如何选择适合的沥青混凝土制备系统？

沥青混凝土混合料制备系统一般包括矿料破碎筛分系统和沥青混凝土混合料拌和系统（拌和楼）。在北方寒冷地区，以往修建的大部分沥青混凝土防渗心墙工程由于工程投资规模小而无力购置机械化程度较高的沥青脱水装置、骨料破碎与筛分设备、混合料拌和楼、铺筑机械等施工设备。在条件简陋的情况下，为了控制沥青混凝土防渗心墙的施工质量，这些工程因为沥青混凝土矿料用量较少，有的采用小型破碎机械加工骨料，有的考虑自己加工矿料没有购买矿料经济而采用委托加工或购买符合沥青混凝土矿料级配要求的矿料；沥青脱桶采用简单的人工生火加热方法，脱水和加热在一个沥青槽（锅）中进行。在沥青混凝土混合料拌和时，按照沥青混凝土施工配合比的具体要求，采用磅秤计量沥青混凝土的各级骨料、矿粉以及脱水后的沥青，通过简单的加热滚筒来加热沥青混凝土骨料和矿粉，采用自制的强制式小型搅拌机拌和沥青混凝土混合料。由于拌和系统采用间歇式计量、拌和工艺，计量精度和拌和质量主要控制在设备操作手身上，自动化程度不高，因而沥青混凝土的骨料级配、沥青用量的计量控制误差较大。自从长江三峡茅坪溪碾压式沥青混凝土防渗心墙和尼尔基水利枢纽主坝沥青混凝土防渗心墙工程相继开工建成以后，沥青混凝土拌和系统亦逐步完善，主要是结合水工沥青混凝土骨料级配要求高的特点，通过改造公路工程沥青混凝土拌和系统，适当增加了骨料料斗和计量设备，调校了计量控制程序，满足了大中型水利水电工程沥青混凝土拌和需要，使我国的沥青混凝土拌和系统自动化程度达到了国外同类工程的先进水平。

对于中小型水利水电工程沥青混凝土防渗心墙坝而言，寒冷地区以往的沥青混凝土矿料加工购置方案是值得借鉴的；对于大型的水利水电工程沥青混凝土防渗心墙坝而言，由于沥青混凝土用量较大，自己配备矿料破碎筛分系统可以减少许多中间采购、运输等供应环节，母岩可以就近开采加工，矿料储备充足，不受供货环节制约，质量处于动态可控状态，价格经济合理。在进行骨料加工破碎筛分系统选择时，应借鉴水泥混凝土骨料加工破碎筛分系统的成熟经验，只是除尘方法选用干粉除尘工艺是比较经济的，因为干粉除尘设备回收的粉料可以作为矿粉使用，最大限度地减少了环境污染；为了使破碎后的骨料能够满足针片状含量、坚固性和压碎指标的技术要求，二次破碎设备应选择锤式、反击式破碎设备加工，破碎后的骨料需经筛分后分级存放，分级标准必须满足设计要求。这里需要说明的是任何筛分机械要想在经济条件下筛分彻底是不可能的，因为这会造成筛分成本的提高和生产效率的低下，对于这一点不必过分强求，只要含量相对稳定，就可以通过拌和楼的生产配合比调整来解决超逊径问题，调整后的配合比可以通过沥青混凝土混合料的抽提试验来验证生产配合比是否满足理论配合比的要求。由于粉料在拌和时是直接入仓拌和的，因而粉料仓及其输送设备必须密封防潮，以保证加工后的粉料处于干燥状态，杜绝因为粉料含水量太大而影响沥青混凝土的孔隙率。此外，在条件许可的情况下，骨料加工系统一般都布置在具有遮雨、自然风干的地方，而且尽量靠近沥青混凝土拌和系统。

沥青混凝土混合料拌和系统的选型必须考虑即将开展的沥青混凝土防渗心墙工程的施工进度要求，根据沥青混凝土混合料的生产总量、平均浇筑强度、高峰生产强度来确定沥青混凝土混合料拌和系统投产后的生产能力，确保工程施工生产需要。选购沥青混凝土混合料拌和楼，一定要注意对沥青混凝土混合料的配料方式、计量误差、配合比生产精度等具体技术问题。目前，国内生产的沥青混凝土混合料拌和楼，都是为适应公路部门道路沥青混凝土而设计的，其拌和生产能力完全可以满足生产的要求，但在配合比精度上与水工沥青混凝土混合料生产要求有一定的差距。通常所述的沥青混凝土拌和楼，包含骨料初配设备、骨料加热干燥筒及提升系统、填料储存罐及输送设备、沥青储料罐、沥青加热及输送设备等附属设备。对于大型水工沥青混凝土工程施工，选择规模合理、运行性能良好的制备系统非常重要，是保证正常施工和降低成本的重要保障。一般地，沥青脱桶脱水设备应与沥青混凝土混合料拌和系统相匹配，除尘设备应与沥青混凝土拌和楼同时购进，并满足施工生产的需要。除尘设备选择干粉除尘设备，回收的粉料可以作为矿粉使用。

制备系统有固定式、半固定式和移动式三种，应根据沥青混凝土防渗墙的规模和特点选择不同的设备，大中型工程以采用固定式和半固定式为宜，小型工程可采用移动式；制备系统按沥青混凝土混合料的制备工艺流程，可分为间歇式、连续式和综合式三种，为保证温度控制和配料精度，以采用连续烘干、间歇计量和拌和的综合式工艺流程为宜。

（一）制备系统的布置与生产能力选择

1.制备系统的布置

制备系统的设备布置应尽量集中、紧凑，各工序能紧密衔接，互相协调，位置的选择应符合下列原则：

（1）尽可能靠近铺筑现场（运距在3km内为宜），以减少沥青混凝土混合料运输过程中的温度损失及骨料离析，并便于施工管理。

（2）在工程爆破危险区以外，远离易燃品仓库，不受洪水威胁，排水条件良好。

（3）尽可能设在施工区的下风处，以利于矿料加工及沥青混凝土混合料制备过程中灰尘、废气的排放，保护施工区的环境。

（4）远离生活区及其他作业区，以利于防火及环境卫生。

2.制备系统的生产能力

沥青混凝土混合料制备系统的实际生产能力应满足拌和强度、拌和能力及拌和质量的要求。制备系统的生产能力取决于沥青混凝土的铺筑强度。铺筑强度是沥青混凝土防渗墙施工组织设计的一项重要指标，用它来选择沥青混凝土混合料的制备能力，也用它来选择运输、摊铺、浇筑或碾压等的设备能力。铺筑强度P的计算式为

式中 P——铺筑强度，t/h；

W——防渗墙沥青混凝土的工程量，t；

T——有效铺筑天数，d；

m——日工作班数，班/d；

n——班实际工作时数，h/班；

K——小时生产不均匀系数，K=1．2～1．4。

沥青混凝土的有效铺筑天数T可按下式计算：

T=T0-t1-t2-t3

式中 T0——铺筑工期（除去设备安装及善后天数），d；

t1——铺筑期内因雨停工天数（日降雨量不小于5mm时，当日停工），d；

t2——放假天数（当雨日较多时可适当扣除雨日与假日重叠的天数），d；

t3——低气温下需要停工的天数，d。

由于沥青混凝土混合料的热容量大，防渗心墙的裸露面积小，心墙两侧过渡料具有一定的保温防风效果，只要在其表面适当采取一些保温措施，沥青混凝土防渗心墙的施工温度可根据具体工程情况而定。

确定沥青混凝土铺筑强度之后，就可以选定沥青混凝土制备系统的生产能力PB，两者必须互相适应。在选用成套的沥青混凝土拌和设备时，要考虑到沥青混凝土拌和设备的额定生产能力P′是以道路沥青混凝土为基础的，用它生产水工沥青混凝土时，其实际生产能力一般要低于道路的生产能力，其原因有以下几点：

（1）由于沥青混凝土的配合比不相同，水工沥青混凝土用细料较多，有时还要加入掺和料，需要适当延长拌和时间。

（2）拌和温度要求较高。（3）施工间断时间较多。

根据日本的经验，水工沥青混凝土的实际生产能力P约为额定生产能力P′的65%～70%。因此，水工沥青混凝土拌和设备的生产能力，即实际生产能力PB，应按下式计算：(www.xing528.com)

PB=KP′

式中 PB——拌和设备的生产能力，t/h；

K——折减系数，一般为0．6～0．7；

P′——沥青混凝土拌和设备的额定生产能力，t/h。

根据沥青混凝土的实际生产能力，就可以确定沥青混凝土搅拌机的型号。沥青混凝土搅拌机一般多用双轴强制式，转速约为40～80r/min。搅拌机的容量按回转轴轴心以下的体积计算，通常为搅拌机几何容积的45%～55%。搅拌机的额定生产能力主要取决于搅拌机的容量，它们之间的关系见表5-1。但一般来说，它并不是定值，如细料比例较大时，拌和时间需相应延长，生产率也相应降低。

表5-1　搅拌机容量与生产率关系表

目前国产的拌和设备（如西安筑路机械厂生产的LB—1000型成套设备）的计量精度已可满足要求，但从国内工程的应用上看，将筑路拌和设备用于水工沥青混凝土的制备还存在一定的缺陷，在生产中需作一定的修改和工艺调整，才能确保生产出高质量的沥青混凝土混合料。

三峡茅坪溪防护大坝碾压式沥青混凝土心墙工程中，沥青混凝土拌和设备采用西安筑路机械厂生产的LB—1000型成套设备，施工中在以上各方面均对设备进行了改造和工艺调整，保证了沥青混凝土的施工质量。

（二）沥青供应与储存方式的选择

沥青有桶装、散装两种。桶装沥青消耗较大，且雨水或秽物易进入，熔化也较费事，有条件时应尽量选用散装沥青。沥青场外运输及保管损耗率（包括一次装卸）可按3%计算，且每增加一次装卸按增加1%计。

对桶装沥青，为了避免沥青从桶内流出，不得横放或倒置。每桶重200kg（桶重约25kg）。桶的直径60cm，高90cm。一般码放1～2层。桶装储存占地面积A可按下式计算：

其中

式中 A——桶装沥青储存占地面积，m2；

α——沥青混凝土中沥青与骨料填料重量比；

T——储备天数，d；

Q——沥青储存量，不小于一次运来的沥青量，t；

q——单位面积的堆存定额，t/m2；当码放一层时，g=0．5t/m2；码放两层时，q=lt/m2；

K——系数，一般为1．2～2．0；

P——沥青混凝土铺筑强度，t/h；

t——日实际工作时数，h/d，我国一般多采用两班制，每班按6h计。

当采用散装沥青时，一般多用火车罐车。火车专用线站台除应安装有抽送沥青用的沥青泵外，还应备有加热用的喷燃器。散装沥青运至工地后，放入装有导热油排管的储油罐（池）内。储油罐（池）的总容积可按下式计算：

式中 V——储油罐总容积，m3；

Δ——沥青容重，一般取1．0t/m3；

K1——系数，一般取1．10～1．50。

（三）矿料储存场地选择

为了减少矿料的运输成本，矿料的储存场地应安排在具有防雨设施且距离拌和楼较近的地方，储存数量一般以满足大约5天的铺筑用量为宜，如果加工厂距工地较远，可适当增加储存场地的储存量。