解析影响沥青混合料质量的因素及控制方法

2006/04/05 00:00来源：今日工程机械作者：今日工程机械

解析影响沥青混合料质量的因素及控制方法

沥青混合料作为沥青工程最重要的一个环节，直接影响到所铺筑沥青路面的质量。本文主要分析了从原材料的进场到成品沥青混合料的出厂运输及摊铺期间对混合料质量产生影响的各种因素，并重点针对原材料的存储、冷料标定、材料离析等问题提出解决办法。

影响沥青混合料质量的因素

1.材料级配

工地试验室对原材料做筛分试验，确定出混合料的目标配合比及生产配合比，并按照标定好的冷料仓皮带转速曲线，确定出各冷料仓皮带的上料转速。各仓转速不做轻易更改，要确保混合料筛分结果合理地分布在规定的级配曲线内。

2.沥青油量

严格按照工地试验室的试验结果生产，决不轻易更改油石比。根据JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》要求，沥青混合料拌和要求偏差范围满足每拌缸±0.3％，整体偏差±0.1％。

3.温度控制

包括出厂温度、骨料加热温度和排气温度。

出厂温度主要应该由摊铺温度来决定。普通沥青混合料的摊铺温度不低于110～130℃，不超过165℃，混合料的温度损失受天气影响较大，低温施工时，混合料的摊铺温度不低于120～140℃，不超过175℃。根据运输距离的远近及贮存混合料的时间，在沥青试验路段施工时确定此过程的温损，从而确定沥青混合料的出厂温度。

骨料加热温度的波动程度主要受原材料含水率的影响，进而会影响到沥青混合料的质量以及沥青拌和站的生产率。骨料在加热的过程中，若骨料含水率突然增加（降低），经过上料皮带、烘干筒到出料口已经有几分钟时间，此时操作人员才能从出料口的温度探头知道热骨料温度偏低（高），继而调节设定温度加大（减小）燃烧器火力。但之前几分钟拌和的热骨料的温度则无法改变，若超出允许的范围，就会对混合料质量产生严重影响。原材料的含水率还会直接影响设备烘干筒的烘干能力，使燃油消耗量增加，提高了生产成本。在标准状态下，集料平均含水率每增加1％，燃油消耗量增加10％。而细集料的含水率变化很大，最高可达10％以上。搭建细集料防雨棚可以有效控制其含水率，降低骨料温度的波动，且能节约加热用油，降低成本。

排气温度不会对沥青混合料的质量产生直接的影响。一般应调整在110～140℃之间，最高不超过200℃。温度过高不仅增大了燃油消耗率，而且会影响过滤袋的寿命；温度过低，除尘器中会结露，使尘土结在过滤袋上，减小气流通过面积，增大风机负荷。

4.材料离析

沥青混合料的材料离析问题一直贯穿在整个施工过程中，也是各施工单位长期以来要解决的难题之一。存在离析的具体环节如下：在原材料从石场运送到拌和站堆放时，由于高度原因，大骨料滚落在料堆的底部，形成原材料粗集料的第一次集中，这种离析现象会使拌和机在冷料上料时不易控制不同料仓的上料比例；沥青混合料从成品仓向运输自卸车放料的过程，同样由于高度落差，大骨料会滚落在车厢两侧，形成粗集料的第二次集中；运输自卸车里的混合料卸向摊铺机时，大骨料滚落在摊铺机半厢附近，形成粗集料的第三次集中；摊铺机送料器在送料过程中，先将中间集料送于布料器，剩余粗集料留存在料斗中，摊铺机收斗时，形成粗集料的第四次集中；施工全过程中的温度离析。

材料离析对沥青混合料的质量有很大危害。沥青混合料粗集料一旦形成集中，在碾压过程中，粗集料易被压碎，骨料表面积增大，改变了原设计的路面配合比，造成集料碾压成型后松散，破坏了路面结构，影响路面强度以及道路的使用寿命；粗集料的集中，使路面的局部密实度变差，孔隙率高，容易在路面形成积水，严重影响路面的质量；粗集料集中，还影响路面平整度及路面外观美感。

施工中应注意的工作环节

1.工程施工之前对沥青拌和机进行彻底检查

包括各气阀开关、温度探头、振动筛网、拌缸叶片拌臂和提升斗等机械部件及电器元件。

2.对各计量电子秤进行标定

具体方法是：用当地计量局（所）核定的标准砝码（或自制）对各个称量电子秤（骨料、粉料、沥青）逐步加载，在控制台上相应的称量显示器或计算机上显示出相应的数量值，两者应该吻合或偏差很小，若不吻合或者偏差超过规定的误差范围，则需要进行调整，直至相同或基本相同为止。在加载荷过程中要逐步增加砝码重量并与显示器对照，最后所加载荷质量不能小于额定载荷的80％，只有这样才能保证其级配精度。

标定时要注意计量电子秤首先应去皮，摆放在电子秤上的砝码尽量对称摆放，使电子秤受力平衡。

3.标定各冷料皮带转速，确定不同材料的上料电机转速与产量关系曲线

以10～20mm玄武岩为例，冷料仓为3＃，分别以100r/min、400r/min 、700r/min 、1000r/min、1300r/min 、1500 r/min的电机转速上料，分别计时5～8min分钟（电机启动开始计时，电机停止计时结束），待集料全部提升并筛分后分次放料，称量每次放料的重量总和，由此可计算出设定转速内每拌程（取45s）材料的进料量（见表1），进而得出转速与进料量的关系曲线（见表2）。结合试验室沥青混合料的目标配合比及不同材料筛分结果，可定出较理想的冷料仓皮带上料转速。

4.操作管理

以沥青混合料拌和均匀，所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度，确定适宜的拌和时间。混合料应均匀一致无花白、无离析和结团成块等现象。做好各项检查记录，不符合技术要求的沥青混合料禁止出厂。

拌和机操作人员无权改变施工配合比，若遇到异常情况应停机并及时通知技术负责人。

如何减小沥青混合料的离析

整个沥青混合料的生产过程，几乎无时无刻不存在离析现象。如何避免或减少离析也成了人们共同关注的问题。减少混合料的离析可采取以下措施。

1.后场控制

原材料进场堆放控制。自卸车放料时分几次堆放，不要堆放成一堆，这样可以减少原材料的离析；装载机在堆放成堆的材料时，对粒径变化大的材料也应采用斜坡分层堆放，坡度小于1:3，这样可以有效减少材料离析。见图1。

出料控制。针对现有的旁置式成品仓沥青拌和机，对于出料时产生的离析只能在成品料仓放料时进行控制。放料时应采用移动放料的方式，即在进行放料时自卸车在放料口下往复移动，不少于3次，自卸车顶部堆积料至少3～5堆。

2.前场控制

在铺筑过程中保持摊铺机螺旋布料器均匀稳定不间断转动，摊铺机两侧保持有不少于送料器高度2/3的混合料，避免在螺旋布料器外侧形成混合料堆积离析。由于自卸车每次放料完后摊铺机的料斗两侧总会有刮板输送器刮不到的混合料，而这些往往就是离析后的粗料。若每次摊铺机料斗合拢将这些混合料摊铺，路面就会出现规律性的离析现象。解决此问题，应尽量减少料斗合拢，人工铲平料斗堆积以不影响自卸车倾卸为主，将混合料离析降至最小，且摊铺机摊铺一车料将完时，关闭送料器，等下车料倒入后再进行均匀送料和布料。见图2、图3。