

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

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

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

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〔編輯 利 文〕