瀝青路面原材料加工及質(zhì)量控制

張傳友，孫志馨

(黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司)

1 集料規(guī)格變異產(chǎn)生的原因

目前我國(guó)缺少穩(wěn)定地供應(yīng)公路特別是高速公路施工用集料的專門的大型碎石加工場(chǎng)，通常由多家向一條在建高速公路供料，這樣的做法加劇了集料規(guī)格的變異。工程中常見的集料規(guī)格變異問題主要來自于以下原因。

(1)不同料場(chǎng)采用原理與結(jié)構(gòu)形式不同的碎石機(jī)將導(dǎo)致集料規(guī)格變異，如采用顎式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)及其不同組合加工集料時(shí)，集料的粒度分布與針片狀含量可能存在顯著差異，二級(jí)破碎必須采用反擊式破碎機(jī)或錘式破碎機(jī)。為了避免集料規(guī)格的嚴(yán)重變異，應(yīng)統(tǒng)一各集料加工場(chǎng)配置碎石機(jī)的型號(hào)規(guī)格，并配置同一尺寸規(guī)格，同一生產(chǎn)廠家的篩網(wǎng)。由于不同碎石場(chǎng)的篩網(wǎng)布置和篩分效率差異較大，加之不同料場(chǎng)原材料材質(zhì)的差異，盡管采用同一名義規(guī)格篩網(wǎng)，相同名義規(guī)格集料的顆粒組成仍可能存在較大變異性。

(2)碎石及篩分設(shè)備的關(guān)鍵部件(如襯板、篩網(wǎng)等)在生產(chǎn)過程中容易磨損、破裂、堵塞，如不能定期檢查、及時(shí)維修保養(yǎng)、按照加工量定時(shí)更換襯板與篩網(wǎng)，則可能使得同一粒徑的集料加工規(guī)格逐漸發(fā)生變異。

(3)需要嚴(yán)格控制碎石破碎過程中的復(fù)破率。許多碎石場(chǎng)為了調(diào)整各檔集料的產(chǎn)出比例，控制超規(guī)格集料的廢棄率，通常會(huì)將較大孔徑篩網(wǎng)篩余的集料重新投入碎石機(jī)破碎，反復(fù)破碎導(dǎo)致集料顆粒棱角度變差，甚至接近球體，從而降低了瀝青混合料中粗集料的嵌擠能力。

(4)按照我國(guó)技術(shù)規(guī)范生產(chǎn)S15、S16兩種機(jī)制砂時(shí)，應(yīng)該采用規(guī)格集料和專用制砂機(jī)精細(xì)加工生產(chǎn)。如果將4．75mm或2．36mm篩網(wǎng)篩余部分作為機(jī)制砂，則其規(guī)格難以滿足規(guī)范提出的技術(shù)要求。特別是0．075mm以下部分的粉塵含量可能嚴(yán)重超標(biāo)。0．075mm以下部分的粉塵含量超標(biāo)影響瀝青混合料生產(chǎn)的粉膠比控制穩(wěn)定性，當(dāng)使用酸性石料時(shí)，較多的酸性石粉可能會(huì)影響瀝青混合料抵抗水損壞的能力。

我國(guó)的瀝青路面結(jié)構(gòu)多為3層，相應(yīng)地瀝青混合料類型順次為最大粒徑13mm(或16mm)、20mm、25mm。在加工集料時(shí)，應(yīng)根據(jù)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中確定的各結(jié)構(gòu)層瀝青混合料最大粒徑，合理地確定備料的規(guī)格檔次。很多技術(shù)人員認(rèn)為間歇式拌和設(shè)備配置有熱料倉振動(dòng)篩，可以完全消除冷料規(guī)格配置與其變異的影響。但由于以下原因，間歇式拌和設(shè)備通常并不能徹底的解決冷料配置不合理引起的熱拌瀝青混合料級(jí)配變異。

2 綏牡高速公路瀝青路面用集料的加工質(zhì)量控制

2．1 集料母材的選擇

綏牡高速公路沿線石料豐富，集料加工用母材選用優(yōu)質(zhì)的玄武巖。玄武巖是巖漿經(jīng)由緩和噴發(fā)漫流而出，逐漸冷凝形成的。其SiO2含量小于55%，屬于弱堿性石料，具有強(qiáng)度高、耐磨性好、與瀝青粘附性好等優(yōu)點(diǎn)。加工機(jī)制砂的母材選用集料規(guī)格為10～20mm或10～15mm，針片狀含量小，含泥量低的成品玄武巖集料進(jìn)行加工。

2．2 集料加工質(zhì)量控制要求

(1)集料加工設(shè)備要求。

高速公路瀝青路面用集料的碎石加工通常采用二級(jí)及以上破碎方式的碎石生產(chǎn)線，其中至少有一級(jí)以上的采用反擊破方式、干法除塵設(shè)備、洗料設(shè)備、廢料袋、振動(dòng)喂料器、三層以上篩網(wǎng)的大面積振動(dòng)篩。

常見的集料生產(chǎn)線組成為顎破+反擊破+反擊破或顎破+反擊破+沖擊破。

“頭破”采用顎式破碎機(jī)，其加工原理是采用機(jī)械靜壓對(duì)集料進(jìn)行擠壓、搓、碾等多種破碎將500mm以下的石料破碎到130mm以下。屬于集料的粗碎和中碎。

“二破”采用反擊式破碎機(jī)，其加工原理是采用“石打鐵”，高速運(yùn)動(dòng)的集料循環(huán)，不斷沖擊反擊板，靠沖擊力來破碎集料，將130mm的集料破碎至40mm以下部分成品。

“三破”采用反擊破或沖擊破，沖擊破采用沖擊式破碎機(jī)(整形機(jī))，其加工原理是高速運(yùn)動(dòng)石子打擊四周的石子或鐵壁后粉碎，分為“石打石”“石打鐵”，將40mm以下的或成品石料破碎整型成最終成品料。

綏牡高速公路建設(shè)項(xiàng)目采用顎破+反擊破+反擊破的石料加工方式，其加工出的碎石顆粒形狀規(guī)整，針片狀含量小。機(jī)制砂的加工采用專用制砂機(jī)制造，其加工出的機(jī)制砂具有顆粒形狀較好、棱角性好、集料潔凈程度高等優(yōu)點(diǎn)。

(2)加強(qiáng)集料源頭的質(zhì)量控制。

①用于軋制的塊石飽水抗壓強(qiáng)度宜不小于100MPa。②加強(qiáng)宕口的建設(shè)管理工作，宕口場(chǎng)地應(yīng)干燥、潔凈并做必要的硬化處理，對(duì)宕口斷面上存在的土夾層、裂隙泥土、風(fēng)化石、表層覆蓋土、表面植被等應(yīng)及時(shí)清理并遠(yuǎn)運(yùn)，確保塊石的潔凈、干燥。③原料塊石是整個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量的源頭，必須從嚴(yán)進(jìn)行控制，應(yīng)有專人對(duì)原料塊石的供應(yīng)負(fù)責(zé)把關(guān)，杜絕方解石、有水銹塊石、風(fēng)化石、含泥塊石和樹根雜草等進(jìn)入碎石生產(chǎn)線。④必須保證進(jìn)入破碎機(jī)的塊石粒度，必須采用振動(dòng)喂料機(jī)對(duì)進(jìn)入破碎機(jī)的塊石進(jìn)行最后一次篩選，以篩除原料塊石中的碎石和泥塊，確保進(jìn)入破碎機(jī)的塊石質(zhì)量。

(3)加強(qiáng)集料生產(chǎn)工藝的控制。

①集料加工過程中，現(xiàn)場(chǎng)必須有專人負(fù)責(zé)巡視檢查，發(fā)現(xiàn)不符合要求的礦石和雜物要及時(shí)清除，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的破碎機(jī)、振動(dòng)篩、除塵器、皮帶運(yùn)輸機(jī)要求每天工作前進(jìn)行檢查，對(duì)篩面的磨損、料流、成品石料的粉塵含量要嚴(yán)格控制，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。②加強(qiáng)集料的除塵力度，嚴(yán)格控制各規(guī)格料中的粉塵含量，在二破、振動(dòng)篩上均應(yīng)安裝除塵裝置。③集料加工過程中應(yīng)盡量做到加工現(xiàn)場(chǎng)“日產(chǎn)日清”，并用灑水設(shè)備對(duì)場(chǎng)地灑布，以減少空氣中的粉塵含量。④集料加工廠每天開機(jī)后試驗(yàn)人員應(yīng)及時(shí)對(duì)各種規(guī)格的集料進(jìn)行級(jí)配抽檢，對(duì)集料級(jí)配變化較大的應(yīng)及時(shí)檢查生產(chǎn)設(shè)備是否出現(xiàn)問題，及時(shí)調(diào)整加工設(shè)備的工作參數(shù)(間隙、轉(zhuǎn)速等)使加工設(shè)備始終處于正常狀態(tài)。每生產(chǎn)15000t左右石料更換一次反擊板。必須嚴(yán)格控制細(xì)集料的粉塵含量。⑤集料加工過程中，各檔之間必須分界明顯，嚴(yán)禁出現(xiàn)串料和混料現(xiàn)象;⑥碎石生產(chǎn)過程中，成品料的下料口處各規(guī)格集料應(yīng)分開堆放，建議相互之間采用磚砌擋墻隔離，分隔墻頂面高度應(yīng)高于料堆坡腳至少50cm以上，防止不同規(guī)格集料之間相互串料。⑦機(jī)制砂生產(chǎn)過程中粉塵出口處應(yīng)進(jìn)行遮蓋，排出的粉塵應(yīng)加水濕排作廢棄處理，嚴(yán)禁作為瀝青混合料的填料進(jìn)行使用。為控制機(jī)制砂質(zhì)量，各單位對(duì)到場(chǎng)的機(jī)制砂應(yīng)及時(shí)進(jìn)行抽檢和目測(cè)，檢測(cè)不合格的機(jī)制砂不得用于瀝青面層并及時(shí)清理出拌和場(chǎng)地。在雨季來臨之前，采用彩條布覆蓋或架設(shè)大棚的方式來“防雨、防塵”。⑧礦粉必須采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，用于加工礦粉的碎石中的泥土、雜質(zhì)應(yīng)除凈。

(4)加強(qiáng)集料規(guī)格的控制。

A1～A6標(biāo)加工篩網(wǎng)尺寸的要求：下面層AC-25集料加工破碎機(jī)振動(dòng)篩的篩孔尺寸為3mm，6mm，12mm，20mm，30mm;中面層AC-20集料加工破碎機(jī)振動(dòng)篩的篩孔尺寸為3mm，6mm，12mm，20mm，26mm;上面層AC-16集料加工破碎機(jī)振動(dòng)篩的篩孔尺寸為3mm，6mm，12mm，20mm。

A7～A8標(biāo)加工篩網(wǎng)尺寸的要求：下面層AC-25集料加工破碎機(jī)振動(dòng)篩的篩孔尺寸為3mm，6mm，10mm，18mm，30mm;中面層AC-20集料加工破碎機(jī)振動(dòng)篩的篩孔尺寸為3mm，6mm，10mm，18mm，26mm;上面層SMA-13集料加工破碎機(jī)振動(dòng)篩的篩孔尺寸為3mm，6mm，10mm，16mm。

根據(jù)合成級(jí)配情況，為保持生產(chǎn)過程中單檔料級(jí)配穩(wěn)定，各檔粗集料規(guī)格應(yīng)滿足表1、表、2的要求。

表1 A1～A6標(biāo)瀝青混合料用粗集料規(guī)格

表2 A7～A8標(biāo)瀝青混合料用粗集料規(guī)格

(5)加強(qiáng)成品集料的質(zhì)量控制。

①成品集料裝運(yùn)過程中必須有專人統(tǒng)一指揮，嚴(yán)禁出現(xiàn)拋、灑、漏現(xiàn)象，防止對(duì)料場(chǎng)及其他集料的污染。②堆放集料的場(chǎng)地建議硬化，嚴(yán)禁泥土、雜物等污染集料。對(duì)場(chǎng)區(qū)道路進(jìn)行硬化，加工過程中保持道路濕潤(rùn)，減少揚(yáng)塵。③拌合樓的回收粉采用濕排，以防止污染。④合理堆放。無論粗細(xì)集料均屬于顆粒狀散體物料，料堆高度對(duì)原材料離析影響顯著，集料進(jìn)場(chǎng)應(yīng)控制堆垛高度，避免粗細(xì)分離，影響熱拌瀝青混合料質(zhì)量。良好的堆放作業(yè)方式有助于保持集料的均勻性?！捌蕉沿Q取”的斜坡式分層堆料既可以減少由重力引起的離析，也可以將不同卡車運(yùn)送的材料進(jìn)一步的混合，使其更加均勻。分層堆積時(shí)每層高度應(yīng)小于1m。

3 結(jié)束語

通過以上控制，生產(chǎn)出的各種規(guī)格石料均滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，使得瀝青混合料面層質(zhì)量得到很大的提高。