沥青拌和站生产质量控制及故障分析

      沥青混凝土拌合站的建没是公路施工中的一个重要环节，主要包括沥青混凝土拌合站的规划、选址、加热方式的选择、拌合设备的选型、配套设备和环保等。如何在建设合理、高效的沥青混凝土拌合站的同时，提高拌合料质量、减少消耗、降低成本、以达到技术先进，经济效益和社会效益的最佳配置的效果。沥青混凝土拌合站的建没是公路施工中的一个重要环节，主要包括沥青混凝土拌合站的规划、选址、加热方式的选择、拌合设备的选型、配套设备和环保等。如何在建设合理、高效的沥青混凝土拌合站的同时，提高拌合料质量、减少消耗、降低成本、以达到技术先进，经济效益和社会效益的最佳配置的效果。

  一、 原材料质量控制

1、冷料存储与输送过程控制

     (1)集料应堆放在坚硬、清洁的场地,堆放场地应有良好的防排水设施,细集料应用遮雨棚布覆盖。不同规格的集料应用隔墙分隔,隔墙高度应在2.0m以上。堆放时，采取水平或斜坡分层堆放，不能锥堆。

     (2)用推土机堆料时，应注意每层厚度不应超过1. 2m.推土机堆放时，应尽量减少对集料扰动，不应在同一平面上将料堆推成槽状。

     (3)装载机手应面对料堆没有粗料滚落的一面进行装料。在装料时应将插人料堆的铲斗用动臂使铲斗向上堆聚，然后退后，不要用转动铲斗的方法来挖掘，以减少材料的离析。对于已发生明显粗料离析的部位，应重新混合后再进行装料。

   （4)装载机手应经常保持各冷料仓满仓，在装载时要防止发生混仓。可以加装隔离钢板，以防止冷料混杂。

     (5)冷料仓可加设筛网，防止超粒径石料进人冷料仓。及时清理滞留在筛上的超粒径碎石。

     (6)矿粉应防止吸潮结块，所有矿粉输送装置中的粉料在工作结束后均应排空。

2、沥青质量控制

沥青在往沥青加热罐打进前应通知试验人员对沥青的各项指标是否符合交通石油沥青技术要求，包括针入度、强度、软化点、闪点，熔解度、含蜡量、薄膜烘箱加热试验指标。如果不符合要求不得往沥青加热罐打进使用。不符合的一律不得进场。良好的储存条件对于保证沥青的质量非常重要，必须按标准加热，过底流动性差，过高易老化。改性沥青专用储存罐宜配置搅拌设备或循环泵，避免改性沥青出现离析、分层等质量变化。

3、集料(矿料)质量控制

集料作为沥青混合料的重要组成部分，是沥青混合料力学性能的主要来源，同时也是影响沥青路面质量的重要因素。集料以2.36mm粒径为界，分为租集料与细集料.粗集料通过颗粒的嵌锁作用和骨架作用在沥青混合料中提供结构自身稳定性以及抵抗外力作用产生的变形。粗集料通常要求采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、形状接近立方体颗粒的碎石。我国沥青路面中，下面层多采用石灰岩石料，上面层多采用玄武岩、辉绿岩等强度高、耐磨性能好的石料。细集料通过增加颗粒间的嵌锁作用和减少粗集料间的空隙来增加沥青混合料的抗变形的整体稳定性。常见的细集料有机制砂、石屑等。

决定集料质量好坏的两个重要因素:一是集料的资源特性;二是集料的生产加工特性。( 沥青面层用集料必须用反击破碎机生产以减少针片状碎石)。集料的资源特性是岩石的矿物组成、结构和构造的综合反映，是决定岩石路用性能的根本内因;集料的加工特性是保证集料具有满足最终产品性能要求的特性，二者缺一不可。与资源特性相关的技术指标包括压碎值、洛杉矶磨耗损失、视密度、对沥青的黏附性、坚固性、软石含量、石料磨光值等; 与加工特性相关的指标受工艺流程影响，包括级配、针片状颗粒含量、含泥量等。

粗矿料是粒径2.36～25mm的碎石，需要在混凝土面层通过集料颗粒的嵌锁作用提供稳定性和通过摩擦力作用抵抗位移。要求粗集料是破碎后有粗糙表面和棱角的正方体颗粒。针片状含量要低，《规范》中规定低于10-15%为合格,如果针片状含量过高的碎石就不应使用。

  集料防雨棚

 集料料场必须建防雨棚以降底集料含水量，这也是减小集料级配变异性和减小加热成本的措施。细集料是指粒径在0.075～2.36mm之间的破碎岩石，矿碴和矿粉，要求清洁干净，不含粘土和其他有害物质，应有可能的棱角从而增加颗粒间的嵌锁作用和减少集料间孔隙，增加混合料的稳定性。 

另外要特别指出的是收料环节的控制：当运料车到来时收料员要从外表先看一下矿料是否符合该档料的标准才能过称，卸车时收料员要指挥卸到指定挡位并观察卸下的矿料是否达到标准，达到标准后才能签字，否则另作处理。原则上不合格的矿料不得进场。    

二、沥青混凝土生产质量控制

1、设备检查及运行控制

开机前，特别是在雨后要检查电机等电器设备的绝缘情况，防止漏电及短路事故。查看主机和除尘系统是否进水，若进水应疏通湿料，以免管道阻塞引发故障。生产过程中一级除尘产生的粗粒粉尘进入热料仓，并且当停止供应骨料后，将有一部分残余粉尘进人热仓，因此在停机后或再次开机前，应将其清除出热料仓，否则将直接影响拌和料的质量。在生产开机时应严格顺次启动，严禁同步启动，以避免启动电流过大。为了保证混合料的生产质量，在实际生产中，有必要经常对生产的沥青混合料的质量进行检查。在连续生产的情况下拌和料的质量均比较稳定，所以应避免频繁开关机。

2、沥青混凝土混合料拌制的控制

混合料的拌制对混合料的质量非常关键，因此每天拌料前应对拌和设备及配套设备进行检查，使各种动态仪表处于正常的工作状态。定期对计量装置进行校核，保证混合料中沥青用量及集料的允许偏差符合技术规范要求。沥青混合料的拌和时间，应以混合料拌和均匀，所有矿料颗粒全部裹住沥青为度，并经试拌确定。间歇式拌和机每锅拌和时间宜为30-50s(其中干拌时间不得少于5s，不宜超过10s)。具体的拌和时间由试验段技术总结中提出，应保证拌的混合料均匀一致，无花白料，无结块成团或严重离析现象，发现异常应及时调整。所有过度加热的混合料，或已经碳化、起泡和含水的混合料都应废弃。材料的规格或配合比发生改变时，都应根据试验资料进行试拌。

3、干燥加热系统的操作控制

     （1）应在冷料供给系统停机时先用手动控制方式启动干燥滚筒，用小火预热筒体5-10分钟后再上料。上料时，应逐步增加进料量，根据出料口的热料温度逐步加大供油量，直至达到规定的生产量和稳定的温度工况后再转人自动控制方式。

     （2）工作中当冷料系统突然停止供料或发生其他事故时，应先关闭燃烧器让滚筒继续旋转，引风机继续抽风，待筒体完全冷却后再关机。在工作结束时，应以同样的方式逐步关机。

     （3）应经常检查红外线侧溢器的镜头是否清洁，抹去灰尘，保持良好的感应能力。 

     （4）当冷料的含水率较高时，会发生自动控制系统失控，温度上下振荡。此时应改用手动控制，并检查热料的残余含水率，如过高则应降低生产量。

     （5）应定时检查热集料的残余含水率，特别是在雨天之后，残余含水率应控制在0.1%以下。

     （6）废气温度不宜过高或过低，一般应控制在135-180℃。若废气温度居高不下，而集料温度又一并随之升高，多半是由于冷料含水率太大造成的，应及时降低生产量。

     （7）布袋除尘器的内外压差应保持在490-1471Pa范围内。压差过大表示布袋已严重堵塞，需及时处理或更换新袋。

4、沥青混凝土混合料温度控制

温度控制在《规范》中，沥青加热控制在150～170℃，矿料温度比沥青高10～20℃，混合料出厂温度为140～160℃，沥青混合料成品料出厂温度直接影响摊铺质量和碾压质量，运输到摊铺机使用时，温度控制在135～150℃之间，最初碾压温度不能低于135℃，最后碾压温度不低于110℃，开放交通不高于60℃否则要实行交通管制，生产过程中随时检测成品料温度，及时反馈给操作室，以便及时控制温度。

沥青混凝土生产过程中，对于温度有着严格要求。温度过高，沥青容易烧焦，俗称“糊料”毫无使用价值，必须扔掉。温度过低，沥青与砂石料粘连不匀，俗称“花白料”。糊料和花白料的损失是很惊人的。

既计算每吨料的成本一般在300元左右。如果一个沥青混凝土生产场，其现场丢弃的废料愈多，体现出其管理和操作水平愈低。产生该种故障原因有以下两个方面：（1）沥青加热温度控制不准确。温度过高，产生“糊料”。温度过低，则产生“花白料”。（2）砂石料加热温度控制不准确。燃烧器火焰大小调节不当，砂石料中水分含量发生变化，冷料仓缺料等。都易造成废料产生。这就要求生产过程中，必须细观察，勤测定，要有高度责任感的人员去操作。

三、常见故障影响质量分析

沥青拌和站是筑路机械中不可或缺的大型机电一体化的成套设备，是对大量的集料、填料、沥青进行拌和的设备，因此其安装、调试、运转都必须严格遵循一定的程序进行，否则就会出现故障，降低了施工效率和影响混凝土混合料质量。常见的故障有冷料进给装置故障、搅拌机故障和筛网故障。   

1、 冷料进给装置故障

    应经常检查冷料仓冷料的流动情况，避免发生断续供料、涌料的情况。给料皮带的速度在标定生产率时应维持在中等转速下工作，调速的范围不可超出最大转速的20%-80%.

冷料进给装置故障一般是可变速皮带机停机，可能是因为冷料斗内存料太少，装载机上料时对皮带机直接冲击严重，造成超负荷而停机，应保证每个冷料斗内有足够的粒料；可变速皮带机功能异常，可能是控制柜内对应的控制变频器故障，加以检修或更换。各皮带打滑、跑偏或难以启动，应重新调整皮带张紧程度。各皮带机异常停机，可能是无意碰了急停拉线，其复位即可。

2、搅拌机故障

声音异常可能是因为搅拌机瞬间超负荷致使驱动电机固定支座错位，或是固定轴承损坏导致，需重新复位，固定或更换轴承。搅拌机臂、叶片或内部护板磨损坏严重或脱落，就需要更换，不然造成搅拌料不均匀出现花白料现象。若搅拌机出料温度显示异常，应清洁温度传感器并检查其清洁装置是否正常工作。

3、筛网故障

筛网故障主要有筛网出现孔洞，将导致上一档的集料进入下一档的料仓中，对混合料取样进行抽提筛分，混合料油石比过大，摊铺碾压后路面会起油饼。因此要经常查看振动筛工作情况:

⑴振动筛要正确安装，特别是要保证筛网在长度方向上按需要的角度倾斜。由于振动筛的减振弹簧长度会因磨损作用而缩短，从而引起振动筛倾角变小，因此发现磨损应及时更换减振弹簧。但更换时要注意，所有弹簧应同时更换，并且新弹簧的自由长度要与原装弹簧的自由长度保持一致，以确保振动筛纵向的倾斜度和横向的水平度。

        ⑵使用中，定期检查传动皮带的张紧度及其排列是否成直线（三角皮带因磨损而过度伸长时应成组更换）；检查轴承是否过热;检查筛网是否牢固地夹紧就位，是否有破损;检查所有的连接部位,加螺栓、螺母是否松动，特别要重点检查偏心轴总成上所有的连接部件，如有松动，应及时查明原因并予以排除。

       (3) 应经常检查热料筛分装置是否过载，筛网是否堵塞或有破洞。当发现筛面上物料堆积过高时，应停机予以调整。

       (4)良好的润滑对振动筛十分重要，应严格执行设备使用说明书润滑周期表的要求.

       ⑸当热料仓供料失衡而需改变冷料仓的流量时，应逐渐调节，不应突然加大某一料仓的供料，否则将严重影响集料的级配。

4、负压不正常

什么叫负压，负压是指干燥滚筒内的大气压力。滚筒内的压力受两方面影响，一方面是鼓风机，它使滚筒内产生正压；另一方面是引风机，它使滚筒内产生负压，在正压力下会使滚筒内的灰尘从滚筒四周飞出影响环保，所以负压不能太大，否则冷气进入滚筒，带走热能，燃料用量会大增。

（1）检查引风机风门有无动作。若没有扳转引风风门控制扭转到手动，再旋转风门到手轮，看风门开启情况，检查是否风门轴承损坏或风门叶板卡死，若手动能打开。则电动执行上有故障或执行机构本身存在问题，进行检查排除即可。

（2）若引风机风门能够动作，就要检查除尘箱体上部的脉冲板打开情况，再检查控制线路及电磁阀是否正常，气路有无异常，找出故障加以排除。

5、动态计量导致误差的原因

在拌和过程中导致计量控制系统产生误差的原因主要有秤的计量误差和计量控制系统的控制误差两方面。目前，沥青混合料搅拌设备的称量装置大都采用的是二级精度的电子秤，在正确标定的条件下，秤的计量误差很小.控制误差是在动态计量控制过程中产生的。它的数值要比秤的计量误差大得多(一般要大一个数量级)。控制误差是造成成品料组成比例不正确和不均匀的主要原因之一。

在集料的动态计量控制过程中导致称量误差的主要原因是:

⑴秤的读数受到集料下落冲击的影响，其中不仅有集料的净重，而且还有一部分是集料下落动能转化而来的。

⑵当控制系统关闭计量斗的斗门时，还有一部分悬在空中的飞料没有进人计量斗，而这一部分集料的质量只能靠估计来给出一个补偿值，并依靠不断修正这一补偿来使控制值与设定值的误差保持在一可接受的范围内。这种补偿飞料的方法被称为落差补偿。除集料的称量之外，矿粉和沥青的称量都存在落差补偿的问题。

矿粉计量的控制误差主要来源于螺旋翰送器的惯性，沥青计量的控制误差主要来源于沥青愉送管道中的残余沥青

四、人为故障影响混合料质量分析

有个别操作员为了减少计量等待时间，利用人工给料，即平时所说的跳料，就是把某一档在等待的热级料利用手动少加而加进多一档的热级料。虽然总数量没有改变但这样会使混合料级配发生异变，严重影响混合料质量。特别是外租的拌合站最容易发生这种情况。

针对沥青混凝土拌合站常见故障原因，在施工现场采取相应的预防措施，严格控制沥青混合料的配合比，油石比，砂石料的级配和含水量，沥青混凝土的搅拌和碾压温度以及尽量改善施工环境，从而保障高等级公路路面施工生产的质量，降低损耗，提高施工效率。