石灰水清洗面層集料技術(shù)與應(yīng)用

趙娟芳

(江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，330013)

石灰水清洗面層集料技術(shù)與應(yīng)用

趙娟芳

(江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，330013)

集料表面特征對提高瀝青路面的水穩(wěn)定性具有重要的作用，一方面瀝青是酸性的，根據(jù)異性相吸的原理，堿性表面的集料與瀝青的粘附性更好（與酸性表面的集料相比）；另一方面，集料表面的泥土、粉塵將成為其粘附瀝青的隔離劑，也就是說集料表面的潔凈程度越高，與瀝青粘結(jié)就越強，瀝青就越不容易從集料表面剝落，瀝青路面的水穩(wěn)定性也就越好。某高速公路建設(shè)中應(yīng)用石灰水清洗集料后，我們發(fā)現(xiàn)用該技術(shù)處理的集料，在瀝青拌和樓生產(chǎn)瀝青混合料時，可以使熱料倉的粉料排出量降低56%，進而顯著減少了瀝青混合料生產(chǎn)時的資源能源消耗和CO2、SO2等氣體的排放

集料; 粘附性; 剝落; 石灰水

一、前言

我國高速公路瀝青路面的設(shè)計壽命為15年，但隨著交通量的增加和諸多因素的共同作用，使很多路面在通車幾年內(nèi)就發(fā)生了損壞，在國外習(xí)慣上將這種未達到使用壽命就出現(xiàn)的各種非正常損壞統(tǒng)稱為早期損壞。

瀝青路面水損壞作為早期損壞的主要現(xiàn)象，在國內(nèi)外都進行了很多系統(tǒng)的研究和討論，其研究成果表明，提高瀝青路面的水穩(wěn)定性是防止早期水損壞最有效的方法，而集料的表面性質(zhì)和清潔度都是影響瀝青路面水穩(wěn)定性的主要原因。一方面，瀝青是酸性的，根據(jù)異性相吸的原理，堿性表面的集料與瀝青的粘附性更好（與酸性表面的集料相比）；另一方面，集料表面的泥土、粉塵將成為其粘附瀝青的隔離劑，也就是說集料表面的潔凈程度越高，與瀝青粘結(jié)就越強，瀝青就越不容易從集料表面剝落，瀝青路面的水穩(wěn)定性也就越好。根據(jù)以上分析，在瀝青路面施工時，如果能在清洗面層集料的同時增加其表面的堿性，就可以有效提高路面的水穩(wěn)定性。國內(nèi)外一些有影響力的研究成果也得出了同樣的結(jié)論，如SHRP研究計劃就指出改善集料與瀝青粘附性的最好辦法就是用石灰水處理（清洗）集料。

在某高速公路建設(shè)中應(yīng)用石灰水清洗集料后，我們發(fā)現(xiàn)用該技術(shù)處理的集料，在瀝青拌和樓生產(chǎn)瀝青混合料時，可以使熱料倉的粉料排出量降低 56%，進而顯著減少了瀝青混合料生產(chǎn)時的資源能源消耗和CO2、SO2等氣體的排放。

二、石灰水清洗面層集料技術(shù)

（一）路面集料質(zhì)量控制方法

1．堅持通過抓好路面材料源頭控制，為實現(xiàn)路面質(zhì)量控制“舒適、耐久”，提高路面使用壽命的目標(biāo)打下基礎(chǔ)；

2．確定路面面層材料唯一料源，以保證巖質(zhì)和碎石規(guī)格，保證材料的穩(wěn)定性，真正實現(xiàn)配合比設(shè)計對施工的有效指導(dǎo)；

3．通過循環(huán)石灰水水洗，嚴格控制路面規(guī)格料0.075mm以下含量指標(biāo)，提高碎石材料的粘附性。

（二）生產(chǎn)工藝及效果

經(jīng)石灰水清洗的面層集料和未經(jīng)經(jīng)石灰水清洗的面層集料的見圖4，各項技術(shù)指標(biāo)的檢測結(jié)果見表1，生產(chǎn)工藝見圖5。

圖1 石灰水清洗前后面層集料技術(shù)的對比

表1 經(jīng)水洗和未經(jīng)水洗集料（石灰?guī)r）的性能檢測結(jié)果

經(jīng)石灰水清洗后：①三檔集料0.075mm篩孔的通過率分別減少了69.6%、63.0%和57.3%（平均63.3%），說明其含泥量已顯著降低；②改善了集料與瀝青粘附性，其粘附性由4級升為5級。

圖2 石灰水清洗面層集料技術(shù)的生產(chǎn)工藝

（三）項目保證措施

料源選擇：在保證集料性能的前提下，集料料源（礦山）的風(fēng)化土層越薄越好。

圖3 石灰?guī)r礦山

沉淀池容積：沉淀池的容積要足夠大，以保證5級沉淀池中水的清潔度。

圖4 五級沉淀池

防止再次污染：水洗集料生產(chǎn)場必須硬化，防止鏟料時的二次泥土污染。

圖5 集料水洗區(qū)

三、結(jié)論

（一）、社會效益

石灰水清洗面層集料技術(shù)可以根本上解決了集料與瀝青的粘附問題，同時有利于解決瀝青路面的水損壞問題，并延長其使用壽命，提高其服務(wù)水平，極大的方便了人們的出行。

（二）、經(jīng)濟效益

1.長期經(jīng)濟效益

石灰水清洗面層集料技術(shù)可以延長瀝青路面的使用壽命，也就降低了建設(shè)期的維修費用。

2．直接經(jīng)濟效益

在瀝青混合料拌和過程中熱料倉總會有粉塵排出，據(jù)估算，排出的粉塵為5%，經(jīng)石灰水清洗集料后可以減少粉塵排放 56%，那么經(jīng)石灰水清洗后，面層材料平均排出的粉塵為2.2%（減少2.8%）。

修筑一平方米瀝青路面，如果少排2.8%的熱料倉粉塵，大約可以節(jié)?。喝剂腺M0.08公斤重油0.28元+拌和樓機械磨損費0.06元+電費0.05元+原料運輸儲存上料費0.08元+溢料處理費0.06元=0.53元。清洗一平方米瀝青路面的碎石，多消耗的費用大約為：振動篩電費0.35元+振動篩磨損費0.04元+抽水電費0.08元+水費0.06元=0.53元。說明采用石灰水清洗面層集料技術(shù)基本不會增加建設(shè)成本。

（三）、環(huán)境效益

1．節(jié)約能源消耗

每加熱1噸瀝青混合料拌和樓熱料倉的集料需要消耗6.5公斤重油，采用石灰水清洗集料后，可以減少熱料倉的溢料率，每新建 1公里高速公路瀝青路面，就能減少溢料0.02萬噸，也就節(jié)約了0.13萬公斤的重油。彭湖高速公路64公里，可以節(jié)約8.3萬公斤重油。

2．減排

燃燒1公斤重油會排放3.2公斤CO2和0.45公斤SO2，那么采用石灰水清洗集料后，每新建1公里高速公路瀝青路面節(jié)約0.13萬公斤的重油，就可少排0.42萬公斤CO2和0.059公斤SO2。彭湖高速公路64公里，可以減少26.9萬公斤CO2和3.8公斤SO2排放。

3．改善施工條件。

石灰水清洗集料可以大大降低集料加工場和瀝青混合料場的粉塵污染，改善了施工條件，有利于現(xiàn)場施工人員的健康。

[1]公路工程集料試驗規(guī)程，中華人民共和國交通部（JTG E42-2005）[S].北京:人民交通出版社.2005.

[2]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范，中華人民共和國交通部（JTG E40-2005）[S].北京:人民交通出版社.2005.

[3]張文海，范書龍，瀝青混合料水穩(wěn)定性試驗研究[J]. 公路與汽運.2006(5).

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1007-6344（2015）09-0116-02