矿料级配对沥青混合料质量的影响与控制.docx

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1、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。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JTGF402004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

2、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匕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+000K41+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12Okni/h。项目位于广东省东南沿海，气候分区指

3、标为夏炎热冬温潮湿区（ITT）。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层次厚度结构类型上面层4.5cmAC-16C中粒式（SBS改性沥青）中面层5.5cmAC-20C中粒式（SBS改性沥青）下面层8.0cmAC-25粗粒式（70#基质沥青）封层沥青膜厚度5Iomm碎石+SBS改性沥青（基层）N2.0mm5IOmm碎石+SBS改性热沥青（桥面）透层渗透深度5mmP

4、C-2阳离子乳化沥青黏层PCR改性乳化沥青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

5、）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,颗式破碎一反击式或圆锥式破碎一筛分;二是三级破碎，颗式破碎一反击式、锤式或圆锥式破碎一反击式或锤式破碎（颗粒整形）一筛分；三是四级破碎，颗式破碎一反击式、锤式或圆锥式破碎一反击式或锤式破碎（颗粒整形）一冲击式破碎一筛分。（2）破碎机类型的确定。矿料破碎机有很多类型，最常用的为款式、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

6、时将成品经过水洗。表2破碎组合方式和特点组合方式骨料粒形成本颗破+圆锥破+反击破粒型较好、针片状含量低一般颗破+圆锥破+反击破+冲击破粒型优异、针片状含量低较高颗破+圆锥破粒型一般、针片状含量较高低颗破十锤破粒型较差、针片状含量图很低喂料机原料颗式破碎机喂料机圆锥破碎机2229mm集料1122mm集料611mm集料36mm集料03mm集料13反击式破碎引风除尘设备引风除尘设备振动筛图1碎石加工工艺流程u19265mm集料反击式破碎机振动筛*j.MP03mm集料（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

7、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25mm,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

8、格称规名石场生产筛网尺寸Anm公林粒径mm31.526.519通过下列筛孔（mmI的质百分率/%1613.29.54.752.360.6S723-321931.590-100(90-95)0100-3S823-2819-26.5100901(90-95)0-100-3S911-239.5-19190100(90-95)(60-70)30-50(30-40)0-1003S9F11-189.5-1610090100(90-95)50-700-100-3S1O11-169.5-13.210090100(90-95)0-15(010)03S126-114.759.510090100(90-95)0-1

9、5(0-10)0-3S143-62.36-4.75190-1(90-95)0-15(0-10)0-3注：1.括号内关健警孔通过率的范圉是根据实际施工经验总结出来的比较理想的通过率范围,在此范圉内的混合科级配比较理想。2一般石场振动篇上可以设5片篇网,以各层通用篇网为基础.通过调整1mm的簿网孔径,进行组合、调试生产出理想规范的集科.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

10、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,根据实际的筛分情况进行某一项或者某几项参数调整，直至生产出合格的集料。2.1 设备调试生产的集料规格除了和振动筛的配筛有密切关系外,还与反击破碎机械结构有很大的关系。反击破碎机上有两块反击板，形成两个破碎腔，调节套筒螺母，可改变反击板和板锤之间的间隙,从而改变生产的集料粒径。通常第一反击板间隙较大,作为粗碎部分；第二反击板间隙较小一些，作为中细碎部分。正常生产前调整两块反击板间间隙，使生产的石料符合预定粒径通过率。通常加工中

11、、下面层集料时，第一反击板间隙调整为35mm,第二反击板间隙调整为25mm；加工上面层集料时，第一反击板间隙为30mm,第二反击板间隙为20mm1,有的碎石加工场为加大碎石产量把反击破破碎腔的反击板与板锤之间的间隙调整得很大。以汕湛高速项目一标碎石加工场为例，调整间隙与各材料之间的粒径（见表4）。由表4可以看出，第一次生产的集料仅1025u规格的集料符合级配要求，粒径偏粗，表明反击破碎石机的中、细破碎腔的反击板与板锤之间的间隙偏大，应调小。经过3次调整，4种规格集料均符合要求。表明通过调整破碎机破碎腔的反击板与板锤之间的间隙可改变集料的粒径与级配。在碎石生产过程中能否生产出预期粒径与级配的集料

12、，调整好适合的反击板与板锤之间的间隙是至关重要的。表4反击板间隙与集料粒径的关系调整次数反击板间隙mm集料规格mm26.5各个篇孔集料通过率7%0.6191613.29.54.752.361.183-572.31.80.90.3第一反击板间隙425-1081.92.11.20.7第二反击板间隙3410-2075.825.711.42.50.510-2590.51.10.50.23587.66.53.11.12第一反击板间隙385-1091.53.71.20.3第二反击板间隙3010-2092.656.324.92.20.50.410-2590.31.10.70.53-598.37.94.20.

13、93第一反击板间隙355-1093.46.30.80.6第二反击板间隙2610-2095.363.934.75.10.50.210-2598.14.21.50.42.2 操作要点（1）考察料源，掌握料源质量、运距等信息；（2）场地硬化，并设置排水边沟，防止集料二次污染；（3）安排破碎机储料仓和料场存料仓时，充分考虑生产的集料运输至料场的运距，根据每种单粒级集料的产量合理分配储料仓；（4）按照已定的产量，设计合理的筛孔尺寸、筛片长度，保证单粒级集料符合规范要求；（5）为降低扬尘、分级彻底，安装排风除尘装置，必要时加入适量的水；（6）雨季生产时，做好振动筛的覆盖，防止破碎时分级不彻底。如雨后进场的

14、料源含水量过大，破碎时需水洗，并设置沉淀池，对用过的水沉淀后回收重复利用，节约水资源；（7）成品集料要覆盖或搭建遮雨棚，保持集料干燥，从而使用时可节约燃料能源；（8）集料加工时，按照调试时的产量进行生产控制，以确保生产的集料规格稳定。3、质量控制3.1 实验室控制试验人员应参与集料生产的全过程,从原材料的考察到成品集料的指标检测,均严格按要求进行控制。生产前通过大量的试验，调整筛孔尺寸、筛片长度和设备参数；生产过程中按照频率对粗、细集料进行检测，发现异常及时调整，确保生产的集料满足质量要求。对于粗集料应洁净、干燥、表面粗糙，在高温多雨地区沥青路面用集料可适当提高压碎值、含泥量等标准。当使用花岗岩等酸性石料时应采取措施提高混合料的水稳定性，如掺加水泥或消石灰、使用高黏度的沥青、在沥青中掺加抗剥落剂等。汕揭项目按设计要求掺加水泥。当单一规格集料级配不符合要求，但经掺配合成