张云龙

（西安航空城建设发展（集团）有限公司 陕西西安 710089）

1 引 言

沥青混凝土具有良好的路用性能，是国内外广泛应用的一种材料，但其敏感性较强，原材料质量、级配、施工工艺等过程都会影响沥青路面质量，任一环节的缺陷都会造成路面寿命降低。因此，必须对沥青路面施工质量进行动态监控，依托实时监控数据调整工艺生产，保障施工质量[1-3]。

工程实际施工过程中，拌合楼均存在不同程度的溢料或待料情况，施工单位技术人员还普遍采用人工对目标配合比设计、热料仓筛孔选择、生产配合比设计到和生产配合比调整过程进行分析、计算、调整，其主要原因在于原理和技术了解深度不够，导致无法优质、快速、高效实现目标。本文从级配设计和拌合楼工作机理出发，利用科学研究和工程经验，基于 CARD/1开发平台，采用 C++语言和EXCEL功能开发出沥青混合料一体化自动系统，有效提升施工单位的工作效率、保障了施工质量，具有推广应用的意义。

2 沥青混合料一体化自动系统工作原理

2.1 目标配合比自动合成原理

依据原材料筛分数据，通过关键筛孔通过率采用图解法确定各档集料掺配比例，基于合成的级配曲线优化调整配合比[4]，最终实现自动合成目标配合比设计目的。

2.2 筛孔自动选择原理

基于目标配合比，标定完成各冷料仓的送料速度后，按照热料仓来料平衡原则，振动筛孔区间根据目标配合比标准筛孔通过率确定，采用泰波公式计算标准筛孔尺寸，利用振动筛筛孔与标准筛筛孔的线性关系反推振动筛筛孔尺寸[5-6]，实现拌合楼筛孔自动选择。

2.3 生产配合比自动合成原理

结合数解法和图解法，基于热料筛分数据，通过控制关键筛孔通过量，运用矩阵方程反推各热料仓的掺入占比，再优化调整合成级配[4]，最终自动合成生产配合比。

2.4 快速调整生产配合比原理

依据集料进出平衡原理[7]，通过数理统计预估生产配合比，判断集料的稳定性及出现溢料或等料的情况，实现快速调整生产配合比。

3 沥青混合料一体化自动系统开发

3.1 目标配合比自动合成模块

模块的主要功能是实现从原材料筛分到合成级配的全过程自动化，包括筛分数据的自动计算和级配曲线的合成与优化两个部分。基于各档原材料试验室筛分数据，输入模块相应界面录入框，系统将数据自动导入后台自动计算，最终反馈满足试验规程要求的集料筛分数据表格。将规范和设计文件要求的级配上下限值等相关数据录入对应界面，在反馈的界面录入筛分数据和调整掺配比例进行自动试算，实现合成和优化功能。

3.2 拌合楼筛孔自动选择模块

模块通过录入混合料热料仓数量、集料最大粒径和热料仓提供的重量比，基于振动筛孔设置原理由程序进行相应处理，并将运算数据传导至显示界面。

3.3 生产配合比自动合成模块

模块主要功能是实现从热集料筛分到合成级配的全过程的自动化，包括热集料筛分数据的自动计算和级配曲线的合成与优化两个部分。基于各档热集料试验室筛分数据，输入模块相应界面录入框，系统将数据自动导入后台自动计算，最终反馈满足试验规程要求的热集料筛分数据表格。将规范和设计文件要求级配上下限值等相关数据录入对应界面，在反馈的界面录入筛分数据和调整掺配比例进行自动试算，实现合成和优化功能。

3.4 快速调整生产配合比模块

模块重在化解混合料生产稳定性问题，预防等料、溢料情况发生，通过在快速调整界面录入生产配合比及走料数据并导入后台运算，判断生产配合比稳定性。

4 工程应用与评价

本文依托乌苏至赛里木湖高速公路托托拌合站沥青上面层 AC-16C生产、施工全过程开展一体化自动系统性能的工程应用与评价。

4.1 目标、生产配合比检验

按照试验室确定的沥青最佳用量，应用一体化自动系统得到的目标、生产配合比，制备马歇尔、车辙试件并进行试验，试验结果表明，目标、生产配合比的设计结果达到了乌苏至赛里木湖高速公路设计文件和技术规范对水稳定性、高温稳定性的要求。具体试验结果见表1、表2。

4.2 现场检测

路面试验段为桩号K329+200～K329+500段左幅道路，路面厚度4cm，施工时大气温度约22℃，下卧层表面温度约20℃。对道路实体进行了压实度、渗水性检测，检测数据表明一体化自动系统确定的生产配比生产的混合料能满足规范及设计要求。具体检测结果见表3、表4。

表1 马歇尔试验数据

表2 车辙试验数据

表3 压实度检测数据(按最大理论相对密度计算)

表4 渗水系数检测数据

4.3 生产配合比快速调整的检验与评价

通过标定拌合楼冷料仓传输速率，利用三次走料数据录入快速调整模块进行判断，反馈结果显示，本次生产的混合料稳定，施工质量可以得到保障，并且判断结果与实际生产情况符合。具体判断过程见图1、图2。

5 结 论

工程实例应用表明沥青混合料一体化自动系统原理正确，程序运行稳定，可以快捷、准确的获得目标配合比设计、拌合楼筛孔设置、生产配合比设计及生产稳定性快速判断和调整，施工单位可以高效、优质完成沥青混合料生产、施工全过程质量管控，生产效率和经济效益得到有效提升，沥青混合料一体化自动系统具有在连续性密级配沥青混合料设计、生产进行推广应用价值。

图1 快速调整录入界面

图2 快速调整判断反馈界面