沥青混合料生产基本工艺.docx
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沥青混合料生产基本工艺
热拌沥青混合料生产工艺
沥青混凝土路面具备良好行车舒服性和优秀性能，建设速度快，维修费用低，为此，各级别公路绝大某些都使用沥青路面。
热拌沥青混合料是当前沥青混凝土路面施工重要办法，也是沥青混凝土路面施工核心环节，重要依托先进搅拌设备，将优质构成材料，经科学合理配备，进行充分加热拌和，达到精准、均匀路用混合料材料。
1工艺特点
成套大型机械施工，循环往复式作业，质量容易得到保证。
2合用范畴
合用于高速公路、一级公路及如下级别公路沥青混合料（含SMA混合料）生产。
3工艺原理及设计要点
3.1工艺原理
将不同规格冷砂、石料经冷矿料储存及配料装置给料机进行初配后，由冷矿料输送机送至干燥筒烘干、加热后从滚筒排出，由热矿料提高机送入筛分装置进行二次筛分；筛分好各种砂、石料分别储存在热储料仓隔仓内，然后按预先设定比例先后进入热矿料称料斗内称重计量，此外，储存在保温罐内热沥青由沥青输送泵经带保温沥青管道，抽送至沥青称量桶内称重计量；各种材料按配合比分别计量后，按预先设定程序先后投入到搅拌器内进行强制搅拌，掛待拌和均匀后，或直接卸入运送车中，或送至成品料储存仓内暂时储存。
3.2设计要点
3.2.1热拌沥青混合料种类
热拌沥青混合料（HMA）合用于各种级别公路沥青路面。
其种类按最大粒径、矿料级配、空隙率划分见表1。
表1热拌沥青混合料种类
混合料类别
密级配
开级配
半开级配
公称最大粒径（mm）
最大粒径（mm）
持续级配
间断级配
沥青碎石
沥青混凝土
沥青稳定碎石
排水式沥青磨耗层
排水式沥青碎石基层
特粗式
ATB-40
ATPB-40
37.5
53.0
粗粒式
ATB-30
ATPB-30
31.5
37.5
AC-25
ATB-25
ATPB-25
26.5
31.5
中粒式
AC-20
AM-20
19.0
26.5
AC-16
OGFC-16
AM-16
16.0
19.0
细粒式
AC-13
OGFC-13
AM-13
13.2
16.0
AC-10
OGFC-10
AM-10
9.5
13.2
砂粒式
AC-5
4.75
9.5
空隙率（%）
3～5
3～6
>18
>18
6～12
3.2.2沥青混合料配合比设计
沥青混合料级配范畴应依照公路级别、气候、交通条件及设计规定，在《公路沥青路面施工技术规范》JTJ F40-表5.3.2-1~5.3.2-7中选定。
1）沥青混合料配合比设计普通采用马歇尔（Marshall）法，其技术规定应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTJ F40-表5.3.3－1~5.3.3－4及表5.3.4－1~5.3.4－4规定。
改性沥青混合料，应进行高温稳定性能、低温抗裂性能和水稳定性能等实验，其技术指标应按《公路改性沥青路面施工技术规范》JTJ036-98及关于公路沥青路面设计、施工规范规定。
必要时，应进行耐久性能、抗老化性能等方面实验。
2）沥青混合料配合比设计分三阶段，即目的配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比验证阶段。
三阶段设计合格后即可开展大规模施工。
（1）目的配合比设计阶段
①拟定各矿料构成比例。
分别用各施工单位实际使用矿料进行筛分，用计算机或图解计算各矿料用量，使合成矿料级配在给定级配范畴内，特别是0.075mm、2.36mm、4.75mm三档筛孔通过率必要符合级配规定并并尽量接近中线。
②拟定沥青混合料拌和和击实温度。
将选用沥青取样进行60℃、135℃、175℃运动粘度实验，绘制粘—温曲线（或沥青公司提供粘温曲线），以粘度170±20mm2/s时温度作为拌和温度；以280±30mm2/s时温度作为击实温度。
在现场无条件进行运动粘度实验时，也可以依照沥青供应商推荐温度范畴拟定拌和温度和击实温度。
③拟定沥青最佳油石比。
用以上计算拟定矿料构成和依照经验估算油石比，按0.5%间隔变化，取5个不同油石比，在实验室用小型拌和机在规定拌和成型温度范畴拌和沥青混合料。
试模和底座应按规定预热，按规定击实次数和温度范畴成型Marshall试件。
④进行Marshall实验，测定马歇尔稳定度及流值等物理力学性质。
对于AC－25及以上混合料，由于粗集料尺寸超过了26.5mm，按照《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》（JTJ052-）规定，配合比设计时可以用26.5~13.2mm集料等量取代不不大于26.5mm集料用量，成型马歇尔试件。
依照上述实验成果绘制密度、饱和度、空隙率、稳定度、流值—油石比曲线，求出相应于密度最大油石比a1，相应于稳定度最大油石比a2，相应于空隙率中值油石比a3，计算最佳沥青用量初始值OAC1：
OAC1=（a1+a2+a3）/3。
⑤依照以上曲线求出满足沥青混合料技术指标沥青用量范畴OACmin~OACmax，计算中值OAC2：
OAC2=（OACmin+OACmax）/2。
检查OAC1与否在OACmin~OACmax范畴内，若不在，就应调节级配，重新进行以上实验；若在依照OAC1和OAC2综合拟定最佳油石比OAC。
普通OAC可取OAC1和OAC2中值，必要时可依照气候、交通量等实际状况进行优化选取。
⑥按照以上办法拟定配合比试拌混合料，检查动稳定度、残留稳定度等。
如果各性能均满足规定，就以此配合比为目的配合比。
如果任一指标不满足规定，就应分析因素，调节油石比范畴或矿料级配，重新进行以上实验，直至完全合格，找出最佳级配和最佳油石比为止。
（2）生产配合比设计阶段
对间隙式拌和机，必要从二次筛分后各热料仓分别取样进行筛分，以拟定各热料仓材料比例，使矿料合成级配接近规定级配范畴，供拌和机控制室使用，同步重复调节冷料仓进料比例以达到供料均衡。
由于不同拌和机各振动筛孔径不同，以及振动筛倾角和震动强度均有差别，各相应热料仓矿料筛提成果也不相似，因而应对每台拌和机进行沥青混合料生产配合比计算，并取目的配合比设计最佳沥青用量、最佳沥青用量±0.3%等三个沥青用量进行马歇尔实验，拟定生产配合比最佳沥青用量。
如果以上三个油石比混合料试件各项实验成果符合规定，则取OAC为生产配合比最佳油石比；如果其中一种油石比不能符合规定，则应再补做油石比相差±0.3%一组混合料试件进行检查，并取符合规定中间油石比做为生产配合比最佳油石比。
（3）生产配合比验证阶段
拌和机采用生产配合比进行试拌、铺筑实验段，并用拌和沥青混合料及路上钻孔芯样进行马歇尔实验检查，由此拟定生产用原则配合比。
原则配合比应作为生产控制根据和质量检查原则，一旦拟定就不应随便更改，只有当材料发生变化时才进行必要调节。
原则配合比矿料级配应严格控制在0.075mm、2.36mm、4.75mm和4.75mm与最大粒径中间粒径（如果4.75mm与最大粒径之间档次为偶数，取两个中值中较小一级粒径）四档筛孔通过率接近规定级配。
当所有指标经检查均合格后即可正式施工，如果有指标不合格应分析因素，进行恰当调节后再进行验证。
4工艺流程
4.l沥青混合料生产工艺流程
沥青混合料生产工艺流程见图1。
4.2改性沥青生产工艺流程
改性沥青生产工艺流程间图2。
4.3乳化沥青生产工艺流程
乳化沥青生产工艺流程见图3。
5生产操作要点
5.1生产条件
沥青混合料拌和设备是由若干个体独立工作装置所构成综合性设备。
区内普通涉及材料存储场地、沥青贮存地、熔化及加热设备、实验室及办公用房屋。
沥青混合料拌和厂运营时会产生较大粉尘和噪声等污染，因而厂址不适当选在居民区附近，又要满足拌和对供电和排水规定。
厂址离施工工地以在2h运距之内为佳。
此外，厂址还应处在交通干线或至少7m宽路面道路旁边，以便生产成品运送。
场地形状以矩形为佳，场地内各种设施和布置应协调。
厂址选取好后，依照生产能力估算场地面积，其面积应能容纳拌和工厂所有设施（见表2）。
表2沥青混合料场占地面积
生产能力（t／h）
拌和器容量（kg）
场地面积（亩）
120～160
20
180～240
3000
30
240—320
4000
40
为保证厂区路通、水通、电通及场地平整。
路最佳是环形路，以便运送车辆进出自行。
用水量应满足生活用水和少量生产用水，普通第天约需20吨。
动力供应最佳使用地方电网供电，如没有则需配发电设备，设备功率见表3。
表3沥青混合料生产设备功率
拌和机生产能力（t／h）
拌和设备功率（kW）
附属设备功率（kW）
改性沥青设备功率（kW）
160
500
80
200
240
700
80
200
320
80
200
5.2计量控制
1）测定不同转速时对各冷料斗相应流量（t／h）。
2）拟定各配合比相相应规定转速。
3）生产前中心实验室先拟定混合料配合比。
4）工地实验室每天测定一次各规格冷料含水量，如果超过限值，控制室可通过调速旋钮对供料流量进行调节。
5）将关于数据输入计算机，按所需转数控制供料器，用计算机调控计量。
6）沥青混合料（改性沥青、乳化沥青）生产工艺重要通过中心控制室电子计算机发出各种指令进行操作。
控制室装有各种仪表和信号装置，可监视整套设备运转状况，反映出矿料、矿粉、沥青用量变化，实现生产过程全自动控制。
7）对沥青冷料及沥青混合料温度控制。
8）实验室每天做两次沥青混合料马歇尔实验，监视各项质量指标波动状况，并告知控制室。
6重要原材料及生产设备
6.1重要原材料
重要原材料有：
沥青、碎石、矿粉、砂、改性剂、稳定剂、木质纤维素、乳化剂等。
6.2重要机械设备
6.2.1生产设备
生产设备普通应依照摊铺进度需求量，宜采用生产能力为160～320t/h间歇式沥青拌和站。
沥青拌和站涉及拌和楼主体、成品仓、沥青罐、导热油炉、石粉仓、集料输送及烘干集尘设备。
所需机械设备见表4。
表4重要施工机械设备配制表
序号
机械设备名称
规 格
单位
配备数量
1
拌和设备
160t/h、240t/h、320t/h
台（套）
1
2
储油罐（池）
容量不不大于50～100t
个
4～6
3
锅炉（导热油）
60～70万大卡90万大卡
台（套）
1
4
沥青加热锅
3～5t
个
3～5
5
脱桶设备
导热油型3～5t/h
台（套）
1
6
备用发电机
260～300KW
台
1～2
7
外电变压器
620KVA
台
1
8
沥青油罐车
25t
辆
1
9
矿粉罐车（水泥罐车）
8～15t
辆
2～3
10
地中衡
称量30～50t
台
1
12
装载机
2～3（m3）
台
2~3
6.2.2配属设备
１）乳化沥青设备
高速公路施工乳化沥青普通由甲方指定供应；如果不指定供应，则应配备乳化沥青设备，其生产能力为4～6t/h。
２）改性沥青设备
如果甲方不指定改性沥青供应商，则应配备改性沥青设备，其生产能力见表５。
表５ 改性沥青设备选取
拌和站生产能力（t／h）
沥青灌储量（t）
改性沥青设备能力（t／h）
160
400～500
6～8
240
500～800
8～12
320
800～1000
12～15
３）实验设备
实验设备重要涉及如下三大类：
沥青实验仪器（针入度仪、软化点仪、延度仪等）；原材料实验仪器（压力实验机、磨耗实验机等）；沥青混合料检测实验仪器（马歇尔实验测试仪、沥青含量测试仪等）。
沥青路面施工现场实验设备配备详见表６
表６ 重要实验设备配备表
序号
实验设备名称
规 格
单位
数量
１
马歇尔稳定度实验仪
涉及流值计
台（套）
１
２
小型电动拌和机
台（套）
１
３
电动击实仪
涉及击实实验模25个
台（套）
１
４
电动脱模仪
台
１
５
６０℃恒温水箱
个
１
６
静水力学天平
称重2500g 感量0.1g
架
１
７
吊蓝
个
１
８
针入度仪
涉及水槽、测针3根
套
１
9
沥青延度仪
0～150㎝涉及八字模9副
套
１
10
沥青软化点仪
涉及架、球、套环等
套
１
11
沥青原则粘度仪
套
１
12
可调温电炉
（软化点用）
个
１
13
沥青闪点实验仪
套
１
14
沥青比重瓶
只
１０
15
精密天平
称量200g感量0.001g
架
１
16
沥青抽提仪
离心式
台
１
17
原则筛
套
２
18
洛衫机磨耗机
台
１
19
针片状规准仪
个
２
20
压碎值试模
套
１
21
大小搪瓷盘
个
４０
22
烘干箱
容重200L温控0～200℃
个
１
23
烘干箱
容重500L温控0～150℃
个
１
24
电子称
称量g感量0.1g
个
１
25
电子称
称量3000g感量1.0g
个
１
26
台秤
称量10g感量5g
台
１
27
托盘天平
称量1g感量1g
台
１
28
公升筒
20L，10L，5L，1L
套
１
29
温度计
0～360 0～200 0～100 0～50
只
８０
30
秒表
块
２
31
熬奶锅
带柄
个
１０
32
酒精灯
个
２
33
刮刀
带柄
把
３
34
干燥器
250㎜
个
２
35
量筒
1000m1500m1100m1
只
１０
36
广口量筒
100m1
只
３
37
烧杯
800m1600m1500m1
只
９
38
吸管
50m1
只
２
39
玻璃棒
只
２０
40
甘油
200c.d
瓶
１
41
钻孔取芯机
台
１
42
小型发电机
与钻孔机配套
台
１
43
核子密度仪
台
１
44
三米直尺
把
３
45
平整度测试仪
持续式
台
１
46
摆式磨阻仪
台
１
47
砂补仪
套
１
48
弯沉仪
副
２
7劳动力组织
单机作业每个作业班应配备如下人员：
生产负责人1名，机械工程师1名，电器工程师1名，控制室操作手2名，沥青加热工2名，质检工程师1名，实验人员2人，装载机司机3人，辅助工人8～12人。
8质量原则及质量控制要点
8.1原材料质量控制
8.1.1道路石油沥青
１）沥青材料选取应依照交通量、气候条件、施工办法、沥青面层类型、材料来源、设计、标书规定等状况拟定。
２）沥青材料应附有炼油厂沥青质量检查单。
运至拌和厂沥青材料必要按照现行《公路工程及沥青混合料实验规程》进行检查，经评估合格后方可使用
３）道路石油沥青合用于各类沥青路面面层，高速公路、一级公路和都市迅速路、主干路铺筑沥青路面时，石油沥青材料质量规定应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40--表4.2.1-2规定。
４）沥青面层所采用沥青标号，宜依照气候分区，沥青路面类型和沥青种类等按表７选用。
表７ 沥青标号选取
气候分区
沥青种类
沥青碎石
沥青混凝土
寒区
道路石油沥青
90、110、130
90、110、130
温区
道路石油沥青
90、110
70、90
热区
道路石油沥青
50、70、90
50、70
５）沥青混合料拌和厂应将不同来源、不同标号沥青分开存储，不得混杂。
在有效期间，储存沥青沥青灌或储油池中沥青不适当低于130℃，并不得高于180％。
在冬季停止施工期间，沥青可在低温状态下存储。
经较长时间存储沥青在使用前应抽样检查，不符合质量规定不得使用。
同一工程使用不同沥青时，应明确记录各种沥青所使用路段及部位。
６）道路石油沥青在存储、使用及存储过程中应采用防水办法，并避免雨水或加热管导热油渗漏进入沥青罐中。
8.1.2改性沥青
1）高速公路、一级公路或某些特殊重要工程沥青面层当采用改性沥青时，其基质沥青应采用符合现行规范“重交通道路石油沥青技术规定”规定石油沥青。
2）改性剂选取应遵循如下原则：
（１）依照拟改进路面性能，可对改性剂作如下初步选取：
①为提高抗永久变形能力，宜使用热塑性橡胶类或热塑性树脂类等改性剂。
②为提高抗低温开裂能力，宜使用热塑性橡胶类或橡胶类改性剂。
③为提高抗疲劳开裂能力，宜使用热塑性橡胶类、橡胶类或热塑性树脂类等改性剂。
（２）应考虑改性剂解决与储存条件、生产与施工办法难易限度，对基质沥青与集料规定等。
（３）应考虑改性剂与基质沥青相容性，在热储或使用温度下离析限度应符合规范规定。
（４）应考虑改性剂及辅助材料、专用设备价格，改性沥青混合料生产及路面施工成本。
3）改性剂生产者或供应商应提供产品名称、代号、标号与质量检查单，以及运送、储存、用法和涉及健康、环保、安全等关于资料。
４）依照需要，在改性沥青中还可加人稳定剂类、分散剂类等辅助外加剂。
５）制备改性沥青可采用一种改性剂，也可以同步采用几种不同改性剂进行复合改性。
６）当拟定采用改性沥青铺筑路面时，一方面应依照工程所在地气候、交通及其她特殊使用规定选定设计改性沥青技术规定，然后选取适当基质沥青、改性剂类型，依照已有经验初步拟定改性剂剂量，并制备改性沥青进行实验。
再依照实验成果拟定改性沥青相应级别，如该相应级别撵术指标符合设计规定，则接受选定基质沥青、改性剂及其剂量。
当该技术指标不满足设计规定期，应重新选取基质沥青、改性剂类型或调节治性剂剂量，直到符合设计规定为止。
７）制备改性沥青时，应采用适当生产条件和办法进行，通过实验拟定合理改性剂剂量和适当加工温度，制定详细生产工艺和操作规程。
改性剂在基质沥青中应到一定细度。
８）现场制造改性沥青宜随配随用；短保持适当温度，并进行不间断搅拌或泵送循环，以保证改沥青具备足够稳定性和使用质量。
9）聚合物改性沥青技术规定应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40--表4.6.2规定。
各项指标实验应按现行《公路工程沥青混合料实验规程》规定办法执行。
10）当采用复合改性沥青时，应依照所用改性剂类型、比例、剂量等，参照《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40--表4.6.2拟定各项技术指标。
11）本工艺未做规定其她改性剂或改性沥青，可参照国内、外使用经验并经实验研究拟定相应技术规定。
12）现场制备改性沥青可以采用搅拌法、混融法。
（1）搅拌法
①本法合用于各种可通过搅拌工艺直接与沥青均匀混合改性剂。
②搅拌法是将改性剂直接掺入热沥青中，通过机械强力搅拌，使改性剂颗粒与沥青在高温下混合制备成具备所需改性剂含量改性沥青。
③采用搅拌法生产改性沥青时拌和时间、温度、搅拌速度等应通过实验研究拟定。
（2）混融法
①混融法宜采用高速剪切设备或胶体磨。
②用混融法生产改性沥青混融时间、温度、遍数等参数应依照不同基质沥青、改性剂及设备能力来设定，生产前应制定详细生产工艺、操作环节及产品质量控制与检查办法。
③改性沥青宜在施工现场随产随用；短时间储存时，应转入储存灌并进行不间断搅拌或泵送循环，在储存期间改性沥青不得减少使用效果。
13）成品改性沥青应附产品阐明书，注明产品名称、代号、标号、运送与存储条件、用法、生产工艺、安全须知等。
14）外购成品改性沥青，在使用前应取样融化检查与否有离析现象，确认无明显分离、凝聚等现象，且各项性能指标均符合本规范规定期，方可使用。
15）改性剂应按产品所规定条件贮存在室内，保持干燥，注意通风和防火，并按进库顺序使用，不能超过保质期。
16）现场加工改性沥青成品贮存应符合规定规定，贮存时间不得超过保质期。
经检查，确认已经发生离析改性沥青不得使用。
8.1.3乳化石油沥青
1）乳化石油沥青质量规定，应符合关于规范规定。
2）乳化沥青合用于沥青路面透层粘层与封层。
3）乳化沥青可运用胶体磨或匀油机等乳化机械在沥青拌和厂现场制备，乳化剂用量（按有效含量计）宜为沥青质量0．3％～0．8％。
制备现场乳化沥青温度，应通过实验拟定，乳化剂水溶液温度宜为40℃～70℃，石油沥青宜加热至120℃～160℃。
乳化沥青制造后应及时使用。
经较长时间存储乳化沥青在使用前应抽样检查，离析冻结破乳质量不符合技术规定，不准使用。
8.1.4粗集料
1）用于沥青面层粗集料，应由具备生产允许证采石场生产。
2）粗集料粒径规格应按照规定选用，当生产粗集料与其她材料配合后级配，符合各类沥青面层矿料使用规定期，可以使用。
3）粗集料应干净、干燥、无风化、无杂质，并具备足够高速公路路基路面强度和耐磨耗性。
4）粗集料应具备良好颗粒形状。
5）路面抗滑表层粗集料，应选取坚硬、耐磨、冲击性好碎石，其磨光值应符合规范规定。
8.1.5细集料
1）沥青面层细集料可采用天然砂、机制砂及石屑，其规格应分别符合规范规定。
2）细集料应干净、干燥、无风化、无杂质，并有恰当颗粒级配，其质量应符合规范规定。
3）热拌沥青混合料细集料，宜采用优质天然砂或机制砂。
4）细集料应与沥青有良好粘结能力。
8.1.6填料
1）沥青混合料填料，宜采用石灰岩或岩浆岩中强基性岩等憎水性石料，经磨细得到矿粉。
矿粉规定干燥、干净、无泥土等杂质，其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40--表4.10.1规定。
当采用水泥、石灰（消石灰或生石灰粉）做填料时，其用量不适当超过矿料量2％。
2）采用沥青混合料拌和厂回收粉尘做填料时，回收粉尘必要干净、无杂质、塑性指数不大于4，其用量不得超过填料50％，别的质量规定与矿粉相似。
8.2热拌沥青混合料
1）热拌沥青混合料应满足耐久性、抗车辙、抗裂、抗水损害能力、抗滑性能多方面规定，应依照施工机械工程造价等实际状况，选取沥青混合料种类。
2）混合料集料最大粒径应与压实层厚度相匹配，其压实厚度不适当不大于集料公称最大粒径2.5～3倍。
3）沥青加热温度及沥青混合料生产温度，应依照沥青品种、标号等按表８规定选取。
表８沥青混合料生产温度（℃）
种类及标号
道路石油沥青
聚合物改性沥青
50号
70号
90号
110号
SBS类
SBR胶乳类
EVA、PE类
沥青加热温度
16～170
155～165
150～160
145～155
175
矿料加热温度
比沥青温度高10～30
19～220
200～210
185～195
混合料出料温度
15～170
145～165
140～160
135～155
17～185
160～180
165～180
储料仓储存温度
贮料过程中温度不超过10
废弃温度,不同于
150
145
140
135
195
4）普通沥青混合料配合比设计
（1）选用符合规定材料，充分运用同类道路与同类材料施工实践经验，经配合比设计拟定矿料级配和沥青用量。
（2）经配合比设计拟定各类沥青混合料技术指标，应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40--表5.3.3-1规定，应具备良好施工性能。
（3）对于高速公路、一级公路和都市迅速路、主干路沥青路面上、中面层沥青混凝土混合料配合比设计时，应对抗车
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