争鸣之二一间歇式沥青混凝土拌

引言

沥青路面施工过程中,沥青混凝土拌合站(以下简称沥青拌合站)为核心设备。其中,沥青拌合站的产能(每小时产量)为关键参数;直接决定整套生产工艺。近期,在广东省在建沥青路面工地调研时发现:参建各方对间歇式沥青拌合站的标准产能认知模糊。具体表现为:标准产量为t/h的型间歇式沥青拌合站在生产上面层料或者SMA-13料时产能不足t/h。这一现象是否正常,不同工况下沥青拌合站的标准产能是多少,是本文讨论的内容。

标准产能

首先介绍间歇式沥青拌合站的标准产能,以型沥青拌合站为例说明。目前主流使用的间歇式沥青拌合站根据产能大致分为0型、型、型、型等,型号中的千位整数(0\\\)是指拌缸中每盘的标准质量的千克数;型就是指标准每盘沥青混合料为千克,以此类推。

每盘的标准质量确定了,决定产能大小因素即为生产周期。根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-4)第5.4.11条规定:沥青混合料拌和时间根据具体情况经试拌确定,以沥青均匀裹覆集料为度。间歇式拌和机每盘的生产周期不宜少于45s(其中干拌时间不少于5~10s)。改性沥青和SMA混合料的拌和时间应适当延长。

标准生产周期为45s,所以每小时有80个标准生产周期。因此,对于0型,每个周期产量2t,产能为2*80=t;对于型,每个周期产量3t,产能为3*80=t;对于型,每个周期产量4t,产能为4*80=t;对于型,每个周期产量4.5t,产能为4.5*80=t;对于型,每个周期产量5t,产能为5*80=t;对于型,每个周期产量5.5t,产能为5.5*80=t。下图为号称目前常规使用产能最大的玛连尼型沥青拌合站。

本文写作过程中调研了国内主流沥青拌合站厂家“三一路机”、“南方路机”与“玛连尼”等,均介绍各家设备的标准生产周期均可控制在42~45s;生产20型及以上粗粒式沥青混合料时,可确保型站产量达到t/h;而在生产16或13型沥青混合料时,由于使用的热料仓相对较少,发生等料情况可能导致产能下降,但也可以确保产能达到t/h。

王政在《影响沥青拌和站生产产量和生产成本的因素分析》文章中介绍不同品牌型沥青拌合站的实际产能与影响因素,如下表所示。实践中,达到标准产能需要精心的施工组织。

原因分析

实践中,沥青拌合站在混合料生产过程中产能低下的主要原因是设置了不合理的“干拌”与“湿拌”时间。下图为某品牌型拌合站生产SMA-13沥青混合料的参数设置:干拌时间设置为“9s”;而湿拌时间设置为“45s”。整个拌合周期超过70s,产能无法突破t/h。

实践中,确定适合的“干拌”与“湿拌“参数是很困难的。第一,试验室拌合锅的搅拌工艺与拌合站拌缸的搅拌工艺与原理差异很大,试验室很难模拟实际搅拌工况。第二,通过肉眼判断几秒钟搅拌时间差异导致的集料裹覆差别可能也是很困难的。第三,由于沥青混合料级配变异及取样误差,搅拌时间不同生产出来的沥青混合料的性能差异规律可能并不显著。

理论依据

长安大学刘洪海教授参编的《民用机场沥青道面施工技术规范》(MH/T-)第6章明确规定如下:

调研相关沥青拌合站厂家,针对型站,压力喷射式沥青喷射时间一般为8~11s;自流式沥青喷射时间一般为10~15s。

需要特别明确的是:条文中规定的“干拌”与“湿拌”时间与前图所示沥青拌合站设备参数设置界面“干拌”与“湿拌”时间含义不同;前者包含了“入料”与“关门”等时间,干湿拌的时间相加更接近整个生产周期。

实操方法

各厂家沥青拌合站参数设置界面的中“干拌“与”湿拌“时间含义可能各不相同,不应直接规定该参数的取值范围;而应该以沥青拌合站的标准产能为计算基数,根据不同工况增减相应的”干拌“与”湿拌“时间秒数。

例如,型沥青拌合站生产基质沥青AC-25混合料,操作人员根据机况与经验设置“干拌“参数为“n”秒,“湿拌”参数为“m”秒,此时可以达标准产能t/h。

因此,生产基质沥青AC-20混合料,可设置“干拌“参数为“n”秒,“湿拌”参数为“m”秒。生产改性沥青AC-20混合料,可设置“干拌“参数为“n”秒,“湿拌”参数为“m+5”秒。生产改性沥青AC-16或AC-13混合料,可设置“干拌“参数为“n”秒,“湿拌”参数为“m+5”秒。生产絮状纤维SMA-13沥青混合料,可设置“干拌“参数为“n”秒,“湿拌”参数为“m+10”秒。生产粒状纤维SMA-13沥青混合料,可设置“干拌“参数为“n+5”秒,“湿拌”参数为“m+5”秒。

不能机械的规定设备参数设置中的“干湿拌“时间参数的取值范围,而是根据标准产能结合不同工况,灵活增加“干湿拌”秒数。掌握增减原则,不固定参数范围,是实操方法的核心。

重要意义

明确沥青拌合站不同工况下的标准生产周期,确定标准产能,实践意义重大。

第一,不合理的、过长的搅拌时间直接导致沥青混合料严重老化。同时,由于上面层一般采用粘度较大的改性沥青以及直接接触外界环境,本身老化风险显著。某些极端不利情况,两种老化风险叠加,可能使沥青路面过早出现疲劳破坏。

第二,不合理的、过长的搅拌时间直接导致碳排放严重增加。沥青拌合站生产过程中,无论产量高低,干燥筒的火焰始终燃烧;主机必须运作;前场设备不能停机。此时,过低的标准产量,对于单位产量的沥青混合料,它的碳排放将显著增加。

第三,不合理的、过长的搅拌时间直接导致作业系统效益严重下降。沥青拌合站产量低,拖慢了整个作业系统,增加整个过程的作业时间,效益显著下滑。

总结

根据理论分析与实践经验,提出型沥青拌合站针对不同工况下的标准产能如下:生产中下面层沥青混合料,标准产能达到t/h;生产上面层沥青混合料,标准产能达到t/h;生产SMA沥青混合料,标准产能达到t/h。

投票

全文完。徐科,江苏宜兴人,工学博士,“沥青路面”



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