石灰水清洗面層集料技術與應用

趙娟芳

(江西交通職業技術學院，330013)

石灰水清洗面層集料技術與應用

趙娟芳

(江西交通職業技術學院，330013)

集料表面特征對提高瀝青路面的水穩定性具有重要的作用，一方面瀝青是酸性的，根據異性相吸的原理，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，與瀝青粘結就越強，瀝青就越不容易從集料表面剝落，瀝青路面的水穩定性也就越好。某高速公路建設中應用石灰水清洗集料后，我們發現用該技術處理的集料，在瀝青拌和樓生產瀝青混合料時，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就發生了損壞，在國外習慣上將這種未達到使用壽命就出現的各種非正常損壞統稱為早期損壞。

瀝青路面水損壞作為早期損壞的主要現象，在國內外都進行了很多系統的研究和討論，其研究成果表明，提高瀝青路面的水穩定性是防止早期水損壞最有效的方法，而集料的表面性質和清潔度都是影響瀝青路面水穩定性的主要原因。一方面，瀝青是酸性的，根據異性相吸的原理，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，與瀝青粘結就越強，瀝青就越不容易從集料表面剝落，瀝青路面的水穩定性也就越好。根據以上分析，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定性。國內外一些有影響力的研究成果也得出了同樣的結論，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。

在某高速公路建設中應用石灰水清洗集料后，我們發現用該技術處理的集料，在瀝青拌和樓生產瀝青混合料時，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

（一）路面集料質量控制方法

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

2．確定路面面層材料唯一料源，以保證巖質和碎石規格，保證材料的穩定性，真正實現配合比設計對施工的有效指導；

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

（二）生產工藝及效果

經石灰水清洗的面層集料和未經經石灰水清洗的面層集料的見圖4，各項技術指標的檢測結果見表1，生產工藝見圖5。

圖1 石灰水清洗前后面層集料技術的對比

表1 經水洗和未經水洗集料（石灰巖）的性能檢測結果

經石灰水清洗后：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的生產工藝

（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）的風化土層越薄越好。

圖3 石灰巖礦山

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：水洗集料生產場必須硬化，防止鏟料時的二次泥土污染。

圖5 集料水洗區

三、結論

（一）、社會效益

石灰水清洗面層集料技術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，提高其服務水平，極大的方便了人們的出行。

（二）、經濟效益

1.長期經濟效益

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

2．直接經濟效益

在瀝青混合料拌和過程中熱料倉總會有粉塵排出，據估算，排出的粉塵為5%，經石灰水清洗集料后可以減少粉塵排放 56%，那么經石灰水清洗后，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，大約可以節省：燃料費0.08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基本不會增加建設成本。

（三）、環境效益

1．節約能源消耗

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，也就節約了0.13萬公斤的重油。彭湖高速公路64公里，可以節約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，有利于現場施工人員的健康。

[1]公路工程集料試驗規程，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規范，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，瀝青混合料水穩定性試驗研究[J]. 公路與汽運.2006(5).

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1007-6344（2015）09-0116-02