沥青路面原材料加工及质量控制

张传友，孙志馨

(黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司)

1 集料规格变异产生的原因

目前我国缺少稳定地供应公路特别是高速公路施工用集料的专门的大型碎石加工场，通常由多家向一条在建高速公路供料，这样的做法加剧了集料规格的变异。工程中常见的集料规格变异问题主要来自于以下原因。

(1)不同料场采用原理与结构形式不同的碎石机将导致集料规格变异，如采用颚式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机及其不同组合加工集料时，集料的粒度分布与针片状含量可能存在显著差异，二级破碎必须采用反击式破碎机或锤式破碎机。为了避免集料规格的严重变异，应统一各集料加工场配置碎石机的型号规格，并配置同一尺寸规格，同一生产厂家的筛网。由于不同碎石场的筛网布置和筛分效率差异较大，加之不同料场原材料材质的差异，尽管采用同一名义规格筛网，相同名义规格集料的颗粒组成仍可能存在较大变异性。

(2)碎石及筛分设备的关键部件(如衬板、筛网等)在生产过程中容易磨损、破裂、堵塞，如不能定期检查、及时维修保养、按照加工量定时更换衬板与筛网，则可能使得同一粒径的集料加工规格逐渐发生变异。

(3)需要严格控制碎石破碎过程中的复破率。许多碎石场为了调整各档集料的产出比例，控制超规格集料的废弃率，通常会将较大孔径筛网筛余的集料重新投入碎石机破碎，反复破碎导致集料颗粒棱角度变差，甚至接近球体，从而降低了沥青混合料中粗集料的嵌挤能力。

(4)按照我国技术规范生产S15、S16两种机制砂时，应该采用规格集料和专用制砂机精细加工生产。如果将4．75mm或2．36mm筛网筛余部分作为机制砂，则其规格难以满足规范提出的技术要求。特别是0．075mm以下部分的粉尘含量可能严重超标。0．075mm以下部分的粉尘含量超标影响沥青混合料生产的粉胶比控制稳定性，当使用酸性石料时，较多的酸性石粉可能会影响沥青混合料抵抗水损坏的能力。

我国的沥青路面结构多为3层，相应地沥青混合料类型顺次为最大粒径13mm(或16mm)、20mm、25mm。在加工集料时，应根据路面结构设计中确定的各结构层沥青混合料最大粒径，合理地确定备料的规格档次。很多技术人员认为间歇式拌和设备配置有热料仓振动筛，可以完全消除冷料规格配置与其变异的影响。但由于以下原因，间歇式拌和设备通常并不能彻底的解决冷料配置不合理引起的热拌沥青混合料级配变异。

2 绥牡高速公路沥青路面用集料的加工质量控制

2．1 集料母材的选择

绥牡高速公路沿线石料丰富，集料加工用母材选用优质的玄武岩。玄武岩是岩浆经由缓和喷发漫流而出，逐渐冷凝形成的。其SiO2含量小于55%，属于弱碱性石料，具有强度高、耐磨性好、与沥青粘附性好等优点。加工机制砂的母材选用集料规格为10～20mm或10～15mm，针片状含量小，含泥量低的成品玄武岩集料进行加工。

2．2 集料加工质量控制要求

(1)集料加工设备要求。

高速公路沥青路面用集料的碎石加工通常采用二级及以上破碎方式的碎石生产线，其中至少有一级以上的采用反击破方式、干法除尘设备、洗料设备、废料袋、振动喂料器、三层以上筛网的大面积振动筛。

常见的集料生产线组成为颚破+反击破+反击破或颚破+反击破+冲击破。

“头破”采用颚式破碎机，其加工原理是采用机械静压对集料进行挤压、搓、碾等多种破碎将500mm以下的石料破碎到130mm以下。属于集料的粗碎和中碎。

“二破”采用反击式破碎机，其加工原理是采用“石打铁”，高速运动的集料循环，不断冲击反击板，靠冲击力来破碎集料，将130mm的集料破碎至40mm以下部分成品。

“三破”采用反击破或冲击破，冲击破采用冲击式破碎机(整形机)，其加工原理是高速运动石子打击四周的石子或铁壁后粉碎，分为“石打石”“石打铁”，将40mm以下的或成品石料破碎整型成最终成品料。

绥牡高速公路建设项目采用颚破+反击破+反击破的石料加工方式，其加工出的碎石颗粒形状规整，针片状含量小。机制砂的加工采用专用制砂机制造，其加工出的机制砂具有颗粒形状较好、棱角性好、集料洁净程度高等优点。

(2)加强集料源头的质量控制。

①用于轧制的块石饱水抗压强度宜不小于100MPa。②加强宕口的建设管理工作，宕口场地应干燥、洁净并做必要的硬化处理，对宕口断面上存在的土夹层、裂隙泥土、风化石、表层覆盖土、表面植被等应及时清理并远运，确保块石的洁净、干燥。③原料块石是整个产品质量的源头，必须从严进行控制，应有专人对原料块石的供应负责把关，杜绝方解石、有水锈块石、风化石、含泥块石和树根杂草等进入碎石生产线。④必须保证进入破碎机的块石粒度，必须采用振动喂料机对进入破碎机的块石进行最后一次筛选，以筛除原料块石中的碎石和泥块，确保进入破碎机的块石质量。

(3)加强集料生产工艺的控制。

①集料加工过程中，现场必须有专人负责巡视检查，发现不符合要求的矿石和杂物要及时清除，对现场的破碎机、振动筛、除尘器、皮带运输机要求每天工作前进行检查，对筛面的磨损、料流、成品石料的粉尘含量要严格控制，发现问题及时处理。②加强集料的除尘力度，严格控制各规格料中的粉尘含量，在二破、振动筛上均应安装除尘装置。③集料加工过程中应尽量做到加工现场“日产日清”，并用洒水设备对场地洒布，以减少空气中的粉尘含量。④集料加工厂每天开机后试验人员应及时对各种规格的集料进行级配抽检，对集料级配变化较大的应及时检查生产设备是否出现问题，及时调整加工设备的工作参数(间隙、转速等)使加工设备始终处于正常状态。每生产15000t左右石料更换一次反击板。必须严格控制细集料的粉尘含量。⑤集料加工过程中，各档之间必须分界明显，严禁出现串料和混料现象;⑥碎石生产过程中，成品料的下料口处各规格集料应分开堆放，建议相互之间采用砖砌挡墙隔离，分隔墙顶面高度应高于料堆坡脚至少50cm以上，防止不同规格集料之间相互串料。⑦机制砂生产过程中粉尘出口处应进行遮盖，排出的粉尘应加水湿排作废弃处理，严禁作为沥青混合料的填料进行使用。为控制机制砂质量，各单位对到场的机制砂应及时进行抽检和目测，检测不合格的机制砂不得用于沥青面层并及时清理出拌和场地。在雨季来临之前，采用彩条布覆盖或架设大棚的方式来“防雨、防尘”。⑧矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，用于加工矿粉的碎石中的泥土、杂质应除净。

(4)加强集料规格的控制。

A1～A6标加工筛网尺寸的要求：下面层AC-25集料加工破碎机振动筛的筛孔尺寸为3mm，6mm，12mm，20mm，30mm;中面层AC-20集料加工破碎机振动筛的筛孔尺寸为3mm，6mm，12mm，20mm，26mm;上面层AC-16集料加工破碎机振动筛的筛孔尺寸为3mm，6mm，12mm，20mm。

A7～A8标加工筛网尺寸的要求：下面层AC-25集料加工破碎机振动筛的筛孔尺寸为3mm，6mm，10mm，18mm，30mm;中面层AC-20集料加工破碎机振动筛的筛孔尺寸为3mm，6mm，10mm，18mm，26mm;上面层SMA-13集料加工破碎机振动筛的筛孔尺寸为3mm，6mm，10mm，16mm。

根据合成级配情况，为保持生产过程中单档料级配稳定，各档粗集料规格应满足表1、表、2的要求。

表1 A1～A6标沥青混合料用粗集料规格

表2 A7～A8标沥青混合料用粗集料规格

(5)加强成品集料的质量控制。

①成品集料装运过程中必须有专人统一指挥，严禁出现抛、洒、漏现象，防止对料场及其他集料的污染。②堆放集料的场地建议硬化，严禁泥土、杂物等污染集料。对场区道路进行硬化，加工过程中保持道路湿润，减少扬尘。③拌合楼的回收粉采用湿排，以防止污染。④合理堆放。无论粗细集料均属于颗粒状散体物料，料堆高度对原材料离析影响显著，集料进场应控制堆垛高度，避免粗细分离，影响热拌沥青混合料质量。良好的堆放作业方式有助于保持集料的均匀性。“平堆竖取”的斜坡式分层堆料既可以减少由重力引起的离析，也可以将不同卡车运送的材料进一步的混合，使其更加均匀。分层堆积时每层高度应小于1m。

3 结束语

通过以上控制，生产出的各种规格石料均满足规范及设计要求，使得沥青混合料面层质量得到很大的提高。