機(jī)械工程師是指在機(jī)械工程行業(yè)從事工作，并且具備一定經(jīng)驗(yàn)和水平的人。機(jī)械工程師資格認(rèn)證(ICME)是由機(jī)械工程師學(xué)會(IME)開展的專業(yè)工程師資格認(rèn)證，國際注冊機(jī)械工程師資格認(rèn)證體系通過統(tǒng)一資格考試、面試、專業(yè)能力評估、業(yè)績考核、行業(yè)權(quán)威人士推薦和同行評議相結(jié)合等多種方式對專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行評價(jià)。屬于國際同行認(rèn)可的技術(shù)(或從業(yè))資格認(rèn)證。本文是選自省級期刊《機(jī)械工程師》中機(jī)械工程師的職稱論文范文：瀝青混合料拌和機(jī)的操作及監(jiān)控。

　　摘要：通過對拌和機(jī)各大系統(tǒng)的介紹引出管理要點(diǎn)，并通過對現(xiàn)今原材料級配上的缺陷提出對篩網(wǎng)選擇、礦料配比及常見混合料質(zhì)量問題的對策。

　　關(guān)鍵詞：拌和料,礦料,篩網(wǎng)選擇,問題對策

　　1、 前言

　　瀝青砼路面以其優(yōu)異的運(yùn)行性能成為現(xiàn)今高等級公路路面的首選型式。在理論上，其設(shè)計(jì)理論逐步完善、成熟，施工機(jī)械方面，也大多采取世界先進(jìn)的ACP、MARIN拌和機(jī)及ABG、VOGELE等攤鋪機(jī)。但是，有許多路面在其使用初期即產(chǎn)生車撤、推移、甚至坑塘、龜裂的病害現(xiàn)象，這說明在瀝青砼生產(chǎn)管理中還存在許多問題。

　　筆者曾先后多次參加瀝青砼的拌和、攤鋪的現(xiàn)場施工，從實(shí)踐角度出發(fā)，相對于攤鋪現(xiàn)場的施工管理來說，拌和場的拌和生產(chǎn)的管理力度是大大滯后了，特別是在原材料控制與拌和操作方面。對于高級路面的攤鋪而言，一般的出料要求在350T/h以上，而在速度與效益的驅(qū)使下，往往會發(fā)生非正常操作，這往往會造成與目標(biāo)配比的大相徑庭，而常用的油石比、級配檢測手段往往需40~60mm才能有正常的結(jié)果。所以，只有從源頭抓起，努力做好事前檢查、監(jiān)督，才能真正保證瀝青砼的質(zhì)量水平。

　　以下筆者簡述拌和機(jī)系統(tǒng)管理及現(xiàn)有礦料的缺陷，進(jìn)而提出相應(yīng)的對策，希望為嚴(yán)肅瀝青砼質(zhì)量起到一定的作用。

　　2、 瀝青砼拌和機(jī)簡介：

　　相應(yīng)單元應(yīng)著重注意問題：穩(wěn)定性(集料級配、溫度、濕度)

　　(1) 料倉：

　　應(yīng)至少配置4~5個(gè)有覆蓋的分割料倉以分別存放大、中、小碎石及砂等原材料。另外，防雨棚及周圍排水邊溝的設(shè)置是為了控制含水量及差異。

　　(2)冷料倉：

　　應(yīng)保證冷料倉不溢倉、不空倉;

　　應(yīng)在配料倉上方或冷料下料處安放柵條以防超粒徑石料的進(jìn)入;

　　應(yīng)考慮是否在冷料倉壁上安置震動(dòng)(附著式)裝置以保證正常的下料速度;

　　應(yīng)保證皮帶給料器上端與冷料斗底部間橡膠板處于良好狀況。

　　(3)干燥筒：

　　應(yīng)注意避免將未燃燃料噴入。如果發(fā)生，必須用風(fēng)機(jī)將油蒸發(fā)以避免集料過高的溫度。

　　(4)瀝青單元

　　應(yīng)盡可能減少瀝青在90~120℃之間的禁區(qū)的循環(huán)次數(shù)以減少老化。進(jìn)行正式拌和生產(chǎn)之前，應(yīng)讓瀝青循環(huán)20~30min以保證瀝青溫度的穩(wěn)定從而保證正確計(jì)量，并應(yīng)確定拌和稱量瀝青系統(tǒng)配置有瀝青保護(hù)裝置;

　　應(yīng)注意開機(jī)前幾盤料的瀝青用量的確定，避免稱量斗內(nèi)因有上次拌和時(shí)因溫度下降而未全傾盡的剩余瀝青的存在;

　　相應(yīng)的，前次拌和結(jié)束時(shí)應(yīng)使干燥筒空轉(zhuǎn)30min，并用剩余石料刷“鍋”，并放盡管道及稱量斗中瀝青，并在開機(jī)之前，將“門”關(guān)上。

　　(5)熱倉料、拌缸：

　　開機(jī)初期，應(yīng)用熱料預(yù)熱，當(dāng)達(dá)到溫度要求后，再開始正式生產(chǎn);

　　應(yīng)經(jīng)常查看溫度，并調(diào)整風(fēng)門大小，以保證正常溫度;

　　保持拌和機(jī)正常的葉片與拌缸間“間距”，如果磨損嚴(yán)重應(yīng)予置換。

　　(6) 粉倉：

　　應(yīng)盡可能使用罐裝車運(yùn)輸?shù)V粉以直接打入粉倉以減少礦粉的濕度。

　　應(yīng)在料倉底部安裝空氣過濾器以清除粉料疏松器使用過程中的水分。

　　(7) 除塵單元：

　　除塵單元對于中國瀝青砼生產(chǎn)的重要性已被公認(rèn)。如圖二所示：

　　一級除塵(重力式)除去的只是>0.2mm部分，并作為細(xì)料用于瀝青砼中;

　　二級除塵將經(jīng)由一級除塵的后煙氣中<0.2mm部分除去，此部分棄除后用礦粉填補(bǔ)。

　　圖中A表設(shè)定為100~120℃，目的是使進(jìn)入袋式除塵裝置的煙氣不低于露點(diǎn)，以免在濾袋表面凝結(jié)水珠，從而導(dǎo)致濾袋被泥灰封住影響除塵效果的現(xiàn)象的發(fā)生。因此點(diǎn)火前必須使袋式除塵器預(yù)熱5~6min;

　　圖中B表設(shè)定在180~210℃超溫報(bào)警，以免濾袋被燒焦;

　　圖中C表設(shè)定在100~120℃低溫報(bào)警，以免因風(fēng)門太小而導(dǎo)致料溫不夠;

　　壓差器是為了保持一定的壓差，當(dāng)達(dá)到80~120mm水柱時(shí)，必須啟動(dòng)大氣反吹裝置以清潔濾袋;

　　關(guān)機(jī)后，再打開大氣反吹裝置，清潔濾袋30~50min。

　　3、礦料

　　A礦料的作用：

　　礦料由粗集料(>2.36mm)，細(xì)集料(>0.074mm，≤2.36mm)及填料(≤0.075mm)構(gòu)成。

　　(1)粗集料以在集料中占有的最大比例通過集料相互間嵌鎖作用提供穩(wěn)定性及通過摩擦作用抵擋位移。由2~3種碎石組成。

　　(2)細(xì)集料可降低空隙率得到更連續(xù)的級配曲線，從而增加穩(wěn)定性。由石屑、砂組成。

　　2.36mm~0.6mm的粗顆粒是最重要的，這部分顆料形成了瀝青砂膠結(jié)構(gòu)，并對形成一定要求的構(gòu)造深度至關(guān)重要。

　　0.6mm~0.075mm顆料亦很重要，它可以增加集料表面積，以吸收瀝青使砼具有相應(yīng)的穩(wěn)定性。

　　(3)填料可進(jìn)一步延續(xù)細(xì)料級配，減少空隙度，增加瀝青粘度，從而形成更穩(wěn)定的砼。它對油石比與改善集料與瀝青結(jié)合力方面作用很大。

　　B礦料的缺陷及對策：

　　在現(xiàn)今使用的礦料中,由于缺乏正規(guī)、統(tǒng)一的大型軋石場，礦料多來源于以私人營利性質(zhì)的小坑口，材質(zhì)的不同引起了各種技術(shù)指標(biāo)的差異，從而最終影響了混合料的質(zhì)量。在壓碎值、粘附性、磨光值等指標(biāo)符合要求的基礎(chǔ)上對拌和機(jī)生產(chǎn)穩(wěn)定性影響最大的當(dāng)數(shù)吸水率和礦料級配。

　　吸水率是集料孔隙率的一個(gè)指標(biāo)，使用較大孔隙率及孔隙率差異較大的集料，可能導(dǎo)致以下問題：

　　需使用更高油石比以保證一定厚度的瀝青膜層;

　　在干燥筒不能完全將殘余水分除去時(shí)，往往容易產(chǎn)生瀝青剝落現(xiàn)象，而且砼中殘留水分會使石料強(qiáng)度下降、變軟，從而產(chǎn)生較大的車轍(JN·Button曾在集料對砼車轍影響一文中在分析車轍因素中著重提到這一點(diǎn));

　　增加拌和機(jī)的能耗，有時(shí)使布袋除塵發(fā)生封閉現(xiàn)象;

　　集料孔隙率的差異造成空氣率、油石比、VMA等重要指標(biāo)的確定變的十分模糊;

　　瀝青砼溫度下降速度過快而使碾壓工作難以正常實(shí)施。

　　對策：采用低含水率集料并盡量維持較為單一的料源以減少差異;

　　減少進(jìn)料速度或適當(dāng)增加風(fēng)門量使單位時(shí)間干燥率加強(qiáng)，并使用有倉棚及有良好排水設(shè)施的冷料倉庫;

　　加強(qiáng)對二級除塵壓差表檢查以避免發(fā)生布袋封閉;

　　考慮添加抗剝落劑或用消石灰粉代替普通礦粉。

　　(1) 礦料級配及調(diào)整：

　　現(xiàn)在，越來越多的高等級路面施工開始統(tǒng)一使用大型采石場，這樣礦料在粗集料方面的級配要求已基本可以滿足，然而在細(xì)集料來源的石屑方面卻依舊存在缺陷。

　　以上兩種石屑篩分析是十分常見的。個(gè)中原因主要是石料商將無用的米砂(2.36~4.75mm)摻入石屑中所致。

　　從圖上可明顯看出，4.75mm~2.36mm部分A與B存留量均為規(guī)范的約2倍，而2.36mm~1.18mm部分為規(guī)范的約1/2，<0.75mm部分基本相當(dāng)。

　　這樣的細(xì)集料為拌和機(jī)篩網(wǎng)選擇帶來了很大的難度。

　　以AC-16I為例：

　　從圖五中A、B兩方案的比較，如果以4個(gè)熱料倉受料與出料基本均等的原則來評判，B方案為最好，但是在考慮到規(guī)范對2.36mm、4.75mm等篩孔的嚴(yán)格要求及石屑中2.36mm~4.75mm部分含量較大的因素后，就必須選擇A才能控制住4.75mm附近變差很大的級配曲線。另外，有資料證實(shí)，2.36mm附近的礦料適當(dāng)?shù)脑黾訉⒋蟠蠼档痛止橇舷嗷デ舵i的概率，從降低砼的強(qiáng)度。兩種對比如下：

　　在篩網(wǎng)選擇采用了方案A后，則由于A方案進(jìn)料的不均衡性，又必須在石屑中加入一部分天然砂來平衡，以免發(fā)生較多的溢倉、空倉現(xiàn)象。

　　對于天然砂加入量，規(guī)范并無明確規(guī)定，據(jù)JW·Bntton與L·Lytton報(bào)告認(rèn)為，對低空氣率瀝青砼而言，當(dāng)天然砂比例增加時(shí)，抗拉強(qiáng)度增加，這是由于加入較多天然砂的瀝青砼，因施工和易性好，空氣率相應(yīng)下降的緣故。但是天然砂量的加入應(yīng)適當(dāng)控制，不宜超過細(xì)集料總量的40%(即總集料的10~12%)，這是因?yàn)檫^多的天然砂的使用會使瀝青砼的穩(wěn)定度明顯下降。J·Marks在其破碎顆料在瀝青混合料中的作用一文中有重點(diǎn)介紹。

　　另外，天然砂的細(xì)度模數(shù)以1.9~2.3之間為佳，并應(yīng)以篩分析中2.36mm~1.18mm存留量較高為準(zhǔn)，因?yàn)樘烊簧暗募尤胧菫榱诉_(dá)到使石屑中2.36mm~1.18mm含量的補(bǔ)充及增加瀝青砼和易性這兩個(gè)原因而采取的。

　　至于礦粉的添加，先進(jìn)高等級瀝青砼施工往往采取將二次除塵量全部棄除的方案，對石屑中的10~15%的<0.075mm部分而言，全部除去的可能性不大，因此拌和中應(yīng)及時(shí)檢查熱料倉細(xì)集料<0.075mm部分，并對礦粉進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

　　4、拌和操作時(shí)常見問題及對策

　　(1) 開機(jī)不久易出廢料：

　　開機(jī)5~6min期間夠進(jìn)料“涮鍋”，以預(yù)熱各相關(guān)系統(tǒng)，風(fēng)門適當(dāng)提高，待溫度穩(wěn)定正常出料后，風(fēng)門調(diào)至正常。

　　(2) 異常變動(dòng)：

　　檢查燃料倉篩分看有無超粒徑料，以判定是否有篩網(wǎng)破損;

　　如各熱料倉有統(tǒng)料跡象，應(yīng)考慮是否空倉，如果是，則將熱料倉清倉并重新進(jìn)料;

　　適當(dāng)控制好進(jìn)料速度，以避免發(fā)生因篩網(wǎng)來不及正常篩分的情況;

　　經(jīng)常檢查溢料倉，并及時(shí)清倉。

　　(3) 白料：

　　油溫不夠、料溫不夠、拌和時(shí)間適當(dāng)延長，檢查<0.075mm含量及袋式除塵壓差以確定礦粉調(diào)整量，如果以上皆非，則有必要檢查拌缸葉片。

　　(4) 太“油”或析漏：

　　應(yīng)檢查礦粉計(jì)量及是否潮濕;瀝青計(jì)量;考慮集料未完全干燥而減少進(jìn)料量或提高風(fēng)門量。

　　(5) 枯料：

　　減少瀝青在90~120℃禁區(qū)的循環(huán);瀝青計(jì)量;控制瀝青及集料溫度。

　　5、結(jié)言

　　做好瀝青砼的生產(chǎn)管理與監(jiān)控，必須對級配設(shè)計(jì)、機(jī)械操作與管理都有一定深度的理解，兩者不可分割，只有當(dāng)兩者有機(jī)地結(jié)合起來后，才能生產(chǎn)出真正可以達(dá)到設(shè)計(jì)級配要求的瀝青混凝土。

　　參考文獻(xiàn)：

　　1、公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程.JTJ052-93

　　2、公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范.JTT032-94

　　3、國外高等級道路路面論文集1、3、5，交通部公科所1993.11

　　4、漢斯(德)柔性路面壓實(shí)工藝，1987

　　5、NP-1200型拌和機(jī)手冊

　　《機(jī)械工程師》雜志創(chuàng)刊于1969年，系國內(nèi)外公開發(fā)行的大型綜合性科技期刊，它是一份深具新聞價(jià)值、工具價(jià)值、決策參考價(jià)值、投資指南價(jià)值、管理借鑒價(jià)值、潮流引導(dǎo)價(jià)值的中國制造業(yè)主流期刊。曾用刊名：黑龍江機(jī)械。

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