一种沥青混合料拌合站溢料预测与稳定性的评价方法

1.本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种沥青混合料拌合站溢料预测与稳定性的评价方法。


背景技术：

2.沥青混合料的拌合质量决定路面性能，决定路面的服役寿命，也是提高抗病害能力，延迟病害发生的重要保障。
3.在混合料拌合过程中，拌合站的稳定性是沥青混合料配合比、级配保证的关键。拌和过程中需要保证设定参数的稳定，而由于材料筛分结果的波动性、变异性，会使得合成级配发生变化，如果不能很好地控制材料、不能合理设计拌合的参数，就会出现等料、溢料和级配失控的情况，就不能保证生产的稳定性，沥青混合料的性能很难保证，而提高路面的性能、提高路用性能、提高道路的服役寿命，就成为一句空谈。
4.当前多数施工现场的拌合站存在操作随意，没有控制标准，缺少质量评价的手段，操作手随意调整参数，其原则是不溢料。而这一做法势必影响沥青混合料的级配，这一问题十分突出。市场上还没有系统的科学方法来预测和评价沥青混合料拌合站工作状态。对拌合站工作状态的评价停留在原材料筛分、性能指标抽检、马歇尔试验的层面，而这些工作不能够从根本上体现拌合站工作状态。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术仅能定性说明沥青混合料拌合站溢料发生的原因，并不能定量分析预测溢料时间，也不能进一步区分生产效率预测溢料时间的问题，本发明提出了一种沥青混合料拌合站溢料预测与稳定性的评价方法。
6.本发明涉及一种沥青混合料拌合站溢料预测与稳定性的评价方法，包括如下步骤：
7.步骤一、收集本次施工沥青混合料的目标级配及生产配合比、拌合站生产效率、热料仓数量、体积及生产配合比每锅进料质量数据；
8.步骤二、计算各热料仓单位时间出料质量，公式为mch＝mtb,j
×
60/tb，其中，mtb,j为生产配合比每锅进料质量，tb为预设每锅的拌合时间；
9.设定热料仓均被清空，计算混合料热料仓进到该热料仓单位时间出料质量(mch)的矿料所需时间，公式为tj＝mtb,j
×
60/mr,j；mtb,j为生产配合比每锅进料质量，mr为热料仓单位时间进料质量；
10.步骤三、判定实际每锅的拌合时间，公式为ts＝max(t1,t2
…
tj)，并计算每小时在热料仓中存留材料的体积，公式为vhj＝(mr,j
×
60/ts-mtb,j)/pj；j为热料仓编号，vj为各热料仓体积，mtb,j为生产配合比每锅进料质量；mr为各热料仓单位时间进料质量，mtb为生产配合比每锅进料质量，pj为各热料仓集料堆积密度；
11.步骤四、计算溢料时间，公式为tj＝vj/v
hj
，ty＝min(t1,t2
…
,tj)，并对工作状态
及稳定性进行评定；v
hj
为每小时在热料仓中存留材料的体积，tj为热料仓存满需要的时间，j为热料仓编号。
12.步骤四中，混合料实际拌合时间ts如果大于拌合站每拌合锅预设的拌合时间tb，即拌合站存在等料情况，则实际生产效率达不到预期，即工程稳定性差；
13.步骤四中，对于工程量少的沥青铺面工程，按照工程量，计算所得的拌合站工作时间小于计算的溢料时间，且验证的混合料级配满足规范要求，可认为拌合站稳定性满足要求；否则，可判定拌合站工作稳定性差。
14.拌合站生产效率与溢料时间关系为y＝4e-05x2-0.0235x 5.112。
15.拌合站预设拌合时间与实际每锅拌合时间关系为线型关系，具体为y＝1.118x-0.01。
16.有益效果：
17.本发明提出的方法可在生产前来预测溢料时间，杜绝当前施工现场拌合站操作随意仅仅为了不溢料的现象。从溢料角度重新评价拌合站工作稳定性，不再停留在原材料筛分、性能指标抽检、马歇尔试验的层面，能更好的反应拌合站实际的工作状态。
附图说明
18.图1为本发明拌合站生产效率与溢料时间关系示意图；
19.图2为本发明拌合站不同预设拌合时间与实际每锅拌合时间关系示意图。
具体实施方式
20.本发明的一种沥青混合料拌合站溢料预测与稳定性的评价方法，包括如下步骤：
21.步骤一、收集本次施工沥青混合料的目标级配及生产配合比、拌合站生产效率、热料仓数量、体积及生产配合比每锅进料质量数据；
22.步骤二、计算各热料仓单位时间出料质量，公式为mch＝mtb,j
×
60/tb，其中，mtb,j为生产配合比每锅进料质量，tb为预设每锅的拌合时间；
23.设定热料仓均被清空，计算混合料热料仓进到该热料仓单位时间出料质量(mch)的矿料所需时间，公式为tj＝mtb,j
×
60/mr,j；mtb,j为生产配合比每锅进料质量，mr为热料仓单位时间进料质量；
24.步骤三、判定实际每锅的拌合时间，公式为ts＝max(t1,t2
…
tj)，并计算每小时在热料仓中存留材料的体积，公式为vhj＝(mr,j
×
60/ts-mtb,j)/pj；j为热料仓编号，vj为各热料仓体积，mtb,j为生产配合比每锅进料质量；mr为各热料仓单位时间进料质量，mtb为生产配合比每锅进料质量，pj为各热料仓集料堆积密度；
25.步骤四、计算溢料时间，公式为tj＝vj/v
hj
，ty＝min(t1,t2
…
,tj)，并对工作状态及稳定性进行评定；v
hj
为每小时在热料仓中存留材料的体积，tj为热料仓存满需要的时间，j为热料仓编号。
26.评价标准为：混合料实际拌合时间ts如果大于拌合站每拌合锅预设的拌合时间tb，即拌合站存在等料情况，则实际生产效率达不到预期，即工程稳定性差；对于工程量少的沥青铺面工程，按照工程量，计算所得的拌合站工作时间小于计算的溢料时间，且验证的混合料级配满足规范要求，可认为拌合站稳定性满足要求；否则，可判定拌合站工作稳定性
差。
27.拌合站生产效率与溢料时间关系为y＝4e-05x
2-0.0235x 5.112。拌合站预设拌合时间与实际每锅拌合时间关系为线型关系，具体如下为y＝1.118x-0.01。
28.实施例1
29.本实施例以某项目施工生产沥青混合料的实例进行说明。
30.步骤一、数据采集
31.获得施工使用的沥青混合料生产配合比设计报告，得到混合料的目标级配、生产配合比，各档材料用量(粗细集料、矿粉和沥青用量)。
32.表1某项目ac-20目标级配
33.筛孔/通过率(％)合成级配26.51001997.71689.013.278.19.559.14.7541.82.3629.41.1818.50.613.40.310.60.158.70.0755.5
34.表2材料配合比用量
[0035][0036]
调查拌合站参数，生产效率，获得热料仓筛孔尺寸，热料仓数量及体积、生产配合比、生产配合比每锅进料质量。选取生产效率：220t/h。预设每锅拌合时间：50s。
[0037]
评价项目ac-20拌合热料仓筛孔尺寸，热料仓数量及体积、生产配合比每锅进料质量(锅/50s)如下：
[0038]
表3某项目ac-20拌合热料仓部分参数
[0039][0040]
检查时，标定各热料仓单位时间进料质量。对各个热料仓取料，测定堆积密度。
[0041]
表4单位时间入仓质量
[0042][0043]
表5热料仓集料堆积密度
[0044]
仓号1#2#3#4#5#堆积密度(g/cm3)1.982.032.021.982.00
[0045]
步骤二、根据上述结果计算溢料时间
[0046]
计算时，设定各个热料仓均被清空(不被清空的情况可以在分析时折减去相应的热料仓体积，对应修改相应参数即可)。
[0047]
计算mch生产配合比单位时间出料质量。结果见表6。mch＝mtb,j
×
60/tb，式中，mtb,j数据见表3；tb为每一锅拌合时间(单位，s)，本示例为50s；j为热料仓编号1～5。
[0048]
表6某项目ac-20拌合生产配合比单位时间出料质量
[0049][0050]
计算混合料热料仓进到要求的材料质量(mch)所需时间。
[0051]
混合料热料仓进到要求的材料质量所需时间，s:
[0052]
tj＝mtb,j
×
60/mr,j(2)式中，j为热料仓编号1～5。
[0053]
表7混合料热料仓进到要求的材料质量(mch,j)所需时间，s
[0054][0055]
判定实际每锅的拌合时间，由表7可见，tj最大值为56s，即实际上的拌合时间应该为56s，存在等料情况。混合料实际拌合时间：ts＝max(t1,t2
…
tj)
[0056]
计算每小时在热料仓中存留材料的体积vhj＝(mr,j
×
60/ts-mtb,j)/pj(4)
[0057]
式中，pj，为j号料仓的集料堆积密度。见表5所示。
[0058]
计算溢料时间，热料仓存满需要的时间：tj＝vj/vhj(5)
[0059]
计算结果见下表：
[0060]
表8每小时在热料仓中存留材料的体积和溢料时间
[0061]
仓号1#2#3#4#5#v
hj
每小时存留体积/m30.314.850.040.265.00热料仓存满需要的时间/h25.891.65197.2831.252.40
[0062]
可见2#料仓在拌合持续1.65小时出现溢料。
[0063]
溢料时间：ty＝min(t1,t2
…
,tj)，式中，tj为热料仓存满需要的时间，j为热料仓编号。
[0064]
步骤三、拌合站工作状态判定
[0065]
(1)混合料实际拌合时间ts》tb,即拌合站存在等料情况，实际生产效率达不到预期。
[0066]
(2)对于工程量少的沥青铺面工程，如果按照工程量，计算所得的拌合站工作时间小于计算的溢料时间，且验证的混合料级配满足规范要求，可认为拌合站稳定性满足要求；否则，可判定拌合站工作稳定性差。
[0067]
实施例2
[0068]
(1)分析某项目拌合站生产效率与溢料时间关系
[0069]
按照生产效率220t/h，预设拌合时间50s计算。按照上述方法，下表列出了不同生产效率的溢料计算时间：
[0070]
表9某项目拌合站不同拌合效率的溢料时间
[0071]
生产效率t/h溢料时间/h1802.042001.832201.672401.532601.41
[0072]
如图1所示，符合多项式关系，r2＝0.9996，如下：y＝4e-05x2-0.0235x 5.112
[0073]
(2)分析某项目拌合站预设拌合时间与实际每锅拌合时间关系
[0074]
在生产效率240t/h，预设拌合时间不同时，按照上述方法，计算实际每锅拌合时间。下表列出了不同预设拌合时间的实际每锅拌合时间/s。
[0075]
表10某项目预设拌合时间的实际每锅拌合时间。
[0076]
预设拌合时间/s实际每锅拌合时间/s4550.35055.895561.486067.07
[0077]
上述内容仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。