矿料级配对沥青混合料质量的影响与控制.docxVIP

引言 现今沥青混凝土路面被广泛应用在我国高等级公路中，因此沥青路面带来的质量控制问题也引起越来越多的重视。这些问题既与施工本身相关，也与沥青混合料组成相关，其中沥青混合料的矿料级配尤为重要[1]。矿料级配是沥青路面实测项目的关键因素，它直接影响沥青混合料的质量。目前JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》中对矿料级配有严格的质量技术要求，应满足粗集料的含泥量、针片状及细集料的砂当量等标准，因此有必要加强对路面矿料的质量控制。而矿料技术指标常常与碎石生产工艺息息相关。一些碎石厂家为了提高产量，降低生产标准，比如对于母材，采石场内存在夹层土、风化石、绿皮植物等，生产的矿料含泥量比较多，导致同沥青的黏附性差，矿料中软弱颗粒含量较多，使路用性能较差；还有为了降低成本，生产设备、筛网磨损、破坏后更换不及时，导致矿料粒径变化过大，超出单粒级级配要求，很大程度上导致矿料级配无法达到沥青路面施工建设标准[2-7]。 针对以上出现的主要质量问题，汕湛高速公路一标沥青路面项目结合多年碎石场及沥青混凝土拌合站生产管理经验，不断改进设备工艺、检测方法，提高生产技术。 1、工程概况 ?中铁二局广东汕湛高速公路主线一标路面工程汕头至揭西段，全线沥青混合料由两个沥青拌合站完成，起始里程为K0+000～K41+700，主线全长41.7km。公路等级为一级，双向六车道高速公路，设计车速为120km/h。项目位于广东省东南沿海，气候分区指标为夏炎热冬温潮湿区（1-4-1）。表1为该路面各结构层厚度及类型。全线中、下面层原材料本着“就地选材”的原则选用碎石场自产碎石；上面层原材料由于玄武岩的多孔特点不适应本项目气候特点，最终确定上面层材料为辉绿岩。综上确定矿料来源为：机制砂及上面层辉绿岩碎石均为采购，其余层次碎石均为自产。 表 1 路面各层次结构形式  2、碎石加工工艺原理与关键技术 ?工艺原理：（1）对采石场料源进行挑选，剔除夹层土、绿皮植物等，确保母材符合要求；（2）合理规划加工场地，安装破碎机和筛子；（3）根据各档集料的规格和大体比例，确定破碎机的生产参数和产量；（4）根据筛分结果，反复地试验，确定筛子类型、筛孔尺寸、筛子倾角、网片设置形式和尺寸，以满足规范和设计要求；（5）对母材进行破碎，并定期进行试验检测，根据实际情况对生产设备进行标定和维护。石料加工过程关键技术主要有3方面：加工工艺流程、振动筛的配置、设备调试。这3方面关键技术也是影响矿料级配质量的主要原因，对其相关过程控制进行分析如下。（1）破碎工艺的确定。石料加工常用的工艺流程有3种类型：一是两级破碎，颚式破碎→反击式或圆锥式破碎→筛分；二是三级破碎，颚式破碎→反击式、锤式或圆锥式破碎→反击式或锤式破碎（颗粒整形）→筛分；三是四级破碎，颚式破碎→反击式、锤式或圆锥式破碎→反击式或锤式破碎（颗粒整形）→冲击式破碎→筛分。（2）破碎机类型的确定。矿料破碎机有很多类型，最常用的为颚式、圆锥式或锤式、反击式等，每种类型都有其适用范围，根据本项目矿料需要、母材性质和现场加工特点，中、下面层碎石选取三级破碎，石料破碎的组合方式和特点见表2，碎石加工工艺流程如图1所示。同时生产集料时为控制成品的粉尘含量应在生产过程中添加引风除尘设备或者必要时将成品经过水洗。 表 2 破碎组合方式和特点  图 1 碎石加工工艺流程 （3）筛子类型。常用的筛子类型有振动筛、拖筛和滚筒筛3种，筛分效果都比较理想，根据现场的场地条件，本项目使用振动筛。根据设定的产量，需要确定振动筛的转速、筛子的倾角，倾角大、转速快相应的集料产量就高，反之就低。（4）振动筛各参数设置方式的确定。根据集料的规格要求设置筛网孔径，一般要比规范要求集料的最大公称粒径大2～5mm，具体的设置，还要根据集料的粗细、含量和振动筛的倾角作适当的调整。集料偏粗并且含量大，则适当地增大筛网孔径；振动倾角大，也要适当地增大筛网孔径。反之则减小筛网孔径。矿料生产线上的筛网使用振动筛，与沥青拌合楼使用的振动筛基本一致。每种混合料应控制关键筛孔包括其公称最大粒径对应的筛孔，通常中、下面层用集料在生产时用同一组筛网，抗滑磨耗层集料加工时用单独一组筛网。常用的筛网设置见表3。 表 3 沥青混合料用粗集料常见筛网设置 同时筛网网片长度要根据各档集料的粗细程度和含量设置。先在第一级传送带（即破碎后的第一级传送带）截取一段集料，进行筛分，确定每一档集料的含量和规格，如果某档集料含量高，则适当加长网片长度；较细的集料也要加长网片长度。反之则缩短网片长度。网片的设置方式为靠近集料入口处为细料筛，按从小到大的顺序依次排列网片；再根据产量的大小，确定采用几层网片。以上几种参数对集料成品规格的影响并非单一作用，而是互相影响，所以在调整过程中需要几种措施联合实施，根据实际的筛分情