精細(xì)集料工廠化加工技術(shù)在鋼橋面鋪裝中的應(yīng)用研究

張廣平ZHANG Guang-ping

（保利長大工程有限公司，廣州511431）

0 引言

鋼橋面鋪裝在國內(nèi)一直是公認(rèn)的技術(shù)難題，相比歐美、日本等發(fā)達(dá)國家，國內(nèi)的通車項(xiàng)目一般使用壽命較短，多則5 年，少則1 年左右就產(chǎn)生破壞，進(jìn)入大修階段。近年來，技術(shù)人員加強(qiáng)了相關(guān)的技術(shù)研究，各施工單位也加大了鋼橋面鋪裝項(xiàng)目的機(jī)械設(shè)備投入和技術(shù)儲(chǔ)備，以求獲得與歐美、日本等發(fā)達(dá)國家相近的使用壽命。

分析國內(nèi)鋼橋面鋪裝的破壞原因，除超載超限車輛影響的因素外，還有施工過程控制、原材料質(zhì)量控制等因素。以我公司為例，目前在鋼橋面鋪裝項(xiàng)目的主要機(jī)械設(shè)備配置已達(dá)到甚至超過了歐美等發(fā)達(dá)國家；主要技術(shù)管理人員結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，技術(shù)上已達(dá)到一定的水平；鋼橋面鋪裝的主要原材料（如防水粘結(jié)層、膠結(jié)材料等）也采用了與發(fā)達(dá)國家同類的產(chǎn)品，但集料加工控制方面仍有較大差距，作為鋼橋面鋪裝主要材料的集料，加工技術(shù)仍比較落后，主要體現(xiàn)在集料分檔的精細(xì)程度、加工規(guī)格、加工過程質(zhì)量控制、粉塵含量等方面，與鋼橋面鋪裝的精細(xì)化程度不匹配[1]。即使是國內(nèi)鋼橋面鋪裝主要供應(yīng)商的鎮(zhèn)江茅迪，其生產(chǎn)線配置為10 余年前的技術(shù)要求，采用的是傳統(tǒng)的加工技術(shù)，僅僅能滿足常規(guī)的技術(shù)要求。

以港珠澳大橋橋面鋪裝為例，對細(xì)集料的分檔提出了嚴(yán)格的要求，尤其是將澆注式瀝青用的S16（0-2.36mm）細(xì)集料，進(jìn)一步細(xì)分為A 料（0.6-2.36mm）、B 料（0.212-0.6mm）、C 料（0.075-0.212mm）3 檔，以保證混合料的級(jí)配控制更加精確。根據(jù)公司多年來在集料加工方面的技術(shù)積累，在進(jìn)行了可行性分析，小批量模擬生產(chǎn)后，形成了一套滿足鋼橋面等高端路面及高標(biāo)混凝土所需精細(xì)集料成套加工技術(shù)，并在中山火炬開發(fā)區(qū)建設(shè)集料工廠，加以實(shí)施。

1 技術(shù)原理

①利用立軸式?jīng)_擊式破碎機(jī)對碎石進(jìn)行破碎，通過空氣篩控制0.075 的含量，利用多點(diǎn)概率篩來對細(xì)集料進(jìn)行分檔。從而加工出為A 料（0.6-2.36mm）、B 料（0.212-0.6mm）、C 料（0.075-0.212mm）3 檔細(xì)集料。

②調(diào)整立軸式?jīng)_擊式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變各檔料的生產(chǎn)比例，

③粗集料通過振動(dòng)篩實(shí)現(xiàn)集料的分檔。

2 工藝流程及操作要點(diǎn)

2.1 工藝流程

為保證工廠化的效果，集料工廠將原材料中的開采及破碎關(guān)口前移，所用原材料為半成品料，不涉及基巖的開采，爆破后大石塊的解石、一破及二破等工序均安排在礦口附近石場進(jìn)行，進(jìn)場的半成品料規(guī)格為10-20mm，其生產(chǎn)流程圖如圖1。

圖1 集料工廠生產(chǎn)流程圖

2.2 粗集料生產(chǎn)工藝及操作要點(diǎn)

①將10-20mm 的原料直接倒入粗骨料生產(chǎn)線原料倉，原料倉采用混凝土地倉結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)容量約為45 方，滿足卡車直接倒料要求。②料倉底部設(shè)有變頻皮帶CF-1，通過它來給生產(chǎn)線均勻給料，200t/h 的原料通過倉底皮帶CF-1 輸送到皮帶機(jī)C-2 上，轉(zhuǎn)接輸送到皮帶機(jī)C-3 上。③皮帶機(jī)C-3 再喂料到USF-394HS 立軸沖擊破碎主機(jī)中進(jìn)行破碎，破碎過程中骨料中的石粉通過主機(jī)的分級(jí)裝置被吸到2LQM660 離線脈沖清灰除塵器中，除塵器中的石粉再通過螺旋輸送機(jī)輸送到粉罐中[2]。④破碎后的骨料通過皮帶機(jī)C-4 進(jìn)入ZS2468A 篩分機(jī)中進(jìn)行篩分，篩分機(jī)頂部設(shè)有除塵口，用來清除篩分過程中產(chǎn)生的粉塵，篩分機(jī)出料口出設(shè)有分料裝置，用來調(diào)節(jié)9.5-13.2mm 的一個(gè)回料比例，篩分后大于13.2mm 的骨料通過回料皮帶機(jī)C-5 輸送到皮帶機(jī)C-3 中進(jìn)行循環(huán)破碎，篩分后0-2.36mm的骨料通過皮帶機(jī)C-6 堆置于料倉中，2.36-4.75mm 的骨料通過皮帶機(jī)C-7 堆置于料倉中[3]。⑤篩分后4.75-9.5mm的骨料通過皮帶機(jī)C-8 堆置于料倉中；9.5-13.2mm 的骨料通過皮帶機(jī)C-9 堆置于料倉中。整條生產(chǎn)線在易產(chǎn)生粉塵的皮帶機(jī)轉(zhuǎn)接處均設(shè)有除塵口，以達(dá)到環(huán)保的要求。⑥料倉下料口與包裝袋袋口對接，包裝袋掛繩懸掛在稱重平臺(tái)吊鉤上，稱重平臺(tái)可進(jìn)行重量設(shè)置，集料按2 噸/包裝料完成后，包裝袋可自動(dòng)脫鉤，并將包裝好的集料輸送到緩存區(qū)[3]。⑦緩存區(qū)包裝集料安裝身份識(shí)別卡后進(jìn)入軌道運(yùn)輸車，轉(zhuǎn)運(yùn)至成品集料倉庫，通過龍門吊車按不同規(guī)格進(jìn)行存儲(chǔ)堆放。

2.3 細(xì)集料生產(chǎn)工藝及操作要點(diǎn)

①通過地槽將10-20mm 的原料裝入細(xì)骨料生產(chǎn)線原料倉，原料倉采用混凝土地倉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。②料倉底部設(shè)有變頻皮帶機(jī)BF-1，通過它來給生產(chǎn)線均勻給料，45t/h 的原料通過BF-1 皮帶輸送到輸送到暫存料倉中。③暫存料倉的設(shè)計(jì)容積為90 方，能保證在原料供應(yīng)不足或前端設(shè)備故障的情況下生產(chǎn)線繼續(xù)生產(chǎn)兩個(gè)半小時(shí)。④骨料在暫存?zhèn)}中中轉(zhuǎn)后通過皮帶機(jī)B-2 喂料到US7-474H 立軸沖擊破碎主機(jī)里進(jìn)行破碎，破碎完后骨料通過振動(dòng)給料機(jī)進(jìn)入到空氣篩中進(jìn)行篩分，篩分過程中骨料中的石粉會(huì)被吸到2LQM660 離線脈沖清灰除塵器中，除塵器中的石粉再通過螺旋輸送機(jī)輸送到粉罐中，滿足所要求的石粉的無壓輸送。⑤通過空氣篩篩分后的骨料中的含粉率（0-0.075mm）可以控制在0.8%以下，滿足客戶的要求，含粉率大小可通過調(diào)整設(shè)備參數(shù)來控制；篩分后篩上物的骨料通過皮帶機(jī)B-3 輸送到皮帶機(jī)B-2 上來進(jìn)行循環(huán)破碎。⑥篩分后篩下物的成品料通過皮帶機(jī)B-4 跟皮帶機(jī)B-5輸送到NC2024A 概率篩中進(jìn)行進(jìn)一步的篩分；概率篩頂部設(shè)有除塵口，用來清除篩分過程中產(chǎn)生的粉塵，概率篩出料口出設(shè)有兩個(gè)分料裝置，可以調(diào)節(jié)0.2-0.6mm 跟0.6-2.36mm 的一個(gè)回料比例。⑦篩分后大于2.36mm 的骨料通過皮帶機(jī)B-6 輸送至皮帶機(jī)B-3 中進(jìn)行循環(huán)破碎，0.075-0.2mm 的骨料通過皮帶機(jī)B-7 堆置于料倉中，0.2-0.6mm的骨料通過皮帶機(jī)B-8 堆置于料倉中，0.6-2.36mm 的骨料通過皮帶機(jī)B-9 堆置于料倉中。整條生產(chǎn)線在易產(chǎn)生粉塵的皮帶機(jī)轉(zhuǎn)接處均設(shè)有除塵口，以達(dá)到環(huán)保的要求。⑧料倉下料口與包裝袋袋口對接，包裝袋掛繩懸掛在稱重平臺(tái)吊鉤上，稱重平臺(tái)可進(jìn)行重量設(shè)置，集料按2 噸/包裝料完成后，包裝袋可自動(dòng)脫鉤，并將包裝好的集料輸送到緩存區(qū)。⑨緩存區(qū)包裝集料安裝身份識(shí)別卡后進(jìn)入軌道運(yùn)輸車，轉(zhuǎn)運(yùn)至成品集料倉庫，通過龍門吊車按不同規(guī)格進(jìn)行存儲(chǔ)堆放。

3 材料和設(shè)備投入

3.1 母材投入

粗集料加工所用原材料為10-20mm 輝綠巖碎石，細(xì)集料加工所用原材料為3-5mm 石灰?guī)r碎石。

3.2 主要設(shè)備投入

采用的主要設(shè)備如表1、表2。

表1 細(xì)集料生產(chǎn)線主要設(shè)備配置

表2 粗集料生產(chǎn)線主要設(shè)備配置

4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

①參與生產(chǎn)的人員必須通過培訓(xùn)，并經(jīng)理論和實(shí)踐考核合格后方可上崗；參與生產(chǎn)每個(gè)人員熟悉自己崗位職責(zé)；崗位分工清楚、職責(zé)分明，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)置，人員經(jīng)培訓(xùn)后可快速適應(yīng)崗位技能要求；從而確保生產(chǎn)不因崗位人員變動(dòng)而造成不穩(wěn)定因素。②保持生產(chǎn)線設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)；集料生產(chǎn)線是大功耗設(shè)備，設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)磨損是不可避免的；在使用過程中，按照保養(yǎng)規(guī)程做好設(shè)備的日常保養(yǎng)工作，減少設(shè)備在正常使用周期內(nèi)的應(yīng)保養(yǎng)不當(dāng)造成的損壞；易損件要按照設(shè)備說明書的要求及時(shí)更換；設(shè)備的參數(shù)在使用過程當(dāng)中應(yīng)保持穩(wěn)定，不輕易進(jìn)行修改，確保生產(chǎn)線處于穩(wěn)定良好的運(yùn)行狀態(tài)。③嚴(yán)控原材料質(zhì)量；集料工廠采用半成品集料進(jìn)行精加工，集料的質(zhì)量主要靠石場礦口的控制，為確保原材料的穩(wěn)定，工廠安排專門人員進(jìn)駐石場蹲點(diǎn)，確保石塊由統(tǒng)一的礦口產(chǎn)出，并根據(jù)工廠的要求，督促石場按所需的規(guī)格、含粉量及含水量進(jìn)行加工生產(chǎn)半成品料；并采取到場取樣的方法對每批次原材料按要求進(jìn)行檢測，合格后方可進(jìn)場；不合格將采取退貨處理，確保每批原材料的穩(wěn)定。④生產(chǎn)工藝一致性；生產(chǎn)工藝通過集料生產(chǎn)線試產(chǎn)確定后，通過計(jì)算機(jī)控制程序固定儲(chǔ)存下來，不做修改。⑤集料檢測頻率按每2小時(shí)取樣1 次，檢測結(jié)果及時(shí)輸入集料管理系統(tǒng)，并反饋至相關(guān)作業(yè)人員；如出現(xiàn)波動(dòng)范圍較大情況，加密檢測頻率或停機(jī)分析原因后再進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)將波動(dòng)性較大集料重新回爐生產(chǎn)，避免不合格集料進(jìn)入包裝環(huán)節(jié)；粗集料除滿足常規(guī)指標(biāo)外，出廠控制標(biāo)準(zhǔn)為粉塵含量小于0.3%，細(xì)集料級(jí)配波動(dòng)范圍僅允許±3。⑥成品集料采用袋式包裝，包裝規(guī)格為每包2 噸，集料裝袋完成后，及時(shí)封閉袋口，并采用龍門吊車按不同規(guī)格進(jìn)行堆放；堆放場地采用水泥混凝土硬化，廠房內(nèi)設(shè)置防潮防塵設(shè)施，避免成品集料受潮及二次污染。⑦采用信息化技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量管理追溯；每包成品集料上都配置身份識(shí)別卡，記錄了每包集料的生產(chǎn)信息，包括原材、批號(hào)、生產(chǎn)日期、參與人員及成品集料檢測數(shù)據(jù)，如集料出現(xiàn)質(zhì)量問題，可通過專用讀卡器及工廠網(wǎng)站進(jìn)行查詢，幾分鐘內(nèi)可找出原因及相關(guān)數(shù)據(jù)。

5 結(jié)語

①集料采用干式布袋除塵法，集料除塵通過引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓及相關(guān)設(shè)備工作機(jī)構(gòu)來完成，減少了水資源消耗及對水資源污染。②集料生產(chǎn)過程對料流采用全封閉覆蓋，避免了生產(chǎn)過程揚(yáng)塵情況發(fā)生，粉塵通過除塵器進(jìn)行集中回收并存放在密閉粉罐內(nèi)，通過專用運(yùn)輸車運(yùn)至火力電廠及水泥廠使用，減少了粉塵排放對環(huán)境及大氣污染。③由于目前集料工廠所生產(chǎn)的集料及分檔技術(shù)，在國內(nèi)尚未完善，通過成套技術(shù)的應(yīng)用，在集料工廠投產(chǎn)后，逐步形成鋼橋面鋪裝專用集料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；成套技術(shù)的應(yīng)用，從根本上解決了鋼橋面鋪裝用集料的來源問題，大大推動(dòng)了我國鋼橋面專用集料的分檔標(biāo)準(zhǔn)和加工水平。