CN104594160A - 一种沥青混合料生产配合比与目标配合比归一化设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沥青混合料生产配合比与目标配合比归一化设计方法，通过对冷料仓进行标定，获得供料皮带机转速与供料流量二维标定曲线；按照目标配合比确定供料转速，待供料稳定后，采用定量截止实验法截取混合料，通过振动筛筛分后存储在热料仓中；对仓中材料称重后得到热骨料之间的比例，将得到热骨料之间的比例与矿粉使用的比例合成获得生产配合比，按照生产配合比合成生产级配，可以得到与目标级配相符的生产级配曲线。该沥青混合料设计方法称为生产配合比与目标配合比归一化设计方法。

Description

一种沥青混合料生产配合比与目标配合比归一化设计方法

技术领域

本发明属于公路建设工程领域，具体涉及一种沥青混合料生产配合比与目标配合比归一化设计方法。

背景技术

对于间歇式沥青混合料搅拌设备而言,混合料配合比设计过程分为目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证三个阶段。

目标配合比设计是用工程实际使用的材料按规定的设计方法和技术标准，优选矿料级配、确定最佳沥青用量。目标配合比确定的级配曲线是混合料生产时追求的目标级配，其确定的冷料比例是搅拌设备各冷料仓供料的依据。生产配合比设计是从各热料仓中取样检测仓中材料粒径分布，确定各热料仓之间材料及矿粉的比例，并进行马歇尔试验确定最佳沥青用量，要求生产级配尽量接近目标级配。生产配合比供搅拌设备生产配料使用，在生产过程中应尽量使各热料仓的的材料供料平衡。生产配合比验证是按生产配合比得到的混合料进行马歇尔试验和对混合料进行路用性能检验。

混合料的配合比设计过程要求生产级配与目标级配相符，混合料生产稳定。生产配合比设计确定了各热料仓之间的材料用量，决定了混合料的最终级配组成。但是在工程实践中往往发现采用以上过程设计的混合料生产级配很难与目标级配一致。一些设计由于生产配合比与目标配合比存在较大差距,生产过程中常常出现严重的溢料、待料现象。这时需大幅度反复调整冷料仓材料的上料比例，调整过程造成设备生产不稳定，其后果是通过搅拌设备振动筛的材料流量发生变化，导致混仓率、窜仓率发生变化。窜仓率过大时，许多理应透过筛孔的颗粒来不及透筛，而落入相邻的较大颗粒材料仓中，细集料含量增多，混合料级配变细；相反，混仓率过大，一些理应进入相邻料仓的大颗粒材料会透过筛孔混入较小颗粒材料仓中，则混合料中粗集料含量增多，混合料变粗。这种混仓、窜仓现象，将严重影响沥青混合料生产配合比设计和混合料级配稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺点，提供一种沥青混合料生产配合比与目标配合比归一化设计方法，具有精度高、偏差小的优点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：包括以下步骤：

1)冷料仓的称重流量标定：利用冷料称重流量标定装置依次对所有冷料仓进行标定，得到所有冷料仓各供料皮带机转速与供料流量的二维标定曲线；

2)生产配合比与目标配合比的归一化设计：

2-1)从料堆中取样，进行目标配合比设计，获得沥青混合料目标级配、目标配合比和沥青用量；

2-2)根据步骤2-1)得到的目标配合比和搅拌设备产量，获得每种规格冷料的供料流量；

2-3)根据步骤1)得到的二维标定曲线和步骤2-2)得到的冷料的供料流量，计算得到供料皮带机转速；

2-4)根据步骤2-3)获得的供料皮带机转速按照步骤2-1)的目标配合比上料，待流量稳定后按照定量截止实验法截取混合料处理，将处理后混合料加热至170℃～190℃存储在热料仓中得到热骨料，后对仓中的热骨料称重得到热骨料之间的比例，将得到热骨料之间的比例与矿粉使用比例计算获得生产配合比。

所述的步骤1)中对冷料仓进行标定的方法为：

1-1)通过控制室控制其中一个冷料仓下料，分别设定三个给料皮带机转速供料，待斜皮带下方称重传感器称量稳定后得出物料重量，通过公式(1)计算对应转速下的流量：

$q=3.6\frac{M}{t(1+w)}---\left(1\right)$

式中：q为当前转速下的流量；M为称重传感器得到的物料重量；t为称取物料重量M所对应时间；w为冷料含水率；

1-2)通过1-1)得到的转速与流量之间的关系，绘制供料皮带机转速与供料流量二维标定曲线，即完成该仓流量标定；

1-3)通过重复1-1)、1-2)两个步骤依次完成所有冷料仓的标定。

所述的步骤2-4)中流量稳定后按照定量截止实验法截取混合料的具体方式为在实际产量下，使用烘干筒对混合料进行烘干加热筛分，直至达到适配于各热料仓容积的重量后停止供料，则得到混合料。

所述的步骤2-4)将得到热骨料之间的比例与矿粉使用的比例合成获得生产配合比的具体方法为：使用搅拌站的骨料称分别称量通过振动筛分储存在各热料仓中的全部材料重量，各仓混合料重量之比为采用归一化方法进行配合比设计的热料仓配比，将热料仓配比与矿粉使用比例一起合成生产配合比。

本发明具有以下的有益效果：相比较现有技术，本发明通过首先对所有料仓进行标定后，获得的供料皮带机转速与供料流量的二维标定曲线，后按要求进行了目标配合比设计，设备流量标定、校准和设备供料料头、停料料尾的处理。按照目标配合比确定供料转速，以稳定产量上料后按照定量截止实验法截取混合料，称取热料仓中的材料重量与矿粉用量一起计算得到生产配合比。同时对热料进行筛分，按照生产配合比进行合成得到生产级配，做出生产级配和目标级配级配曲线图。通过生产级配和目标级配曲线对比和对设备生产稳定性观察表明：按照归一化方法进行混合料生产配合比设计，可以得到两条相符的级配曲线，而且在生产过程中设备配料准确、运行稳定。本方法具有精度高、偏差小的优点。适用于大面积推广和使用。

附图说明

图1是沥青混合料生产配合比与目标配合比归一化设计流程图；

图2是实施本发明得到的混合料目标级配与生产级配曲线关系图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明包括以下步骤：

1)冷料仓的称重流量标定：利用冷料称重流量标定装置依次对所有冷料仓进行标定，得到所有冷料仓各供料皮带机转速与供料流量的二维标定曲线；

2)生产配合比与目标配合比的归一化设计：

2-1)从料堆中取样，进行目标配合比设计，获得沥青混合料目标级配、目标配合比和最佳沥青用量；

2-2)根据步骤2-1)得到的目标配合比和搅拌设备产量，获得每种规格料的供料流量；

2-3)根据步骤1)得到的二维标定曲线和步骤2-2)得到的冷料的供料流量，计算得到供料皮带机转速；

2-4)根据步骤2-3)获得的供料皮带机转速按照步骤2-1)的目标配合比上料，待流量稳定后按照定量截止实验法截取混合料处理，将处理后混合料加热至170℃～190℃存储在热料仓中得到热骨料，后对仓中的热骨料称重得到热骨料之间的比例，将得到热骨料之间的比例与矿粉使用比例计算获得生产配合比。流量稳定后按照定量截止实验法截取混合料的具体方式为在实际产量下，使用烘干筒对混合料进行烘干加热筛分，直至达到适配于与各热料仓容积的重量后停止供料，则得到混合料。得到热骨料之间的比例与矿粉使用的比例合成获得生产配合比的具体方法为：使用搅拌站的骨料称分别称量通过振动筛分储存在各热料仓中的全部材料重量，各仓混合料重量之比为采用归一化方法进行配合比设计的热料仓配比，将热料仓配比与矿粉使用比例一起合成生产配合比。

步骤1)中对冷料仓进行标定的方法为：

1-1)通过控制室控制其中一个冷料仓下料，分别设定三个给料皮带机转速供料，待斜皮带下方称重传感器称量稳定后得出物料重量，通过公式(1)计算对应转速下的流量：

$q=3.6\frac{M}{t(1+w)}---\left(1\right)$

式中：q为当前转速下的流量，单位t/h；M为称重传感器得到的物料重量，单位kg；t为称取物料重量M所对应时间，单位s；w为冷料含水率；

1-2)通过1-1)得到的转速与流量之间的关系，绘制供料皮带机转速与供料流量二维标定曲线，即完成该仓流量标定；

1-3)通过重复1-1)、1-2)两个步骤依次完成所有冷料仓的标定。

步骤2-4)中流量稳定后按照定量截止实验法截取混合料的具体方式为在实际产量下，使用烘干筒对混合料进行烘干加热筛分，直至达到适配于各热料仓容积的重量后停止供料，则得到混合料。

步骤2-4)将得到热骨料之间的比例与矿粉使用的比例合成获得生产配合比的具体方法为：使用搅拌站的骨料称分别称量通过振动筛分储存在各热料仓中的全部材料重量，各仓混合料重量之比为采用归一化方法进行配合比设计的热料仓配比，将热料仓配比与矿粉使用比例一起合成生产配合比。

本发明公开了一种沥青混合料生产配合比与目标配合比归一化设计方法，该方法为：采用冷料称重流量标定装置，对冷料仓标定，将冷料供给的容积计量转化成搅拌设备的重量计量，使搅拌设备的各种规格冷料仓按照目标配合比确定的流量准确供料，待供料稳定后按照定量截止实验法截取一定重量的混合料,通过搅拌设备振动筛分装置将这部分混合料分配在不同的热料仓中，利用搅拌设备的骨料称称量各热料仓中的材料质量，计算热料仓材料配合比，得到与目标配合比确定的级配(目标级配)相符合的生产配合比。将此方法称为沥青混合料生产配合比与目标配合比归一化设计方法。

采用本发明进行沥青混合料生产配合比设计时，将目标配合比、生产配合比和设备调试三者有机结合为一体，可得到与目标配合比曲线(目标级配)相符的生产配合比曲线(生产级配)，避免了生产过程中出现严重的溢料、待料现象，使生产过程均匀、稳定。对于间歇式沥青混合料搅拌设备，采用该方法进行混合料生产配合比设计级配精度高、偏差小，设备操作简单、工作稳定。

按要求进行了目标配合比设计，设备流量标定、计量秤校准和设备供料料头、停料料尾的处理。按照目标配合比确定供料转速，以180t/h的产量上料一段时间，待供料稳定后按照定量截止实验法截取一定重量的混合料，称取热料仓中的材料重量与矿粉用量一起计算得到生产配合比。同时对热料进行筛分，按照生产配合比进行合成得到生产级配，做出生产级配和目标级配级配曲线图(见图2)。通过生产级配和目标级配曲线对比和对设备生产稳定性观察表明：按照归一化方法进行混合料生产配合比设计，可以得到两条相符的级配曲线，而且在生产过程中设备配料准确、运行稳定。

Claims (4)

1.一种沥青混合料生产配合比与目标配合比归一化设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)冷料仓的称重流量标定：利用冷料称重流量标定装置依次对所有冷料仓进行标定，得到所有冷料仓各供料皮带机转速与供料流量的二维标定曲线；

2)生产配合比与目标配合比的归一化设计：

2-1)从料堆中取样，进行目标配合比设计，获得沥青混合料目标级配、目标配合比和沥青用量；

2-2)根据步骤2-1)得到的目标配合比和搅拌设备产量，获得每种规格冷料的供料流量；

2-3)根据步骤1)得到的二维标定曲线和步骤2-2)得到的冷料的供料流量，计算得到供料皮带机转速；

2-4)根据步骤2-3)获得的供料皮带机转速按照步骤2-1)的目标配合比上料，待流量稳定后按照定量截止实验法截取混合料处理，将处理后混合料加热至170℃～190℃存储在热料仓中得到热骨料，后对仓中的热骨料称重得到热骨料之间的比例，将得到热骨料之间的比例与矿粉使用比例计算获得生产配合比。

2.根据权利要求1所述的一种沥青混合料生产配合比与目标配合比归一化设计方法，其特征在于：所述的步骤1)中对冷料仓进行标定的方法为：

1-1)通过控制室控制其中一个冷料仓下料，分别设定三个给料皮带机转速供料，待斜皮带下方称重传感器称量稳定后得出物料重量，通过公式(1)计算对应转速下的流量：

$q=3.6\frac{M}{t(1+w)}---\left(1\right)$

式中：q为当前转速下的流量；M为称重传感器得到的物料重量；t为称取物料重量M所对应时间；w为冷料含水率；

1-2)通过1-1)得到的转速与流量之间的关系，绘制供料皮带机转速与供料流量二维标定曲线，即完成该仓流量标定；

1-3)通过重复1-1)、1-2)两个步骤依次完成所有冷料仓的标定。

3.根据权利要求1所述的一种沥青混合料生产配合比与目标配合比归一化设计方法，其特征在于：所述的步骤2-4)中流量稳定后按照定量截止实验法截取混合料的具体方式为在实际产量下，使用烘干筒对混合料进行烘干加热筛分，直至达到适配于各热料仓容积的重量后停止供料，则得到混合料。

4.根据权利要求1所述的一种沥青混合料生产配合比与目标配合比归一化设计方法，其特征在于：所述的步骤2-4)将得到热骨料之间的比例与矿粉使用的比例合成获得生产配合比的具体方法为：使用搅拌站的骨料称分别称量通过振动筛分储存在各热料仓中的全部材料重量，各仓混合料重量之比为采用归一化方法进行配合比设计的热料仓配比，将热料仓配比与矿粉使用比例一起合成生产配合比。