如何選擇瀝青混凝土拌和樓振動篩篩孔的探討
2006-09-20 00:00
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摘 要： 如何使瀝青混凝土拌和樓的振動篩篩孔與標準篩的篩孔相對應是保證瀝青混合料級配質(zhì)量的關(guān)鍵， 對瀝青路面結(jié)構(gòu)強度的影響很大。文章就正確選擇瀝青混凝土拌和樓振動篩篩孔作一探討，以期找出一種合理選擇篩孔的有效方法以滿足設(shè)計要求。
關(guān)鍵詞： 道路工程； 瀝青混凝土拌和樓； 振動篩； 篩孔
近年來， 隨著我國高速公路的發(fā)展， 瀝青混凝土路面以其能為車輛提供快速、安全、舒適和經(jīng)濟的行駛表面而被廣泛地用于高速公路。作為組成高級瀝青路面結(jié)構(gòu)的瀝青混凝土， 其施工關(guān)鍵機械瀝青混凝土拌和樓的振動篩篩孔的選擇， 目前還沒有一套成熟的方法， 本文試以中粒式瀝青混凝土AC-16Ⅱ為例， 即在混合料配比及礦料級配組成設(shè)計已確定的前提下， 對如何通過合理確定振動篩篩孔來正確實現(xiàn)這一設(shè)計要求作一探討。
1 熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計
1.1 目標配合比設(shè)計階段
用工程實際使用的材料計算各種材料的用量比例， 配合成符合規(guī)范規(guī)定的礦料級配， 進行馬歇爾試驗， 確定最佳瀝青用量。以此礦料級配及瀝青用量作為目標配合比， 供拌和機確定各冷料倉的供料比例、進料速度及試拌使用。
1.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計階段
對間歇式拌和機， 必須從二次篩分后進入各熱料倉的材料取樣進行篩分， 以確定各熱料倉的材料比例， 供拌和機控制室使用。同時反復調(diào)整冷料倉進料比例以達到供料均衡。
1.3 生產(chǎn)配合比驗證階段
拌和機采用生產(chǎn)配合比進行試拌、鋪筑試驗段，并用拌和的瀝青混合料及路上取的芯樣進行馬歇爾試驗檢驗， 由此確定生產(chǎn)用的標準配合比。標準配合比的礦料級配至少應包括0.075mm、2.36mm、4.75mm 等3 檔的篩孔通過率接近要求級配的中值。
2 振動篩篩孔的設(shè)置
根據(jù)瀝青混凝土路面施工過程中工程質(zhì)量的控制標準要求， 在瀝青混凝土拌和樓取樣， 用抽提后的礦料篩分， 應至少檢查0.075mm、2.36mm、4.75mm、最大集料粒徑及中間粒徑（ 中間粒徑宜為：細、中粒式為9.5mm； 粗粒式為13.2mm） 等5 個篩孔的通過率。由于瀝青混凝土拌和樓的熱料倉一般只有4 個， 因此， 為了使通過瀝青混凝土拌和樓振動篩后的混合料能夠基本上滿足設(shè)計配合比的要求，就必須找出振動篩篩孔的一種對應關(guān)系， 使振動篩的篩孔設(shè)置最合理。
2.1 振動篩篩孔的確定
瀝青混凝土拌和樓同一個振動篩孔（ 粒徑） 區(qū)間內(nèi)的礦料規(guī)格相近且穩(wěn)定。把它們區(qū)分開， 并通過拌和樓內(nèi)電子秤控制各區(qū)間內(nèi)礦料的用量即能達到混合料的級配要求。為此， 振動篩的孔徑應設(shè)置在混合料相鄰粒徑區(qū)間的分界處。故設(shè)3 個振動篩，編號為1# 篩， 2# 篩， 3# 篩， 孔徑分別為d1， d2，d3， 且滿足d1≤19、4.75≤d2≤9.5、1.18≤d3≤2.36。
2.2 振動篩篩孔的優(yōu)化
由于1# 篩是控制超規(guī)格的大粒徑礦料， 因此篩孔可定為19mm， 即d1=19， 2# 篩篩孔d2 的確定要使其通過率是4.75 和9.5mm 孔通過率的等差中項； 或者以d2 的通過率與4.75 和9.5 孔通過率之差的平方和最小為目標。即
min {（ P*2- P4.75） 2+ （ P*2- P9.5） 2} 4.75≤d2≤9.5 （ 1）
式中， P*2 為2# 篩孔通過率， %； P*2=100 （ d2/D） n； D為礦料的最大粒徑； P4.75P9.5 為規(guī)范中4.75mm， 9.5mm篩孔通過率中值（%） 即P4.75=40P9.5=60。
同樣得3# 篩的優(yōu)化函數(shù)
min{（ P*3- P2.36） 2+（ P*3- P1.18） 2} 1.18≤d3≤2.36 （ 2）
式中， P*3 為3# 篩孔的通過率， %； P*3=100（ d3/D） n；P2.36P1.18 為規(guī)范中2.36mm、1.18mm 篩孔通過率中值， %。
綜合式（ 1） 、（ 2） ， 可得下面優(yōu)化函數(shù)
min{（ P*2- P4.75） 2+（ P*2- P9.5） 2+（ P*3- P2.36） 2+（ P*3- P1.18） 2}
d1=19
4.75≤d2≤9.5
1.18≤d3≤2.36
P*2=100（ d2/D） n
P*3=100（ d3/D） n
根據(jù)上述函數(shù)， 編制BASIC 語言程序。本文介紹使用PC 為E500 型袖珍計算機進行計算。計算得優(yōu)化結(jié)果
d1=19 d2=7.02 d3=2.27
這是標準篩孔的優(yōu)化結(jié)果， 可將其表示為
d*1=19 d*2=7.02 d*3=2.27。
按《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（ JTJ032-94） ， 參照美國瀝青協(xié)會對拌和機進行二次篩分所用振動篩等效篩孔的建議， 并結(jié)合我國的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗， 標準篩孔與振動篩孔的對應關(guān)系可參考表1 使用。
 將上表進行回歸得回歸方程
d=1.1619115d*0.9936295 相關(guān)系數(shù)r=99.88% 根據(jù)上式得出優(yōu)化后的標準篩孔d*1、d*2、d*3 與振動篩孔的等效對應關(guān)系， 見表2。 根據(jù)表2 確定3 個振動篩的篩孔分別為d1=22mm、d2=8mm、d3=2.5mm。
2.3 確定3 種熱料的生產(chǎn)配合比
根據(jù)d*1、d*2、d*3 的優(yōu)化結(jié)果， 按公式P=100（ d*/D） n 計算3 種熱料生產(chǎn)配合比
1# 料∶2# 料∶3# 料= （ P1- P2） ∶（ P2- P3） ∶P3=1∶0.55∶0.46
3 結(jié)語
按照上述所選定的篩孔（ 22mm， 8mm， 2.5mm）制作振動篩， 并通過電子秤可實現(xiàn)3 種熱料配合比，從而生產(chǎn)出成品合格的瀝青混合料， 這種方法在梨溫高速公路上得到應用， 效果良好。 |
| 原作者： 胡致遠 朱曉斌 謝建華 |
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