摘 要 沥青混凝土搅拌站在实际生产中，常常在因配筛不合理，导致生产配合比设计难以满足质量和产量兼顾的要求，从而使生产能力远远低于沥青混凝土搅拌站的设计生产能力，结合广东省长大公路工程有限公司京珠高速北兴沥青混凝土搅拌厂的生产实践，进行沥青混凝土搅拌站配筛技术的探讨。
关键词 沥青混凝土搅拌站 配筛技术 探讨
沥青路面具有行车舒适、噪声低、养护方便、易于回收利用等优点，在国内外公路和城市道路中，作为高级路面的主要结构类型而广泛应用，随着公路建设的发展，对沥青路面的质量也提出了更高的要求。而作为生产沥青混合料的沥青混凝土搅拌站，其有效生产能力和质量，成为许多施工企业能否按时、优质、高速、低耗完成沥青路面工程的重要保证，而沥青混凝土搅拌站配筛是否合理，直接影响着生产配合比及沥青混凝土搅拌站的产量和沥青混合料的质量，因此本文对沥青混凝土搅拌站配筛的技术方法作简要介绍和探讨。
1 配筛技术方法
沥青混凝土搅拌站的对骨热二次筛分的方式不同分为层层筛分和阶梯筛分2 种，层层筛分与做筛分试验情况类似，是大的骨料先筛出来进入热料仓，而阶梯筛分是小的骨料先筛出来进入热料仓，但是配置一套筛在安装时都有1 个倾角。沥青混凝土搅拌站的配筛主要是设计各层筛网的筛孔尺寸，设计时除了考虑安装时的倾角外，还要综合考虑以下几个方面：
(1) 明确其生产沥青混合料的类型，满足该沥青混合料最大料径的要求；
(2) 各热料仓分配尽量均衡，以缩短出料时间，尽量减少溢料；
(3) 尽量减少换筛次数，以便少占施工时间；
(4) 能在生产过程中材料有些变化时，易于控制级配线右段，对最小筛板筛孔尺寸和次小筛板筛孔尺寸应精心设计。
沥青混凝土搅拌站通常设有4个热料仓或5个热料仓，当有些沥青搅拌站既可以设计成5 个热料仓也可以设计成4 个热料仓时，尽量将其设计成4个热料仓，减少1 层筛板时可以加快2 次筛分的时间，对产量有利，但从控制级配曲线来说不是很有利，不过可以对最小筛孔和次小筛孔精心设计来弥补。对筛板设计的步骤如下：
(1) 孔径最大筛板的孔径尺寸确定
不同类型的沥青混合料矿料级配最大粒径尺寸规范要求是不同的，如AC - 25I 对最大粒径的要求为31. 5mm ，AC - 20I 对最大粒径的要求为26. 5mm ，
表1 最大筛孔尺寸参照表
|
规范要求筛孔通过率在100 %对应的最小筛孔尺寸(mm) |
9.5 |
13.2 |
16 |
19 |
26.5 |
31.5 |
37.5 |
53 |
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拌和机对应最大振动筛筛孔尺寸(mm) |
11 |
15 |
19 |
22 |
30 |
35 |
41 |
60 |
AK- 16A 对最大粒径的要求为19mm ，为了满足规范对最大粒径的要求，以规范要求水平筛孔通过率在100 %对应的最小筛孔尺寸为基础，根据筛板安装的倾角，计算孔径最大筛板的孔径尺寸(式1) 。
Smax = [XPcos (a) ] + 1 (1)
式中Smax ———孔径最大筛板的孔径尺寸；
X———规范要求筛孔通过率在100 %对应的最小标准方孔筛尺寸；
a ———沥青混凝土搅拌站筛板安装倾角。
若随机取骨料做筛分试验，没有出现或极少出现超规范最大料径要求的骨料，孔径最大筛板的孔径尺寸可以适当放宽，适当放宽可以加快拌和机二次筛分的速度，其尺寸的确定可以根据实际情况参照《公路工程沥青路面施工技术规范JTJ032 - 94》附表7. 4. 6 ，具体内容见表1。
(2) 孔径最小和次小筛板的孔径尺寸确定
研究表明：级配线的位置同沥青混合料的最佳油石比及空隙率有着密切的关系，级配线的右段(以4.75mm筛孔为界，我们将级配线大于4. 75mm筛孔部分称之为左段，小于4. 75mm 筛孔部分称之为右段) 位置从上向下移动时，满足马歇尔各项技术指标的最佳油石比从小到大的变化。同样地，空隙率也从小到大变化，然而级配线左段位置变化，对最佳油石比和空隙率不存在这样明显的有规律的影响。因此在配筛、配合比设计与生产时应尽力控制级配线右段(主要是4.75mm、2.36mm、0.075mm这些筛孔) 与目标配合比一致，而左段可由备料情况而定，不可反其道而行之，要达到容易控制级配线右段的曲线走向，孔径最小和次小筛板的尺寸是否合理是前提，因此在选择孔径最小和次小筛板的尺寸时，要使2#热料仓的料在2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm 这些筛上的通过量不至太少，从而使2#热料仓的料在控制细集料级配中发挥作用，否则，细集料级配仅由1#热料仓的料和填料来控制，这样就很难控制细集料级配达到满意状态。一般来说，孔径最小筛板的尺寸应为2.0mm 或2.5mm(对中、下面层也可放宽至3.0) ，同时，次小筛孔不宜大于7mm ，而应为6.0mm或5.0mm。
(3) 其余孔径筛板的孔径尺寸确定
对中间一层或二层筛板的设计主要以热料仓分配尽量均衡为原则，参照以往其它工地配筛的情况，结合所备料的实际情况，即各种规格骨料的筛分数据，采用“假定筛板尺寸模拟验算法”进行尺寸初步设计与验算。经过假定初步设计出来的筛孔尺寸通过式(2) ，消除其倾角的影响，然后按换算后的筛孔子尺寸模拟室内筛分试验，运用内插法计算换算后的筛孔通过率及筛余量，然后对这一层或二层筛所影响的热料仓进行产量统计分析，以各个热料仓产量是否基本均衡为原则来判断这一层或二层筛假定尺寸的合理性。
X = Si ×cos (a) (2)
式中 Si ———筛板的初步设计尺寸；
X———换算后筛板的初步设计尺寸；
a ———沥青混凝土搅拌站筛板安装倾角。
表2 上面层AK- 16A原材料筛分数据与目标配合比
2 运用实例
由广东省长大公路工程有限公司第三分公司承建的京珠高速公路粤境南段(大镇至广州) 第31标路面工程。全长36.3 km。路面结构沥青面层是由6cmAC - 25I 粗粒式下面层，6cmAC-20I 中粒式中面层和4cmAK- 16A 抗滑表层组成，由于线长、量大、工期紧，我司购买了美国进口的ASTEC 间歇式沥青搅拌站TS - 50拌和沥青混合料，设计生产能力为360tPh ，筛板的安装倾角14°。所用到的材料(沥青除外) 有1～3cm 、1～2cm碎石，0.5～1cm 碎石，石屑、砂、矿粉、水泥共7种，其中矿粉和水泥不经过振动筛，下面以生产AK-16A沥青混合料为例，进行筛板设计，具体所需筛板设计的相关资料如表2。
设计步骤如下：
(1) 确定孔径最大筛板的尺寸
Smax= [XPcos (a)]+1=[19Pcos(14℃)]+1 =20mm。
根据式(1) 计算可知孔径最大筛板可设计为20mm，结合实际备料情况，经现场随机取骨料做筛分试验，极少出现超规范最大料径要求的骨料，因此将最大筛板孔径设计尺寸参照表1 放宽至22mm。
(2) 确定孔径最小和次小筛板的孔径尺寸
孔径最小的筛板孔径尺寸设计为2.5mm；孔径小的筛板孔径尺寸设计为5.0 mm。
(3) 确定其余孔径筛板的孔径尺寸
ASTEC 间歇式沥青搅拌站TS-50既可以设计成5个热料仓也可以设计成4个热料仓时，考虑其产量将该搅拌站设计成4个热料仓，参照以往工地配筛的情况，假定中间筛孔的尺寸为15mm，当没有经验时也可以取孔径次小和最大筛板的平均值进行假定。
(4) 模拟验算
①初步设计出一套筛板尺寸依次为22mm、15mm、5mm、2.5mm。
②通过式(2)换算后的筛孔尺寸依次为21.4mm、14.6mm、4.85mm、2.43 mm。
③运用内插法计算换算后的原材料筛孔通过率和合成级配其结果如表3。
④将表3中的通过量换算成筛余量，然后累加即为各个热料仓的产量比例。其结果如表4。
显然，从表中数据可以分析出4#热料仓和3#热料仓不符合各个料仓分配尽量均衡的原则，15mm的筛孔尺寸假定太大，要增加4#热料仓的产量和减少3#仓的产量，因此应将15mm 的筛改为孔径较小的筛，重新进行假定与验算。
⑤将孔径为15mm的筛改为11mm ，按上述步骤重新进行模拟与验算，其验算后结果如表5。
表3 内插法计算换算后的原材料筛孔通过率和合成级配
表4 初步进行模拟与验算各个热料仓的产量比例计算结果
表5 重新进行模拟与验算后各个热料仓的产量比例计算结果
表6 上面层AK- 16A热料仓筛分数据与生产配合比
显然，从表中数据可以分析出4#热料仓和3#热料仓基本符合各个料仓分配尽量均衡的原则，因此孔径为11mm 的筛设计是合理的。
⑥实施效果ASTEC间歇式沥青搅拌站TS-50配置22mm、11mm、5mm、2. 5 mm一组筛(方孔筛)，取热料仓骨料筛分进行生产配合比设计，并与目标配合比的合成级配进行比较，其详细资料如表6。
从表中的数据可以得出，各个热料仓的用量比例与表5中各热料仓的产量比例基本一致，生产配合比设计时级配线右段基本与原设计配比一致，在实际生产AK-16A 沥青混合料时，产量能达到300tPh以上，没有出现溢料和等料现象，其混合料质量满足技术规范要求。
4 结束语
沥青混凝土搅拌站在实际生产中，常常在因配筛不合理，导致生产配合比设计难以满足质量和产量兼顾的要求，从而使生产能力远远低于沥青混凝土搅拌站的设计生产能力。本文通过对沥青混凝土搅拌站配筛与生产配合比设计的相互影响，提出了配筛的技术方法:
(1)即孔径最大筛板尺寸根据规范对最大粒径的要求确定；
(2)孔径最小和次小筛板的尺寸从达到容易控制级配线右段走向的要求进行确定；
(3)其余孔径筛板的尺寸采用“假定筛板尺寸模拟验算法”及满足基本符合各个料仓分配尽量均衡的原则来确定。
按此技术方法进行配筛，从实施效果来看，表明该配筛的技术方法对针对不同的原材料生产不同的沥青混合料类型设计出来的沥青混凝土搅拌站的筛板尺寸能同时满足产量和质量的要求。
参考文献
1公路工程沥青路面施工技术规范(JTJ032-94)22。
