高速公路沥青路面碎石生产设备选型配置与工艺流程研讨

柏林

【摘 要】 本文结合新疆克塔高速公路铁厂沟段K72碎石加工厂实际生产，通过对高速公路沥青路面原材料碎石生产加工环节的研讨，提出了保证碎石质量，提高生产加工效率的设备选型及设备配置顺序流程的方法，以期解决石料流水作业与生产需求协调性不一致的矛盾。

【关键词】 碎石  质量  生产  设备

1 概述

近十几年来，由于高等级公路工程快速发展，沥青路面碎石集料的需求量越来越大。目前，碎石的来源主要以社会供应为主，其特点是厂家众多、设备配套性差、针片状多、施工现场碎石来源广泛，严重影响了沥青路面工程质量。

2 工程及任务简介

施工段起点桩号K58+056，终点桩号K80+866，路线全长     22.810km。路面结构为4cm上面层AC-13C、6cm中面层AC-20C、7cm下面层AC-25C，下承层为32cm水泥稳定砂砾。

3 计划工程量

0～3mm67688.5t;3～5mm16148.8t;5～10mm35887.3t;10～15mm52453.9t;15～20mm18488.1t;20～30mm6920.2t，合计197586.8t。

4 集料质量要求

（1）沥青混合料的粗集料应满足现行规范中粗集料的技术指标要求，参见《公路沥青路面施工技术规范》-JTG F40-2004表4.8.2及表4.8.3、表4.8.7。

（2）细集料指粒径小于4.75mm的矿料，分为3-5mm和小于 3mm两种。细集料的技术要求按照现行《公路沥青路面施工技术规范》-JTG F40-2004表4.9.2及表4.9.4的技术要求。

（3）根据上述要求，碎石加工厂控制的主要加工指标为即石料的级配组成、针片状颗粒含量、棱角性、含泥量、砂当量、亚甲蓝值、小于0.075mm颗粒含量等。

5 石料加工设备的简介和选择

（1）母料特性。碎石母料为石方开挖段的凝灰岩弃料，料源充足，山皮风化料已单独剥离堆存。经试验检测，满足相关设计指标。

（2）设备要求。集料的指标要求与加工设备及其工艺密切相关。针片状颗粒含量主要通过冲击破碎整形消除降低;碎石粒径主要由筛孔尺寸来保证，筛孔的通过率做为控制空隙率的关键因素，受振动筛分的振动筛制约，各级设备相互制约，必须相互配套。

（3）设备类型选择。根据工程中碎石总用量和周期用量，选定不同产量的破碎机;根据工程质量要求，选定不同破碎机理的破碎机。初步确定设备组合由三级破碎组成。鄂式碎石机是初级破碎设备，主要用于将由山体开采的大块径的碎石母料进行中等粒度破碎，分粗破和细破两种。反击式破碎机是路面用骨料的的主要加工设备，是石料生产的二级破碎机。主要是对经鄂式碎石机初级破碎后的石料进行二次加工成所需规格的集料。冲击式破碎机是整个碎石加工的细碎和整形环节，其最显著的特点是物料落入进料斗，反复碰撞，充分利用“石打石、铁打石”的原理，经环形孔落下。

（4）设备型号确定。按照预算工期六个月估计处理能力粗略估算。197586.8t/6个月/24天/16小时/0.8（工作效率）=108t/小时。按照配合比最大需求量（0-3档）生产持续时间估算。67688.5/350/24=8.1个月。超过预算工期2.1个月。所以，此种规格料需要特别加工或者外购。据此计算，配置设备生产能力110t/h，可满足需求，加大配置，除去0-3档，其余料超出预算量，应使用其他措施予以协调。

6 工艺流程

破碎生产线中设备的配置对于整条生产线能否高效运行至关重要。即使是选择相同的设备，设备的放置顺序也会对生产效率及产品质量产生重大的影响。最终流程采用，料仓--振动给料机--颚式破碎机--反击式破碎机--冲击式破碎机--振动筛--皮带运输机分堆集料。

7 生产情况及技术改造

（1）运行调试。上料调试时发现冲击式破碎机经常性过热，先后对整形机采取延长降温油路、外置水循环降温，效果均不理想。启动一台反击破时冲击式破碎机油温正常，细集料减少幅度较大。同时启动两台反击破时，冲击式破碎机油温加速上升，细集料出料率显著提高。分析其原因，进入冲击式破碎机细集料含量较多，包裹在腔内高速转动的叶轮及导流板侧壁之间的空腔内，细集料依靠自身重量下降速度较慢，使得进料和已破碎整形的料粒混合一起，阻滞流畅的下料，导致电机过热。

（2）系统改造。研究分析，解决冲击式破碎机下料流畅的方法，一是对混合料中的细集料增加振动筛剔除。二是加大其冲击式破碎机破碎腔，也即更换冲击式破碎机。还有一种办法就是降低整个系统的石料流量。但降低石料流量会造成碎石生产效率降低，更换破碎机停机需要二十天。故采用第一种方案，增加一套振动筛和一条主线皮带，保持原有冲击式破碎机前流程不变。即改动反击破碎机至冲击式破碎机之间的主皮带走向，石料直接进入第一套振动筛，筛分出0-3mm的细集料，分理出超径料。其余石料增加一条主皮带进入冲击式破碎机，冲击式破碎机后增加一套3YK1548振动筛（30-275t/h）和集料皮带。经试验检测，两套筛下集料各项指标完全满足要求。而且大粒径的粗集料经过第一道振动筛直接进入集料仓，大大降低了冲击式破碎机的负荷，电力消耗减小。尤其是最大需求量的细集料0-3mm出料率明显提高，降低了其外购的资金压力，此方案高效经济。

8 结语

路面集料的加工生产，直接影响着路面工程的各个方面。路面施工配合比的限制，使各种规格集料的出料配比与路面工程需求不可能完全协调，如采用双辊破碎机等加工措施，对富余的3-5mm石料等进行再加工，使其更加接近施工配合比的要求，这些方面还需要进一步的实验探索。

参考文献：

[1]《公路沥青路面施工技术规范》-JTG F40-2004.

[2]《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004.

[3]《新疆沥青路面材料质量控制手册》20130101.

[4]《新疆沥青路面施工质量管理和控制技术手册》20130101.endprint