沥青混合料搅拌设备油石比及控制方式

陆德筑机      庄振献

    一、油石比

    1、简述：

油石比是沥青混凝土混合料质量的一个重要指标。沥青含量过少、过多都会降低沥青混凝土强度，影响压实度和稳定度；含量过多还会在矿料颗粒间形成自由沥青而最终导致路面“泛油”。因此必须遵照试验数据，制定出最佳油石比并在施工中严格控制使其误差达到±0.3%以内。沥青计量秤要经常用标准砝码核对校验并及时调整；尤其是沥青计量斗、排放阀门的严密性要经常进行检查，以防止沥青内漏引起油石比偏大，造成浪费和降低拌和料质量。

另外，还要按照拌和工艺根据不同情况及时调整拌和参数。例如，在热料仓满料和缺料两种情况下拌和参数是不大一样的，此时的空中落料质量有很大的差别，满仓时几十公斤而空仓时只有几公斤，这要在操作过程中及时调整（最好是程序自动调整或跟踪）。对机器的性能原理要熟知，只有了解透彻才能达到熟练应用以便提高出料质量。因此，选择合理参数、了解机械工作原理是改进拌和工艺及提高拌和质量的重要前提。

    2、油石比：

    对一批次（锅）成品料而言，油石比即是沥青重量与骨料重量的百分比值：

    油石比＝沥青重量/(骨料+粉料+粉状外加剂)*100%

    国家标准要求控制在±0.3%以内（均匀且稳定）。

    3、影响油石比精度的因素：

    抛开温度的影响、外加剂的影响和人为因素，其主要因素为：

    ⑴骨料、粉料、沥青三台电子称的静态和动态精度：

    按行业标准JT/T270-2002规定（标准工况）：

    沥青计量精度：±0.25% （标准砝码静态计量）

    粉料计量精度：±0.5%  （标准砝码静态计量）

    骨料计量精度：±0.5%  （标准砝码静态计量）

    沥青计量精度：±2.0%  （物料动态计量）

    粉料计量精度：±2.5%  （物料动态计量）

    骨料计量精度：±2.5%  （物料动态计量）

    ⑵影响骨料称量精度的因素：

    ①各料仓仓容：仓容大小及料重（料位）影响称量冲量；

    ②各料门大小：料门大，冲量大；料门小，又会影响称量时间；

    ③气缸动作（快排阀）速度：快速关断会减少飞料；

    ④各仓是否双门双缸或单门双位，双门时是否为非对称门：双门、双缸或单门双位都可实现粗、细称量；而非对称的双门结构又能降低细料飞料；

    ⑤自动控制飞料和冲量、流量补偿性能：自动控制系统都设有飞料和冲量补偿功能，关键是计算速度和计算方法（利用微分原理，本批冲量与上批接近；因此计算出上批实际误差来修改本批目标值；但利用此误差后如何按分段可调整比例逼近值则体现程序的补偿性能）。另若有流量补偿（在上批称量85%时所用的时间，与本批称量到85%用时比较（即流量比较，间接反映仓容仓压）；按分离法计算出本批应补偿量，即时修改最终目标值，精度会更高些。

    ⑶影响粉料称量精度的因素：

    ①供粉稳定性：粉料仓或暂存仓粉料供应应稳定；相应的是否配有气破拱装置；粉料料源或料位、自启动供粉装置能否保证在计量时稳定供粉；新、旧粉叠加计量时是否有相互补偿（量大后称确保证总粉重）；

    ②螺旋供粉速度：慢则加长称量时间影响周期；快则增大称量冲量；经过计算或现场应用能调整（也有用变频调速的）；

    ③出口蝶阀配置及动作（含密封性）：通常粉料计量用螺旋输送器（也有用叶轮给料机），当计算机判断称够停止时，由于惯性作用，其多转数取决于此时螺旋内粉料量，是个不恒定的冲量值；因此要用带制动的减速机，但多数用出口加装密封性好的快速关断蝶阀来限制冲量，从而保证称粉精确。

    ④新、旧粉计量螺旋是否不等径（一般回收粉不用或用总粉量30%）：回收粉和新粉比重相差大，且回收粉用量小；不等径螺旋的目的是“量身定做”，在有限的称量时间内减小冲量。

    ⑤称粉料总重补偿：回收粉用量小，同样误差公斤下，回收粉自身精度很难保证；但若用量大的新粉即“量大后称，总重补偿”，保证粉料总重恒定，能达到更好效果（粉料量变化对成品料色泽影响较大）；

    ⑥自动控制飞料和冲量、流量补偿性能：良好的自动控制系统的调节与补偿功能也是关键。

    ⑷影响沥青称量精度的因素：

    ①循环沥青供应稳定性：是单管还是双管上楼、三通阀在楼上还是楼下均对沥青供应有影响；沥青温度（改性沥青要求足够高温度流动性才好）

    ②三通阀称量气缸动作速度（含三通阀密封性）：快速关断的气缸动作可有效减小称量冲量；

    ③是否为双气缸或双位动作（或粗细管）：尽管高温沥青流动性好，一次称量精度也基本达到要求；但双气缸或双位动作（或粗、细管）实现粗、细称量则可全部把称量精度控制在最高范围内；

    ④排料方式（自流、上抽、下排、精放、带制动）：排料对油石比影响，如自流时阀的密封性、上抽式停泵后回流补偿、下排式气缸塞动作及密封、精放时泵带制动等；保证所要求的沥青有效进入搅拌缸。

    ⑤自动控制飞料和冲量补偿性能：良好的自动控制系统的调节与补偿功能同样重要。

    ⑸影响油石比精度的因素（温度除外）：

    ①骨料、粉料、沥青各称动态计量精度（抗扰、抗振能力）：选用精度高的传感器、放大器或仪表，并具有好的抗扰、抗振能力；而搅拌楼的稳定、泄压管道的通畅、信号的屏蔽和接地、料门较适中和对称体冲击小等都有利于提高各称动态称量精度。

    ②熟练的操作与及时有效的调整：熟悉产品各部件性、正确的参数（时间参数、粗称设定、飞料补偿参数设定）设置、熟练的操作和及时有效的调整，可减少人为误差；

    ③骨料是否总量补偿、粉料是否量大后称、沥青是否有二次计量：这些都是具体而有效的方法，在后面分项中有详细说明。

    ④沥青的滞后细称或粗称精放（自动跟踪）：具有自动跟踪的沥青计量只与设定的油石比有关，而与沥青本身设定具体值无关，自动跟踪的是油石比。

    ⑤自动控制程序稳定、补偿性能好：同样重要。优质的元件、可靠稳定的系统、良好的补偿方法和措施是对油石比精度保证。

    二、提高骨料、粉料、沥青称量精度主要措施

    1、选用快速关断的气缸、电磁阀、蝶阀，减少飞料和冲量；

    2、选用精度高、响应快的称重传感器、放大器或仪表；

    3、骨料、粉料、沥青二次（粗、细）称量提高自身能力；

    4、在时间允许的条件下实现自动跟踪；

    5、稳定可靠、补偿可调的控制系统。

    三、 现实存在的问题和困难

    1、产品成本；

    2、与之匹配的机械结构性能；

    逻辑时序与循环周期的计算（与所设计料门、螺旋和料管大小）；

    3、控制（补偿）模式选择；

    四、 保证油石比精度的几种控制方式

    1、通用方式：（各自独立）

    意大利国际知名品牌（西安）3000实际生产数据分析

    如：ASKOM（德国）3000实际生产数据数据分析 

   特点：（1）、沥青二次称量；有跟踪，但非实时（当批）；（2）、骨料、粉料独立（动态最大+3.7%，－7.8%）；总重误差大；（3）、油石比精度个别超标。

    4、沥青二次称量，且细称滞后于骨料、粉料称量，实时跟踪：

    如：国内品牌（兰州）LBQ3000数据分析

特点：（1）、“粗称精放”，沥青每次称量到240；精放沥青，能实时跟踪油石比；（2）、骨料称量波动较大；属自由冲量控制。

    （3）、节约时间；沥青称量罐自保温。

    五、结论

    1、对于2000型以下强拌，称量时间允许，可用“沥青二次称量，且细称滞后于骨料、粉料称量，实时跟踪油石比”的控制模式；

     2、对于3000型、4000型强拌，因骨料种类多（五种或六种），且骨料大都设有粗、细称量，时间不允许，则可采用“沥青一次称量，骨料、粉料总重补偿”来保证油石比精度；

    3、对于4000型、5000型强拌，若放沥青有密封性好的快速关阀或气缸塞或上抽式沥青喷洒泵有自制动装置，则用“粗称精放，沥青每次多称定量，根据实际称量或实际投放的骨料、粉料来精放沥青，达到实时跟踪油石比目的”. 

    参考文献：

    1、《强制间歇沥青混合料搅拌设备》 JT/T270-2002；

    2、本文所引表格数据均为设备工地实际运行数据报表（部分）；