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      2. 瀝青混合料控制管理研究論文

        時間:2021-06-21 13:30:55 論文 我要投稿

        瀝青混合料控制管理研究論文

          摘要:針對排水性瀝青路面所用瀝青混合料的特點,分析瀝青混合料生產(chǎn)過程中引起溫度控制偏差產(chǎn)生的原因,建立了溫度控制要求及設(shè)定原則,基于此原則給出了瀝青溫度控制規(guī)范、骨料溫度控制規(guī)范和排水性瀝青混合料溫度控制規(guī)范,并進(jìn)行了排水性瀝青混合料的生產(chǎn)與設(shè)備性能相適應(yīng)的相關(guān)調(diào)整及優(yōu)化,實現(xiàn)了準(zhǔn)確控制溫度的目的。

        瀝青混合料控制管理研究論文

          關(guān)鍵詞:拌和設(shè)備排水性瀝青混合料溫度控制

          排水性瀝青路面是20世紀(jì)80年代以來在發(fā)達(dá)國家發(fā)展起來的一種新型路面,它是將空隙率大(一般在17~22%)的排水性瀝青混合料用于路面上面層(其下鋪不透水層)。由于此種面層機(jī)構(gòu)有著多孔性的特點,可使路表積水不經(jīng)排水設(shè)施而直接從路面結(jié)構(gòu)中下滲而迅速排出,這樣就減少了濺水、噴霧等危害的發(fā)生,而且由于排水性瀝青路面的骨架空隙結(jié)構(gòu),增加了路表的摩擦系數(shù)及路面抗車轍能力,進(jìn)一步增加了行車安全。

          由于排水性瀝青路面突出的是排水機(jī)能,因此其排水性瀝青混合料的最主要的一個質(zhì)量檢查評價指標(biāo)是空隙率。在既定的生產(chǎn)配合比下,溫度對空隙率的影響最大:瀝青拌和設(shè)備生產(chǎn)的排水性混合料的溫度過高,則易產(chǎn)生物料內(nèi)瀝青的流淌,形成結(jié)塊阻塞空隙通路;溫度低則現(xiàn)場施工作業(yè)極為困難?梢哉f,在排水性瀝青路面鋪裝施工中瀝青拌和樓的混合料生產(chǎn)是關(guān)鍵,瀝青混合料的溫度控制則是整個生產(chǎn)作業(yè)的核心和難點。因此,排水性混合料的生產(chǎn)必須在嚴(yán)格的溫度控制要求下進(jìn)行。

          1、瀝青拌和設(shè)備性能分析及溫度控制原則

          1.1設(shè)備及路面材料的性能分析

          生產(chǎn)排水性瀝青路面混合料比生產(chǎn)密級配瀝青混合料時生產(chǎn)能力降低約60%,降低的主要原因主要有:

          (1)排水性瀝青混合料單粒度粗骨料多,瀝青拌和設(shè)備等待時間、熱料倉的儲藏量相應(yīng)增加;

          (2)為防止流淌,排水性瀝青混合料生產(chǎn)所設(shè)定溫度比通常利用粘—溫曲線得出的混合溫度低,為實現(xiàn)骨料的均勻裹覆,拌和時間延長;

          (3)使用纖維質(zhì)材作為添加劑,因材料計量、投入等使生產(chǎn)時間增加。

          鑒于在生產(chǎn)瀝青排水性路面時,瀝青拌和設(shè)備的生產(chǎn)能力較之生產(chǎn)其他瀝青混合料的`能力要低的特征,為了能生產(chǎn)出合乎質(zhì)量要求瀝青混合料,須對設(shè)備進(jìn)行必要調(diào)整,通過調(diào)整瀝青拌和設(shè)備的設(shè)定參數(shù),使之更切合排水性瀝青混合料的生產(chǎn),并力求降低消耗,改善設(shè)備運(yùn)行效益,提高生產(chǎn)效率。

          1.2生產(chǎn)排水性瀝青混合料時溫度設(shè)定原則

          使用顆粒狀纖維添加劑,在設(shè)備的攪拌裝置內(nèi)完成現(xiàn)場改性。在形成高粘度改性瀝青混合料情況下,瀝青拌和設(shè)備溫度控制系統(tǒng)的溫度設(shè)定原則:

         。1)骨料加熱烘干溫度在骨料提升機(jī)前處時為185±5℃,這樣才能保證混合料溫度標(biāo)準(zhǔn)不超過180±5℃范圍;

         。2)保證作業(yè)施工并考慮到瀝青劣比性(瀝青混合料到施工現(xiàn)場溫度>160℃);

         。3)根據(jù)外界環(huán)境情況,在許可范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)節(jié)混合料溫度(環(huán)境溫度<10℃時,溫度標(biāo)準(zhǔn)定為185±5℃)。

          瀝青拌和設(shè)備進(jìn)行排水性瀝青混合料生產(chǎn)是建立在適宜的溫度控制與質(zhì)量管理基礎(chǔ)之上的。瀝青拌和設(shè)備的控制系統(tǒng)采用計算機(jī)為PLG通用自動控制裝置,溫度控制通過感應(yīng)器與設(shè)定值做比較并進(jìn)行反饋,可全自動實現(xiàn)溫控。

          2、瀝青溫度控制

          瀝青溫度控制主要包括基質(zhì)瀝青溫度控制、現(xiàn)場改性的高粘度改性瀝青溫度控制兩個方面。

          基質(zhì)瀝青的儲存溫度主要是又基質(zhì)瀝青的理化性能指標(biāo)決定的。瀝青儲罐的溫度是燃燒爐加熱導(dǎo)熱油間接獲得,儲存溫度一般依基質(zhì)瀝青的物性不同而有所差異,適宜的儲存溫度可以確保長時間儲存不會影響瀝青的性能,通;墳r青儲存溫度設(shè)為110-130℃范圍。拌和設(shè)備正常施工時,瀝青溫度應(yīng)達(dá)到使用溫度才允許生產(chǎn),使用溫度是依照基質(zhì)瀝青的粘度曲線設(shè)定,由燃燒爐加熱溫度自動控制系統(tǒng)獲得;|(zhì)瀝青使用溫度一般為150~170℃范圍。

          由于高粘度改性瀝青是由基質(zhì)瀝青在使用溫度時進(jìn)入攪拌鍋,同時與高熱骨料、纖維添加劑混合,利用熱骨料的高溫現(xiàn)場形成,因此高粘度改性瀝青溫度的控制主要也是由基質(zhì)瀝青使用溫度與熱骨料溫度決定。其溫度范圍為160~175℃。

          生產(chǎn)排水性瀝青混合料與生產(chǎn)普通瀝青混合料相比,瀝青溫度控制差別不大。瀝青拌和設(shè)備的導(dǎo)熱油加熱及油溫控制系統(tǒng)可方便實現(xiàn)瀝青溫度的自動調(diào)節(jié)。

          3、骨料溫度控制

          3.1骨料“料簾理論”

          (1)與生產(chǎn)普通的密集性混合料相比,排水性混合料骨料是不連續(xù)的,形成的骨料簾也是不密實的。瀝青拌和設(shè)備在干燥器出口設(shè)有紅外溫感、自動控制裝置,這樣當(dāng)遇到斷級配骨料簾時,溫度自動控制系統(tǒng)顯示的溫度與實際骨料溫度就會出現(xiàn)偏差,溫度感應(yīng)控制系統(tǒng)無法測到真實的骨料溫度。

          為此,通常情況下瀝青拌和設(shè)備在生產(chǎn)排水性瀝青混合料時,加入過量細(xì)集料,除了消耗掉相對過剩的烘干能力因素外,主要是通過細(xì)骨料加入構(gòu)建密實的料簾,使瀝青拌和設(shè)備的溫度自動控制系統(tǒng)能真實反映加熱后的骨料溫度。

          傳統(tǒng)細(xì)填料充當(dāng)降溫劑,增加物料進(jìn)給量,吸收過剩多余熱能,多余物料從溢料管溢出,造成燃料、物料浪費(fèi);物料即使可重復(fù)使用,受熱后也會造成物料性能變化。

          (2)在生產(chǎn)過程中研究中可知,當(dāng)骨料粒徑變大混合料變粗時,紅外感溫系統(tǒng)顯示溫度比實際測得料溫有變大的趨勢;在不加細(xì)料情況下與普通混合料相比,紅外感應(yīng)溫度與真實料溫相差約10~20℃。

          因而可以據(jù)此掌握骨料粒徑大小與設(shè)備紅外感溫系統(tǒng)顯示之間的變化關(guān)系,探索出設(shè)備溫控系統(tǒng)在不加細(xì)料情況下實現(xiàn)自動真實的對熱骨料的測控。當(dāng)冷骨料各種粒度相對穩(wěn)定時,排水性瀝青混合料的熱骨料形成的是穩(wěn)定的不連續(xù)料簾,這樣就可以利用紅外感應(yīng)溫度與真實料溫之間相對溫差進(jìn)行效正,實現(xiàn)自動真實測控。測控溫度誤差不大于±5℃,完全符合排水性瀝青混合料溫差控制需要。

          (3)為實現(xiàn)平穩(wěn)溫控,在排水性瀝青混合料生產(chǎn)中還需對原材料的干濕程度有一定的認(rèn)識。增加物料含水量,以含水量的增加來降低燃燒器烘干能力,但存在含水量不均時溫度控制更難以穩(wěn)定的問題。

          燃燒器根據(jù)實際含水量進(jìn)行有效調(diào)整與之相配的烘干能力,含水量均勻性對骨料的烘干能力影響很大,含水量每降低1%。生產(chǎn)能力約下降10%。因此含水量不均,則易產(chǎn)生骨料加熱溫度過高或者過低,難以控制。再者各種骨料的顆粒徑均勻性的影響,骨粒徑均勻性若不穩(wěn)定,則特別易形成不穩(wěn)定、不連續(xù)、斷繼配料簾,使紅外測溫更難反映真實溫度。

          料簾理論的提出運(yùn)用,克服了多加細(xì)骨料產(chǎn)生的一系列缺陷,使瀝青拌和設(shè)備生產(chǎn)排水性瀝青混合料成為現(xiàn)實。實現(xiàn)了在骨料粒度相對穩(wěn)定、含水量變化不大情況下排水性瀝青混合料時的準(zhǔn)確溫控,是拌和設(shè)備溫度控制的重大突破。

          3.2燃燒器系統(tǒng)技術(shù)改造

          為有效地解決烘干能力與生產(chǎn)排水瀝青混合料匹配的問題,在更大程度降低原有系統(tǒng)的烘干能力,對燃燒器系統(tǒng)進(jìn)行了改造調(diào)整。

          (1)把噴油嘴變。ㄓ搔4減小至φ3.5),減小單位時間的進(jìn)油量,從整體上降低其烘干能力;

          (2)調(diào)整燃油壓力及進(jìn)風(fēng)量,匹配適合的風(fēng)、油比,改善燃燒性能;

          (3)優(yōu)化燃燒器系統(tǒng)參數(shù),使進(jìn)入噴油口的燃油系統(tǒng)壓力為25~30MPa,耗油量降為4.5~5.0kg/t,改善了設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性能。

          總體上解決了因瀝青拌和設(shè)備生產(chǎn)排水性瀝青混合料時生產(chǎn)能力下降產(chǎn)生的與設(shè)備烘干能力相匹配的問題。

          3.3生產(chǎn)循環(huán)周期的優(yōu)化

          在設(shè)備PLC微機(jī)自動控制系統(tǒng),有許多影響設(shè)備運(yùn)行的內(nèi)部參數(shù),決定著設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性及稱量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性,影響著生產(chǎn)循環(huán)周期。

         。1)優(yōu)化瀝青拌和設(shè)備內(nèi)部參數(shù)。其中對循環(huán)周期有影響的是:骨料稱量穩(wěn)定時間、粉稱量穩(wěn)定時間、瀝青稱量穩(wěn)定時間和拌鍋卸料開啟時間等;

         。2)瀝青噴油方式。噴灑式比流淌式更易均勻包裹骨料,拌和時間可以相對縮短;

         。3)改進(jìn)添加劑輸送方式。采用在攪拌裝置上側(cè)喂料的顆粒纖維直接加入法,由人工直接將纖維素用一個定量容器,在粗集料放料的同時投入攪拌裝置內(nèi),使纖維素與礦料干拌15~18s后,再噴灑瀝青進(jìn)行拌和。濕拌時間為40s,總拌和時間由原有的64s降低為58s,即可做到穩(wěn)定劑充分打開并拌和均勻。比傳統(tǒng)鼓風(fēng)輸送方式更便捷可靠,節(jié)省時間。

          進(jìn)行合理優(yōu)化后,相對縮短每批次生產(chǎn)循環(huán)周期增大進(jìn)料量,改善烘干能力相對過剩矛盾,設(shè)備運(yùn)行也更可靠平穩(wěn)。

          4、混合料溫度控制

          為及時準(zhǔn)確地知道瀝青拌和設(shè)備生產(chǎn)的成品混合料溫度,在設(shè)備的攪拌裝置成品料出口處設(shè)置額外的料溫檢測裝置及顯示儀器,使反饋的料溫更加及時準(zhǔn)確便捷。

          排水性瀝青成品混合料在成品儲倉內(nèi)存放的時間不宜過長,因為放置久易產(chǎn)生高溫混合料內(nèi)瀝青流淌,加上因其骨料粗溫度易散失,就會影響物料性能,也容易發(fā)生與倉壁的粘連。所以原則上要求排水性瀝青成品混合料在倉內(nèi)存放時間不超過兩個小時。

          在寒冷季節(jié),5℃以下或5℃以上但風(fēng)力較大不得以瀝青拌和設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)時,采取比正常情況下相應(yīng)高出一定值。為避免瀝青的高溫流淌及劣化現(xiàn)象發(fā)生,設(shè)定的溫度不高于必要的混合料溫195℃。

          施工方法直接決定工程質(zhì)量,排水性瀝青混合料施工中對溫度控制特別重要。一般瀝青拌和設(shè)備進(jìn)行排水性瀝青混合料的生產(chǎn)時,為尋求生產(chǎn)排水性瀝青混合料的技術(shù)改進(jìn)與提高,應(yīng)對生產(chǎn)施工過程、溫度控制變化情況、技術(shù)改進(jìn)的相關(guān)參數(shù)及影響溫度控制的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄整理。排水性瀝青混合料施工的記錄不僅是對生產(chǎn)技術(shù)溫度控制的不斷完善有利,而且也為以后排水性的瀝青混合料施工溫度管理規(guī)范化提供了寶貴的基礎(chǔ)資料。

          5、結(jié)論

          通過本文分析,可以得知生產(chǎn)排水性瀝青混合料的溫度控制原則,并以次原則為依據(jù)優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行參數(shù),同時得出排水性瀝青混合料在生產(chǎn)、儲存過程中哪一個或哪幾個因素是影響其溫度控制的因素,從而針對這些因素在瀝青拌和設(shè)備上采取相應(yīng)的溫控措施;通過對設(shè)備的生產(chǎn)能力降低(為正常生產(chǎn)的40%~70%);瀝青的控制溫度(生產(chǎn)一般瀝青混合料時差別不大);骨料的控制溫度(不采用加入過量細(xì)骨料的方法,而采用經(jīng)驗公式以求真實的測溫);改造燃燒烘干系統(tǒng)與生產(chǎn)能力降低相匹配,降低設(shè)備的烘干能力;瀝青混合料的溫度控制等一系列技術(shù)措施,為實現(xiàn)準(zhǔn)確溫度控制提出了現(xiàn)實依據(jù)。當(dāng)然在瀝青混合料的生產(chǎn)中還有一些有待完善的地方,如溫控偏差受骨料粒徑影響規(guī)律尚需在生產(chǎn)實踐中進(jìn)一步總結(jié),對烘干系統(tǒng)改造后易發(fā)生火焰燒烤烘干筒內(nèi)壁現(xiàn)象,骨料在攪拌裝置拌和時間長引起的磨損加速問題。所以瀝青拌和設(shè)備生產(chǎn)排水性瀝青混合料還需要與設(shè)備結(jié)構(gòu)性能進(jìn)一步優(yōu)化相協(xié)調(diào)。

          參考文獻(xiàn)

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