瀝青面層碎石加工關(guān)鍵技術(shù)研究

王志剛,艾振喜

摘 要：本文以哈密G331項(xiàng)目碎石加工的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)為例，從級(jí)配、潔凈度、粉塵含量等主要控制指標(biāo)方面進(jìn)行碎石加工關(guān)鍵技術(shù)的探討，提出了瀝青面層碎石加工設(shè)備選型需要考慮的因素和原則，建議瀝青各結(jié)構(gòu)層碎石加工應(yīng)該采用整形制砂機(jī)，并采取合理的除塵措施保證集料的潔凈度，同時(shí)，對(duì)于瀝青拌合樓的篩網(wǎng)配置也給了合理化建議。

關(guān)鍵詞：瀝青面層;碎石加工;設(shè)備選型;關(guān)鍵技術(shù)

0 引言

隨著國(guó)家環(huán)保政策的收緊，一些不符合環(huán)保要求的石料廠關(guān)停，瀝青面層的碎石供應(yīng)逐漸從買方市場(chǎng)向賣方市場(chǎng)轉(zhuǎn)化，碎石價(jià)格逐年增加，在這種情況下，好多施工企業(yè)逐漸改變碎石采購(gòu)方式，采用了引進(jìn)碎石生產(chǎn)線或和石料生產(chǎn)商合作的方式解決碎石供應(yīng)問(wèn)題。哈密G331項(xiàng)目由于沒(méi)有做好碎石生產(chǎn)設(shè)備選型、碎石生產(chǎn)線規(guī)劃、碎石加工質(zhì)量控制等配套的管理策劃，造成生產(chǎn)的碎石存在好多問(wèn)題，比如粉塵含量超標(biāo)、部分規(guī)格碎石完工后剩余較多，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，一方面會(huì)造成反復(fù)調(diào)整碎石加工設(shè)備和加工工藝而影響生產(chǎn)進(jìn)度，并造成成本增加，另一方面，也會(huì)由于進(jìn)度壓力，減少對(duì)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間，造成碎石加工質(zhì)量失控，影響到瀝青路面施工質(zhì)量。因而，要想保證瀝青面層的施工質(zhì)量，必須從原材料的質(zhì)量抓起，那么控制好碎石場(chǎng)的集料質(zhì)量就顯得尤為重要，而碎石的質(zhì)量除了和選定宕口母材的巖性、力學(xué)性質(zhì)和紋理構(gòu)造有關(guān)外，還與碎石加工設(shè)備選型及關(guān)鍵指標(biāo)的控制措施有關(guān)，下面以哈密G331項(xiàng)目碎石加工為例探討一下瀝青面層碎石加工設(shè)備選型及質(zhì)量控制的關(guān)鍵技術(shù)。

1 關(guān)鍵技術(shù)

集料質(zhì)量差是目前公路建設(shè)中特別嚴(yán)重的問(wèn)題，突出的表現(xiàn)是：材料臟，粉塵多，針片狀顆粒含量高，級(jí)配不規(guī)格等，經(jīng)常不能達(dá)到規(guī)范[1]要求。這些技術(shù)指標(biāo)的控制就是碎石加工生產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)，在規(guī)范關(guān)于集料的技術(shù)要求中，按其性質(zhì)可分為兩類：一類是反映材料來(lái)源的“資源特性”，或稱為料源特性、天然特性，它是石料產(chǎn)地所決定的，如密度、壓碎值、磨光值等。另一類是反映加工水平的“加工特性”，如石料的級(jí)配組成、針片狀顆粒含量、破碎礫石的破碎面比例、棱角性、含泥量、砂當(dāng)量、亞甲藍(lán)值、細(xì)粉含量等。下面主要闡述反映“加工特性”的一些技術(shù)指標(biāo)的控制措施。

1.1 級(jí)配

在集料規(guī)格選定前，首先要確定振動(dòng)篩的尺寸，并且要和設(shè)備選型同步進(jìn)行，振動(dòng)篩越大，生產(chǎn)效率越高且篩分越充分，集料規(guī)格越穩(wěn)定。振動(dòng)篩配套的篩孔尺寸確定非常關(guān)鍵，這要根據(jù)控制的關(guān)鍵篩孔確定，所以，要首先把各種結(jié)構(gòu)類型瀝青混合料的關(guān)鍵篩孔確定下來(lái)，現(xiàn)行規(guī)范[1]規(guī)定，“標(biāo)準(zhǔn)配合比的礦料合成級(jí)配中，至少應(yīng)包括0.075mm、

2.36mm、4.75mm及公稱最大粒徑篩孔的通過(guò)率接近優(yōu)選的工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的中值”，所以，瀝青混合料的關(guān)鍵篩孔應(yīng)該是0.075mm、2.36mm、4.75mm及公稱最大粒徑四個(gè)篩孔，同時(shí)要兼顧選用規(guī)格集料兩端所對(duì)應(yīng)的篩孔，并且和瀝青拌合樓熱料倉(cāng)篩網(wǎng)統(tǒng)籌考慮。規(guī)范[1]給出了間歇式拌合機(jī)用振動(dòng)篩和標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔的對(duì)應(yīng)表，如表1。

G331項(xiàng)目采用AC-25C和AC-16C兩種結(jié)構(gòu)，AC-25C對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵篩孔應(yīng)該是0.075mm、2.36mm、4.75mm、26.5mm，AC-16C對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵篩孔應(yīng)該是0.075mm、2.36mm、4.75mm、16mm，0.075mm篩孔主要控制細(xì)粉通過(guò)率，碎石場(chǎng)和拌合樓一般不設(shè)置，那么綜合考慮兩種結(jié)構(gòu)，碎石場(chǎng)考慮的關(guān)鍵篩孔應(yīng)該是2.36mm、4.75mm、16mm、26.5mm，但無(wú)論是碎石場(chǎng)還是瀝青拌合樓，篩孔尺寸相差越大，振動(dòng)篩篩分越不容易充分，級(jí)配波動(dòng)越大，所以還應(yīng)該根據(jù)瀝青面層粗集料規(guī)格增加一定規(guī)格的集料，根據(jù)G331項(xiàng)目瀝青面層結(jié)構(gòu)類型，碎石加工廠選用了10mm～25mm、10mm～15mm、5mm～10mm、3mm～5mm、0mm～3mm五種規(guī)格集料，為保證AC-25C其它規(guī)格集料也能在AC-16C通用，保證AC-16C上面層19mm篩孔通過(guò)率100%，碎石場(chǎng)振動(dòng)篩配套篩網(wǎng)尺寸為30mm、18mm、11mm、6mm、3mm，各檔集料篩分結(jié)果如表2。

從表2中篩分結(jié)果可以看到，各種規(guī)格集料篩分結(jié)果除0mm～3mm集料外基本能夠滿足要求，而且10mm～15mm集料19mm篩孔通過(guò)率100，可以滿足AC-25C和AC-16C兩種結(jié)構(gòu)類型通用，用碎石場(chǎng)生產(chǎn)集料進(jìn)行AC-25C型合成，比例為5#：4#：3#：2#：1#：礦粉=26：27：13：6：27：1，如合成級(jí)配1，各檔篩孔通過(guò)率均滿足要求，說(shuō)明碎石場(chǎng)篩網(wǎng)選擇合理。

碎石場(chǎng)篩網(wǎng)確定好后，瀝青拌合站的篩網(wǎng)配置應(yīng)該和碎石場(chǎng)匹配，并能夠使各結(jié)構(gòu)層通用，G331項(xiàng)目拌合站篩網(wǎng)為35mm、22mm、11mm、6mm、3.5mm，到目前為止，下面層已完成75%，上面層沒(méi)有施工，瀝青拌和站3mm～6mm熱料倉(cāng)實(shí)際比例是7%，拌合站生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有溢料也沒(méi)有等料，但3mm～5mm碎石實(shí)際使用比例僅為3%，預(yù)測(cè)上面層也不會(huì)突破，碎石場(chǎng)3mm～5mm碎石出料比例約為11%，預(yù)測(cè)工程結(jié)束后將有8%約3.6萬(wàn)噸的3mm～5mm碎石剩余，這部分集料雖然可以通過(guò)引進(jìn)制砂機(jī)加工成機(jī)制砂用于水泥混凝土和瀝青混合料，但如果不提前規(guī)劃好，在后期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后再進(jìn)行調(diào)整將會(huì)造成成本增加，甚至?xí)霈F(xiàn)無(wú)法使用完的死循環(huán)。為了避免這種情況的再次出現(xiàn)，我們還是從級(jí)配組成設(shè)計(jì)上進(jìn)行分析，我們假設(shè)碎石場(chǎng)不生產(chǎn)3mm～5mm集料，用10mm～25mm、10mm～15mm、5mm～10mm、0mm～3mm四種規(guī)格集料進(jìn)行級(jí)配組成設(shè)計(jì)，在原有集料篩分結(jié)果的基礎(chǔ)上，把比例調(diào)整為5#：4#：3#：2#：1#：礦粉=26：27：16：0：30：1，如表2合成級(jí)配2，除0.075篩孔通過(guò)率外均能滿足要求，而且關(guān)鍵篩孔4.75mm、2.36mm的通過(guò)率更合理，4.75mm和2.36mm篩孔通過(guò)率的差值小于10%，既有利于混合料形成骨架嵌擠結(jié)構(gòu)，又有利于細(xì)料的充分填充空隙，降低空隙率，而且有利于壓實(shí)，而0.075mm篩孔的通過(guò)率可以通過(guò)采取除塵措施加以解決，所以碎石場(chǎng)不生產(chǎn)3mm～5mm集料完成可以滿足工程要求。但是碎石場(chǎng)設(shè)置有6mm和3mm兩檔篩網(wǎng)，必然會(huì)存在這兩檔篩網(wǎng)之間的集料，這部分集料可以直接進(jìn)入整形制砂機(jī)生產(chǎn)機(jī)制砂。若生產(chǎn)出來(lái)的粗集料針片狀、棱角性不好，也可以通過(guò)整形制砂機(jī)得到解決。

1.2 細(xì)粉含量及含泥量

規(guī)范[1]規(guī)定的細(xì)集料指標(biāo)并不多，但其中最重要的就是潔凈，瀝青混合料石屑或機(jī)制砂的細(xì)粉含量用0.075mm篩孔的通過(guò)率判定，0.075mm通過(guò)率0mm～5mm規(guī)格小于10%，0mm～3mm規(guī)格小于15%，含泥量用砂當(dāng)量或亞甲藍(lán)判定，高速和一級(jí)公路砂當(dāng)量要大于60%，其他等級(jí)公路砂當(dāng)量要大于50%，土和細(xì)粉含量都會(huì)影響砂當(dāng)量，土當(dāng)然是越少越好，但細(xì)粉必須有一定的含量，細(xì)粉含量過(guò)少，相應(yīng)的0.3mm～1.18mm之間的含量也會(huì)減少，不足以填充空隙，會(huì)使瀝青混凝土殘余空隙過(guò)大，造成路面水損壞，細(xì)粉含量過(guò)多，瀝青混凝土比表面積增大，需要的瀝青用量增多，會(huì)使路面超密，不但會(huì)增加成本，也會(huì)造成路面車轍病害，根據(jù)多年瀝青路面施工實(shí)踐，細(xì)粉含量在6%～12%之間比較合適。G331項(xiàng)目碎石場(chǎng)剛開(kāi)始生產(chǎn)的0mm～3mm集料0.075mm篩孔通過(guò)率在15%左右，砂當(dāng)量小于50%，細(xì)粉含量和含泥量均不滿足規(guī)范[1]要求，項(xiàng)目經(jīng)過(guò)多方面調(diào)查分析，采取以下措施解決了這些問(wèn)題。

碎石場(chǎng)在振動(dòng)給料機(jī)和錘破機(jī)之間加設(shè)一套振動(dòng)篩，振動(dòng)篩設(shè)兩層篩網(wǎng)，上層篩網(wǎng)30mm，下層篩網(wǎng)5mm，在振動(dòng)給料機(jī)下的慮土器上安裝10cm鋼筋網(wǎng)，100mm以上石料進(jìn)入鄂破機(jī)破碎，100mm以下石料通過(guò)皮帶輸送到振動(dòng)篩里，5mm以下粉料通過(guò)皮帶輸送到場(chǎng)外廢棄。通過(guò)處理，生產(chǎn)出的0mm～3mm集料砂當(dāng)量均大于60%，0.075mm篩孔通過(guò)率在2%～5%之間，為此，要求碎石場(chǎng)在振動(dòng)篩5mm篩網(wǎng)上又重疊安裝了一片5mm篩網(wǎng)以降低粉料通過(guò)量，之后進(jìn)行檢測(cè)，0mm～3mm集料砂當(dāng)量均大于60%，0.075mm篩孔通過(guò)率在6%～12%范圍內(nèi)，符合要求。

2 結(jié)語(yǔ)

（1）為了加工出符合瀝青面層使用的碎石，碎石加工廠設(shè)備選型必須要綜合考慮工期、碎石需求量、宕口母巖的巖性和抗壓強(qiáng)度，對(duì)于石灰?guī)r優(yōu)先考慮鄂破加反擊破，對(duì)于其它巖石，優(yōu)先考慮鄂破加圓錐破。

（2）瀝青面層各層碎石加工最好配置制砂機(jī)，把3mm～5mm之間的石料制砂，上面層最好進(jìn)行整形。

（3）在初破和二破之間加設(shè)振動(dòng)篩或除塵的措施，確保0mm～3mm集料細(xì)粉含量和含泥量符合要求。

（4）瀝青拌合樓熱料倉(cāng)篩網(wǎng)配置要和碎石加工廠相匹配，避免拌合樓生產(chǎn)過(guò)程中等料溢料，提高生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]交通部公路科學(xué)研究所.GTJF40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社.