探討高速公路瀝青路面集料生產的關鍵技術

蔡金松

（貴州橋梁建設集團有限責任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

高速公路瀝青路面采用的材料為復合型材料，其組成材料包括瀝青、粗細集料、礦粉和外加劑。因路面結構長期遭受行車荷載、自然環境等諸多因素的影響，在運營過程中產生了一系列質量病害，為有效修復此類缺陷，通過改性瀝青或進口材料對其實施加固處理，并未達到預期效果[1]。為全面探究其形成原因，該文實施了系統性分析和探究，結果發現，除施工管理因素外，其施工中采用的路面集料質量較差[2-3]。因此，科學控制集料生產質量和性能，是有效提升高速公路瀝青路面質量的關鍵所在。

1 瀝青路面集料生產關鍵技術指標

1.1 粗集料技術指標

按照設計文件相關要求，上面層粗集料選用性能優良的輝綠巖、玄武巖，中面層、下面層則采用石灰巖集料[4]。粗集料在瀝青路面結構中占比較大，高達70%~80%。為保證路面施工質量，粗集料應潔凈、干燥，級配符合標準要求，瀝青路面中粗集料相關技術指標如表1所示。

表1 粗集料各項技術指標

1.2 細集料技術指標

按照設計圖紙相關規定，瀝青路面結構中采用的細集料是經專業設備處理后的機制砂，處理過程中應采取除塵措施，全面清除材料內部灰塵、雜物[5]。為保證路面質量，細集料應質地均勻、飽滿，具有較強的抗嵌擠性能，同時質量應達到技術標準要求。

1.3 填料技術指標

為最大限度保證瀝青路面質量，采用的礦粉填料主要為石灰巖，填料使用前應進行凈化處理，處理后礦粉應潔凈、干燥，可以從料倉順利流出，嚴禁采用回收礦粉，其各項技術指標如表2所示。

表2 礦粉質量各項技術指標

2 料源選定需考慮的關鍵因素

2.1 母材片石開采取料點要求

（1）開展實地勘查走訪工作，全面了解施工區域周邊山體石材情況，就地取材選擇合適的原材料，節約材料成本。

（2）就地取材時，應全面了解料源具體情況，確保各項性能指標及供應量滿足施工要求。

（3）材料選取時，應仔細檢查取料點相關指標，如：風化、侵蝕等，達不到標準及設計要求的堅決不予取用。

（4）影響母材片石質量的因素較多，如壓碎值、針片狀顆粒含量等，為有效保證材質符合標準要求，應對料源材料各項性能指標實施全面檢測，并通過試驗驗證。

2.2 母材片石開采生產要求

（1）應具備良好的開采條件。母材片石開采，應具備如下條件：1）采膛口覆土深度較淺、植被數量較少，便于清理等；2）片石材質優良，材料性能符合標準及設計要求[6]。為確保片石質量滿足施工規范要求，應組織相關人員進行現場取樣，并委托具有專業資質的檢測機構對其實施全面檢測，并出具檢測證明。

（2）初步開采的石材，禁止直接放入加工機械進行加工，應先采用小炮進行分割、破碎處理，然后再通過碎石機具實施精細化處理。

（3）為充分保證母材片石質量，石材破碎前，應對其實施清潔處理，保證表面潔凈，無雜物，有效減少針片狀碎石含量。

（4）開采過程中，如膛口巖層出現明顯分層或存在風化軟弱層，應采取分區分片開采，以有效保證石材質量，若開采完成的石塊中存在軟弱層，應將其徹底清除，避免混入碎石機，影響成品質量。

（5）片石存放區應及時清理，避免運輸不徹底，遺留碎石渣混入碎石機，對材料質量造成影響。

3 集料加工廠建設重點環節

3.1 對碎石生產場地的技術要求

（1）通過前期公路工程施工經驗能夠確定，碎石生產場地應寬闊，能滿足現場施工材料供應需求，實際面積不得低于15 000 m2。

（2）碎石生產廠區內應堅實平整，地面完全硬化，或采用磚渣、碎石鋪設平整，厚度不得低于30 cm，廠區內嚴禁積水，地勢應保持中間高、四周低，保證排水順暢，避免降雨積水影響材料性能。

（3）對根據集料種類、性能、粒徑、層次的差異，將生產廠區劃分成不同的區域，如基層材料，單獨劃分4個區域，中、下層油集料，則劃分5個區域[7]。

（4）根據實際劃分的區域，確定各種集料存放位置，并懸掛相應的標識牌，各集料區域中間通過隔板實施分割，防止各種集料相互串料，隔板高度應結合各區域材料堆置高度合理確定。

（5）各區域內集料堆放高度應滿足規范要求，嚴禁超高堆放，通常狀況下，為防止集料產生離析現象，其最大堆放高度不應超過8 m。

3.2 集料生產設備的技術要求

（1）集料生產廠家應具備相應的生產資質和生產經營許可證，并具有相應的生產能力和信譽度，確保貨源充足、供貨及時。

（2）根據各種集料的性能、材質存在的差異，應采取不同的處理方式。集料級配等級的不同，采用的碎石機械也存在一定差異，一、二級碎石分別采用鄂破、反擊式破碎機。特殊狀況下，還需通過整形機進行加工處理。

（3）為最大限度保證集料潔凈度，油面層集料生產車間應安裝凈化、除塵設備。此外，相關機械設備配置時，其性能參數應滿足材料技術指標要求，保證生產出的集料能最大限度滿足現場路面施工需求[8]。

4 集料生產工藝的技術要求

4.1 采用先進的集料生產工藝

該高速公路路面施工時，采用的集料生產設備是當前最為先進的設備，不僅能有效完成碎石破碎，還能根據不同的等級對各種類型的碎石實施分離處理。通過該機械對碎石實施精細化處理后，可對其實施篩分和水洗，顯著提升集料生產質量和效率。其具體生產工藝流程如圖1所示。

圖1 集料生產設備工藝流程圖

4.2 集料生產工藝技術要求

集料生產加工時，應嚴格控制如下幾點：

（1）集料正式生產前，應對各種機械設備實施全方位檢查和更新，避免存在磨損嚴重、性能較差的生產機械，降低集料生產質量和效率；生產過程中應實時觀察和檢測設備運行狀態和性能，出現異常和性能不佳狀況，及時更換和維護，最大限度保證集料性能、質量滿足標準要求。此外，若出現碎石形狀差異性較大或接近極限狀態時，應立即對設備實施更新。

（2）集料生產過程中，應嚴格根據相關技術標準，科學配備滿足施工要求的振動篩。

（3）集料生產加工過程中若出現陰雨天氣，應立即停止生產，待雨停片石徹底干透后再進行開工生產。設備運行時，應安排專人負責投料口投料，避免風化石、泥塊等雜物混入加工機械中。若雜物不易控制，應在一級鄂破進料口位置安裝孔徑滿足要求的濾網，以過濾不必要的雜物。

（4）生產過程中，成品料輸送時，應嚴格控制如下兩個方面：1）集料放置時，應采取均勻布料的形式，防止出現自由下落現象造成大粒徑集料先行落下，小粒徑集料大量堆積，從而造成集料產生離析現象；2）為有效避免集料出現離析現象，下料過程中應嚴格控制下落高度，若料堆高度較高時，可采用溜槽及時轉變集料下落位置。

（5）為保證集料質量，進行同類型集料生產時，不得生產其他類型的集料。

（6）現場生產出的粒徑小于2.36 mm的集料，應實施專門堆放，確保通風、干燥，若出現陰雨天氣，應及時采取覆蓋措施，防止遭受雨水影響，降低集料性能。

5 集料質量控制關鍵點

5.1 集料加工廠的質量控制

為有效保證集料生產加工質量，確保嚴格按集料生產施工工藝流程進行集料生產，施工單位應委派專業技術人員對集料生產過程實施駐場監管，主要監控內容如下：1）成品集料及時抽樣檢查，若達不到標準要求，應及時調整篩網，保證集料質量；2）集料加工時，應對母材實施碎化檢驗，確保其質量符合標準要求，避免出現為降低成本選用劣質母材的情形；3）實時觀察并檢查生產設備性能及運轉情況，防止機械磨損、老化影響集料生產質量，同時還應全面檢查除塵裝置運行情況，確保其處于工作狀態。

5.2 集料的運輸質量控制

為防止集料運輸時遭受污染，應嚴格控制其運輸過程，具體做到如下幾個方面：1）集料運輸車采取標準化管理；2）集料裝車前，應對運輸車進行徹底清潔，確保無灰塵、雜物，裝車后采取必要的覆蓋措施，避免中途遭受污染；3）施工單位駐場技術人員應與施工現場收料人員做好集料出、入庫交接，留好交接憑證及影像資料；4）現場接料人員應合理安排收料工作，避免出現錯用現象。

5.3 集料進場質量控制

集料進場時，施工單位應加強質量檢驗，切實做到每車必驗，采用目測法對集料進行檢查。若發現異常，需采取試驗檢測，合格后方可進場，對于質量達不到要求的集料嚴禁進入施工現場。

若集料規格產生異常，應全面檢查生產廠家，對異常產生原因進行綜合分析并制定解決方案。

5.4 進場集料的堆放質量控制

為確保集料進場堆放質量，應控制如下幾個方面：1）堆放區域應進行硬化處理，確保通風、干燥，并且保證堆放區域具有較高的強度和厚度，避免車輛碾壓產生破壞；2）堆放區域應建立相應的排水設施，并配備排水設備，避免因雨水匯聚對集料造成污染；3）為避免下料過程中產生離析，應防止集料自然下落，并嚴格控制集料堆積高度；4）集料生產時，合理安放生產設備，嚴格控制出料口高度，防止發生離析；5）細集料應堆放在有防雨設施的區域，避免雨水污染。

5.5 集料防污染的質量控制

為避免集料在生產、運輸、存放等過程中遭受污染，應對其實施全過程質量控制。除此之外，還應對廠區及運輸道路實施灑水降塵處理，防止灰塵污染集料。此外，雨雪天氣不得進行集料生產、加工和運輸。總而言之，只有從生產、加工、運輸、堆放等各個環節對集料質量加以管控，才能從根本上保證瀝青路面質量。

6 結論

集料作為高速公路施工中不可或缺的重要材料，對高速公路質量和使用性能具有重要影響，若集料質量不合格，勢必會造成高速公路質量達不到標準要求。就現階段我國集料生產使用情況來看，還存在諸多缺陷。因此，要實現高速公路路面質量目標，必須對集料質量實施科學控制。該文從實際項目集料生產指標確定、料源選擇、集料加工廠建設及集料生產工藝等方面論述了其生產技術，總結了集料質量控制要點，對后續類似工程建設具有重要的指導意義。