瀝青面層碎石加工關鍵技術研究

王志剛,艾振喜

摘 要：本文以哈密G331項目碎石加工的經驗教訓為例，從級配、潔凈度、粉塵含量等主要控制指標方面進行碎石加工關鍵技術的探討，提出了瀝青面層碎石加工設備選型需要考慮的因素和原則，建議瀝青各結構層碎石加工應該采用整形制砂機，并采取合理的除塵措施保證集料的潔凈度，同時，對于瀝青拌合樓的篩網配置也給了合理化建議。

關鍵詞：瀝青面層;碎石加工;設備選型;關鍵技術

0 引言

隨著國家環保政策的收緊，一些不符合環保要求的石料廠關停，瀝青面層的碎石供應逐漸從買方市場向賣方市場轉化，碎石價格逐年增加，在這種情況下，好多施工企業逐漸改變碎石采購方式，采用了引進碎石生產線或和石料生產商合作的方式解決碎石供應問題。哈密G331項目由于沒有做好碎石生產設備選型、碎石生產線規劃、碎石加工質量控制等配套的管理策劃，造成生產的碎石存在好多問題，比如粉塵含量超標、部分規格碎石完工后剩余較多，這種現象的出現，一方面會造成反復調整碎石加工設備和加工工藝而影響生產進度，并造成成本增加，另一方面，也會由于進度壓力，減少對設備的維護保養時間，造成碎石加工質量失控，影響到瀝青路面施工質量。因而，要想保證瀝青面層的施工質量，必須從原材料的質量抓起，那么控制好碎石場的集料質量就顯得尤為重要，而碎石的質量除了和選定宕口母材的巖性、力學性質和紋理構造有關外，還與碎石加工設備選型及關鍵指標的控制措施有關，下面以哈密G331項目碎石加工為例探討一下瀝青面層碎石加工設備選型及質量控制的關鍵技術。

1 關鍵技術

集料質量差是目前公路建設中特別嚴重的問題，突出的表現是：材料臟，粉塵多，針片狀顆粒含量高，級配不規格等，經常不能達到規范[1]要求。這些技術指標的控制就是碎石加工生產線的關鍵技術，在規范關于集料的技術要求中，按其性質可分為兩類：一類是反映材料來源的“資源特性”，或稱為料源特性、天然特性，它是石料產地所決定的，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、砂當量、亞甲藍值、細粉含量等。下面主要闡述反映“加工特性”的一些技術指標的控制措施。

1.1 級配

在集料規格選定前，首先要確定振動篩的尺寸，并且要和設備選型同步進行，振動篩越大，生產效率越高且篩分越充分，集料規格越穩定。振動篩配套的篩孔尺寸確定非常關鍵，這要根據控制的關鍵篩孔確定，所以，要首先把各種結構類型瀝青混合料的關鍵篩孔確定下來，現行規范[1]規定，“標準配合比的礦料合成級配中，至少應包括0.075mm、

2.36mm、4.75mm及公稱最大粒徑篩孔的通過率接近優選的工程設計級配范圍的中值”，所以，瀝青混合料的關鍵篩孔應該是0.075mm、2.36mm、4.75mm及公稱最大粒徑四個篩孔，同時要兼顧選用規格集料兩端所對應的篩孔，并且和瀝青拌合樓熱料倉篩網統籌考慮。規范[1]給出了間歇式拌合機用振動篩和標準篩篩孔的對應表，如表1。

G331項目采用AC-25C和AC-16C兩種結構，AC-25C對應的關鍵篩孔應該是0.075mm、2.36mm、4.75mm、26.5mm，AC-16C對應的關鍵篩孔應該是0.075mm、2.36mm、4.75mm、16mm，0.075mm篩孔主要控制細粉通過率，碎石場和拌合樓一般不設置，那么綜合考慮兩種結構，碎石場考慮的關鍵篩孔應該是2.36mm、4.75mm、16mm、26.5mm，但無論是碎石場還是瀝青拌合樓，篩孔尺寸相差越大，振動篩篩分越不容易充分，級配波動越大，所以還應該根據瀝青面層粗集料規格增加一定規格的集料，根據G331項目瀝青面層結構類型，碎石加工廠選用了10mm～25mm、10mm～15mm、5mm～10mm、3mm～5mm、0mm～3mm五種規格集料，為保證AC-25C其它規格集料也能在AC-16C通用，保證AC-16C上面層19mm篩孔通過率100%，碎石場振動篩配套篩網尺寸為30mm、18mm、11mm、6mm、3mm，各檔集料篩分結果如表2。

從表2中篩分結果可以看到，各種規格集料篩分結果除0mm～3mm集料外基本能夠滿足要求，而且10mm～15mm集料19mm篩孔通過率100，可以滿足AC-25C和AC-16C兩種結構類型通用，用碎石場生產集料進行AC-25C型合成，比例為5#：4#：3#：2#：1#：礦粉=26：27：13：6：27：1，如合成級配1，各檔篩孔通過率均滿足要求，說明碎石場篩網選擇合理。

碎石場篩網確定好后，瀝青拌合站的篩網配置應該和碎石場匹配，并能夠使各結構層通用，G331項目拌合站篩網為35mm、22mm、11mm、6mm、3.5mm，到目前為止，下面層已完成75%，上面層沒有施工，瀝青拌和站3mm～6mm熱料倉實際比例是7%，拌合站生產過程中沒有溢料也沒有等料，但3mm～5mm碎石實際使用比例僅為3%，預測上面層也不會突破，碎石場3mm～5mm碎石出料比例約為11%，預測工程結束后將有8%約3.6萬噸的3mm～5mm碎石剩余，這部分集料雖然可以通過引進制砂機加工成機制砂用于水泥混凝土和瀝青混合料，但如果不提前規劃好，在后期發現問題后再進行調整將會造成成本增加，甚至會出現無法使用完的死循環。為了避免這種情況的再次出現，我們還是從級配組成設計上進行分析，我們假設碎石場不生產3mm～5mm集料，用10mm～25mm、10mm～15mm、5mm～10mm、0mm～3mm四種規格集料進行級配組成設計，在原有集料篩分結果的基礎上，把比例調整為5#：4#：3#：2#：1#：礦粉=26：27：16：0：30：1，如表2合成級配2，除0.075篩孔通過率外均能滿足要求，而且關鍵篩孔4.75mm、2.36mm的通過率更合理，4.75mm和2.36mm篩孔通過率的差值小于10%，既有利于混合料形成骨架嵌擠結構，又有利于細料的充分填充空隙，降低空隙率，而且有利于壓實，而0.075mm篩孔的通過率可以通過采取除塵措施加以解決，所以碎石場不生產3mm～5mm集料完成可以滿足工程要求。但是碎石場設置有6mm和3mm兩檔篩網，必然會存在這兩檔篩網之間的集料，這部分集料可以直接進入整形制砂機生產機制砂。若生產出來的粗集料針片狀、棱角性不好，也可以通過整形制砂機得到解決。

1.2 細粉含量及含泥量

規范[1]規定的細集料指標并不多，但其中最重要的就是潔凈，瀝青混合料石屑或機制砂的細粉含量用0.075mm篩孔的通過率判定，0.075mm通過率0mm～5mm規格小于10%，0mm～3mm規格小于15%，含泥量用砂當量或亞甲藍判定，高速和一級公路砂當量要大于60%，其他等級公路砂當量要大于50%，土和細粉含量都會影響砂當量，土當然是越少越好，但細粉必須有一定的含量，細粉含量過少，相應的0.3mm～1.18mm之間的含量也會減少，不足以填充空隙，會使瀝青混凝土殘余空隙過大，造成路面水損壞，細粉含量過多，瀝青混凝土比表面積增大，需要的瀝青用量增多，會使路面超密，不但會增加成本，也會造成路面車轍病害，根據多年瀝青路面施工實踐，細粉含量在6%～12%之間比較合適。G331項目碎石場剛開始生產的0mm～3mm集料0.075mm篩孔通過率在15%左右，砂當量小于50%，細粉含量和含泥量均不滿足規范[1]要求，項目經過多方面調查分析，采取以下措施解決了這些問題。

碎石場在振動給料機和錘破機之間加設一套振動篩，振動篩設兩層篩網，上層篩網30mm，下層篩網5mm，在振動給料機下的慮土器上安裝10cm鋼筋網，100mm以上石料進入鄂破機破碎，100mm以下石料通過皮帶輸送到振動篩里，5mm以下粉料通過皮帶輸送到場外廢棄。通過處理，生產出的0mm～3mm集料砂當量均大于60%，0.075mm篩孔通過率在2%～5%之間，為此，要求碎石場在振動篩5mm篩網上又重疊安裝了一片5mm篩網以降低粉料通過量，之后進行檢測，0mm～3mm集料砂當量均大于60%，0.075mm篩孔通過率在6%～12%范圍內，符合要求。

2 結語

（1）為了加工出符合瀝青面層使用的碎石，碎石加工廠設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度，對于石灰巖優先考慮鄂破加反擊破，對于其它巖石，優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，把3mm～5mm之間的石料制砂，上面層最好進行整形。

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

（4）瀝青拌合樓熱料倉篩網配置要和碎石加工廠相匹配，避免拌合樓生產過程中等料溢料，提高生產效率。

參考文獻：

[1]交通部公路科學研究所.GTJF40-2004，公路瀝青路面施工技術規范[S].北京：人民交通出版社.