水泥与混凝土 广东建材２０１０年第４期 浅谈连续密级配热拌沥 青混合料配合比 设计及在间歇式沥 青拌和楼上 实现其标准生产配合比的关键措施 陈国雄 （湖南环达公路桥梁建设总公司） 摘 要：本文简要介绍了我国现行的连续密级配沥青混合料配合比设计方法；根据间歇式沥青混合 料拌和楼的组成和工作原理提出了在间歇式拌和楼上实现标准生产配合比的关键。 关键词：热拌沥青混合料；配合比设计；标准生产配合比；间歇式沥青混合料拌和楼；关键 １前言 目前，我国大部分的高等级公路都采用连续密级配 筛分曲线，并测定粗集料、细集料、填料及沥青的相对密 热拌沥青混合料（包括ＡＣ一２５、ＡＣ一２０、ＡＣ－１６、ＡＣ一１３、 度。 Ａｃ一１０、Ａｃ一５，本文中简称为ＨＭＡ）作为面层。ＨｉＶｌＡ面层在 有代表性的沥青及矿料试样，并按规范要求检验各项性 能。对粗集料、细集料、填料进行筛分，得出各种矿料的 ２第一阶段——目标配合比设计 使用时由于各种原因，将会产牛诸如：裂缝、泛油、车辙、 ２．拥包、坑槽等破坏现象。这些破坏现象的产生除与交通、 ２．２．１确定工程设计级配范围 气候、施工、路面结构设计等原因有关外，还与ＨＭＡ的路 （１）沥青路面工程的的ＨＭＡ设计级配范围由工程设 用性能有关。要获得有良好高温稳定性、低温抗裂性、水 计文件或招标文件规定，ＨＭＡ的设计级配宜在规范规定 稳定性和抗疲劳性的ＨＭＡ，除选用的沥青、矿料要符合 的级配范围内，根据交通条件、气候条件等因素，通过条 相应的路面等级要求外，ＨＭＡ的配合比也很重要。有时 件大体相当的工程使用情况进行调查研究后调整，必要 候，虽然有很好的ＨＭＡ目标配合比，但却难以得到与标 时允许超出规范级配范围。 准生产配合比接近的、质量稳定的ＨＭＡ。下面，笔者将简 （２）根据规范规定的原则调整工程设计级配范围 要介绍我国现行ＨＭＡ配合比设计方法，并结合间歇式沥 ２．２．２矿料配合比设计 青混合料拌和楼的工作原理，介绍如何在间歇式沥青混 （１）ＨＭＡ矿料配合比设计宜借助电子计算机的电子 合料拌和楼上实现ＨＭＡ的生产配合比，以得到与标准生 表格用试配法进行。 产配合比接近的、质量稳定的ＨＭＡ。 （２）矿料级配曲线按《公路工程沥青及沥青混合料试 验规程》（ＪＴＪ ０５２—２０００） ２ ＨＭＡ配合比设计方法 我国现行《公路沥青路面施工技术规范》（ＪＴＧ （３）在工程设计级配范围内计算ｉ～３组粗细不同 Ｆ４０－２００４）（以下简称规范）规定，ＨＭＡ配合比采用马歇 尔试验配合比设计方法，分目标配合比设计、生产配合 的配合比，绘制设计级配曲线，分别位于工程设计级配 范围的上方、中值及下方。设计级配不得有太多的锯齿 形交错，且在０．３～０．６ｍｍ范围内不出现“驼峰”。当反复 调整不能满意时，宜更换材料设计。 比设计、生产配合比验证三阶段进行，以决定ＨＭＡ的材 料品种及配合比、矿料级配、最佳沥青用量。如采用其他 方法设计ＨＭＡ时，应按规范（ＪＴＧ Ｆ４０—２００４）进行马歇尔 试验及各项配合比设计检验，并报告不同设计方法的试 验结果。 （４）根据当地的实践经验选择适宜的沥青用量，分别 制作几组级配的马歇尔试件，测定ＶＭＡ，初选一组满足 或接近设计要求的级配作为设计级配。 ２．１原材料选择和材料试验 按相关试验规程规定的取样方法，取足够数量的具 ２．２．３按规范的要求进行ＨＭＡ马歇尔试验 ２．２．４配合比设计检验 对用于高等级公路的连续密级配热拌沥青混合料， ５０ 广东建材２０１０年第４期 水泥与混凝土 需用配合比设计确定的设计最佳沥青用量在标准条件 等级沥青路面都采用问歇式沥青混合料拌和楼生产 下，按规范要求进行高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性 能检验、渗水系数检验、钢渣活性检验（对使用钢渣的 ＨＭＡ）。 ＨＭＡ。 确定了ＨＭＡ目标配合比后，其生产配合比设计和生 产配合比验证郁要借助工程实际使用的间歇式拌和楼 进行。下面，笔者结合间歇式沥青混合料拌和楼的主要 （１）ＨＭＡ目标配合比设计报告应包括工程设计级配 组成和工作原理，提出在问歇式拌和楼上实现ＨＭＡ标准 范围选择说明、材料品种选择与原材料试验结果、矿料 生产配合比的关键，以牛产出质量合格、稳定的ＨＭＡ。２．２．５目标配合比设计报告 级配、最佳沥青用量，以及各种体积指标、配合比设计检 ３．１间歇式拌和楼主要组成和工作原理 验结果等。 （２）当按规范要求调整沥青用量作为最佳沥青用量， 宜报告不同沥青用量条件下的各项试验结果，并提出对 施工压实工艺的技术要求。 ２．３第二阶段——生产配合比设计阶段 对间歇式拌和机（对连续式拌和机即可省略生产配 合比设计步骤），根据目标配合比调整冷料输送电机转 速、选择适宜的振动筛筛孔尺寸，按规定方法从热料仓 中取样筛分，确定各热料仓中各种热矿料的配合比，供 拌和机控制室使用。并取目标配合比设计的最佳沥青用 量ＯＣＡ、ＯＣＡ±０．３％等二个沥青用量进行马歇尔试验和 试拌，通过室内试验及从拌和机取样试验综合确定生产 配合比的最佳沥青用量，由此确定的生产配合比最佳沥 青用量与目标配合比设计的最佳沥青用量差值不宜大 于０．２％。 ２．４第三阶段——生产配合比验证阶段 此阶段即为试拌、试铺阶段，即在工程实际使用的 拌和机上采用生产配合比试拌ＨＭＡ，并铺筑试验路段， 取样进行马歇尔试验，同时从试验路上钻取芯样观测空 隙率的大小，由此确定生产用的标准牛产配合比。标准 生产配合比的矿料合成级配中，至少应包括０．０７５ｍｍ、 ２．３６ｍｍ、４．７５ｍｍ及公称最大粒径筛孔的通过率接近优 选的工程设计级配范围的中值，并避免在０．３～０．６ｍｍ 处出珊‘驼峰”。对标准生产配合比，宜再次进行车辙试 验和水稳定性试验。 ３间歇式沥青混合料拌和楼的主要组成 及在其上实现ＨＭＡ标准生产配合比的 关键 一般来讲，沥青混合料拌和楼分为连续式和间歇式 两种。由于间歇式拌和楼具有二次筛分和二级除尘的功 能，能部分弥补我国普遍出现的矿料料源不稳、粒径不 太规格、粉尘含量偏高的不足。因此，我国绝大部分的高 ３．１．１间歇式拌和楼主要组成 沥青混合料拌和楼主要包括中央控制室、拌和机 组、干燥机组、冷料机组、除尘机组、沥青罐组、粉料罐组 等部分。ｒｒＩ央控制室通过现代化的自动控制系统监控拌 和楼的 作，中央控制室内的计算机 仪能对拌和楼发 出工作指令，还能狭得拌和楼各系统的工作状况参数。 ３．１．２间歇式拌和楼工作原理 不同规格的冷矿料经冷料储存及配料装置的给料 机进行初配后，由冷矿料输送机送至干燥滚筒烘干加热 （以柴油或重油作燃料，用逆流方式加热）；矿料加热至 规定温度后从滚筒排出，由热矿料提升机送入筛分装置 进行二次筛分，筛分好的各种矿料分别储存在热料仓的 隔仓内，然后按预先设定的标准生产配合比进入热矿料 称量斗内累计称量计量；同时，储存在粉料仓内的矿粉 由由螺旋输送机送至粉料称量斗内称量计量；此外加热 至规定温度的的热沥青由沥青泵抽送至沥青称量桶内 称量计量。各种材料按标准生产配合比分别计量后，按 预先设定的程序先后投入到搅拌锅内进行强制搅拌（例 如：矿料、沥青、填料），待拌和均匀后送至成品料仓内暂 时储存。矿料在烘干、筛分、搅拌过程中产乍的燃烧废 气、灰尘、水蒸汽通过除尘装置净化后排入大气。 ３．２在间歇式沥青混合料拌和楼上实现标准生产 配合比的关键措施 根据间歇式沥青混合料拌和楼的主要组成和工作 原理，笔者认为要在其上实现ＨＭＡ标准牛产配合比，使 ＨＭＡ的矿料级配和沥青用量波动都在规范规定的范围 之内，生产出质量稳定的ＨＭＡ，关键要做好以下几点： ３．２．１做好计量系统的标定和计量系统参数的调整 间歇式沥青混合料拌和楼计量系统的精度直接影 响ＨＭＡ的级配和沥青含量的计量精度。虽然一般的间歇 式沥青混合料拌和楼配置的配料称精度都很高，但由于 标定不当或不标准，造成配料不准。因此，拌和楼在确定 生产配合比之前应对计量系统进行标定和对计量系统 一５１ 水泥与混凝土 广东建材２０１０年第４期 参数作适当调整。首先在试验室对骨料称、粉料称和沥 表性的料样进行筛分，得出各热料仓中热矿料的级配。 青称的零点和增益进行调整，然后将配料称进行现场安 用解线性方程组的方法求出各热料仓热矿料的比例，然 装，将传感器全部接上检查每一个传感器的好坏，选定 后从热料仓中取样组成混合料（新添加的填料单独加 合适的标定点和标定数据分析方法。 计量系统参数的调整主要包括计量系统补偿值确 入），使得该矿料混合料的级配曲线与目标配合比级配 曲线重合或非常接近。最后通过试拌、试铺确定标准生 定和计量采样时问的调试。通过调整计量系统补偿值来 产配合比。 修正由于提前关闭料斗门（或沥青管道阀门）对计量精 不同规格的热矿料根据标准生产配合比按预先设 度的影响。补偿修正值的大小与热料仓斗门（或沥青管 定的质量依次放入称量斗中，一一叠加计量。为减小矿 道阀门）的开度、是否缺料等有关。“飞料”全部进入料斗 料计量偏差对ＨＭＡ质量的影响，对ＨＭＡ质量影响越大的 时，因为料的惯性，不能马上对料进行称量，必须等料全 部进入计量料斗并基本稳定后才能进行。但采样的时间 也不能太长，因为采样时间过长势必影响拌和楼的产 量。 ３－２．２做好冷料仓落料比例的调试 根据目标配合比确定的各种规格冷矿料比例，初步 确定各冷料仓斗门的开度。然后分别确定各冷料仓皮带 给料机电机转速与其供料能力的关系，并画出关系图。 在热料仓不等料、不溢料的前提下，根据关系图和生产 ＨＭＡ时各种规格冷料的实际需要量，确定皮带给料机调 速电机的转速。 ３．２．３做好振动筛筛孔的选择和振动筛的安装保养 由于间歇式沥青混合料拌和楼振动筛与做目标配 合比时用的标准筛的筛分效率不同（具体情况见表１）， 并且由于间歇式沥青混合料拌和楼用于存放热矿料的 热料仓的数量和容量有限，因此应合理选择振动筛筛孔 使得因冷料级配变化对ＨＭＡ质量的影响降至最小，同时 避免热料仓溢料或等料。确定振动筛筛孑Ｌ孔径有一条基 本原则：在一个ＨＭＡ生产周期内，经振动筛筛分进入各 热料仓的热矿料应与在此周期内从各热料仓进入搅拌 缸内的热矿料基本相等。根据目标配合比冷料（不包括 新添加的填料）的筛分情况和拌和楼各热料仓的容量相 对应确定各振动筛筛孔孔径。 表１间歇式沥青混合料拌和楼振动筛的等效筛孔 Ｉ振动筛筛孔（舢）｝２．５ Ｉ ６｝１ｌ Ｉ １５ １ １９｝２２ ｌ ３０ １ ３５ １ ４１ １ ｌ标准筛筛孔（ｆＴＩｒｎ）ｌ２．３６ｉ ４．７５ ｌ ９．５ ｌ１３．２Ｉ １６ ｌ １９ Ｊ ２６．５ Ｉ ３１．５ ｆ ３７．５Ｉ 当然，要减小振动筛对ＨＭＡ级配的影响，除选择合 适的振动筛孔径外，还应正确安装和经常保养振动筛。 如：保证筛网在长度方向上倾角的正确；筛网应牢固夹 紧就位，无破损；注意及时更换振动筛的减振弹簧；做好 振动筛的润滑工作等。 ３．２．４做好热矿料的筛分和供给 在确定生产配合比时，应从各热料仓中分别取有代 一５２一 矿料应越后加入矿料称。 ３．２．５做好填料、沥青的供给 填料一般储存在专用的筒仓内，用螺旋输送机或螺 旋输送机配合斗式提升机将筒仓内的填料送至填料称 量斗。填料供给时应注意，压缩空气进入填料筒仓必须 经气水分离器，防止填料吸潮结块。 沥青一般储存在保温罐内，用导热油进行保温、加 热，由沥青泵经管道抽送至沥青计量称中计量。沥青应 加热至规定的温度，应保持沥青输送管道的畅通、各种 阀门和沥青输送泵的正常工作。 ３．２．６做好热矿料、填料和沥青的计量 热矿料、填料和沥青的计量系统包括称量斗（桶）和 电子计量称两部分。各称量斗（桶）通过拉力式称量传感 器悬吊在楼体的二层机架上。热矿料、填料和沥青的计 量精度除与计量系统的精度和计量系统参数的设置有 关外，还应注意称量斗应处于自由悬挂状态，放料门和 称量斗（桶）卸料门应有良好的密封性，避免计量系统出 现机械故障。 ４结语 以我国现行《公路沥青路面施工技术规范》（ＪＴ６ Ｆ４０—２００４）规定的热拌沥青混合料配合比设计方法作依 据，根据本地区交通、气候条件，选择合适的材料、集料 级配和沥青用量，借鉴本地区类似的成功工程经验，能 设计出路用性能良好的ＨＭＡ。做好本文３．２提到的关键 点，也一定能在间歇式沥青混合料拌和楼上实现ＨＭＡ的 标准生产配合比，生产出质量合格、稳定的ＨＭＡ。● 【参考文献】 ［１］交通部公路科学研究所．公路沥青路面施工技术规范（ＪＴＧ Ｆ４０—２００４）．北京：人民交通出版社，２００４．１ｌ ［２］中国公路学会筑路机械学会．沥青路面施工机械与机械化施 工．北京：人民交通出版社，１９９９