李國標(biāo) 賴燦榮
隨著高速公路的不斷發(fā)展,長期以來,我國瀝青路面的施工質(zhì)量和耐久性總是落后于發(fā)達(dá)國家。然而,當(dāng)前國內(nèi)瀝青路面施工所用的攪拌、運(yùn)輸、攤鋪和輾壓設(shè)備,都是國際通用的,高速公路所用的瀝青也普遍采用進(jìn)口的,所以我們與先進(jìn)國家的差距不在這些方面。主要差距是在施工工藝,特別是集料加工技術(shù)、加工設(shè)備和質(zhì)量控制方面。
瀝青面層用集料有粗集料和細(xì)集料。高速公路用粗集料包括碎石、破碎礫石和鋼渣等;高速公路用細(xì)集料包括天然砂、機(jī)制砂和石屑等。都必須由具有生產(chǎn)許可證的采石場或采砂場生產(chǎn)。
在選擇石場時(shí),宜根據(jù)以上指標(biāo)擇優(yōu)選擇,石場石料的資源特性對集料的質(zhì)量起決定性作用。在瀝青路面用礦料進(jìn)行選擇時(shí),集料的認(rèn)同特性可以通過對加工設(shè)備的合理配置和生產(chǎn)工藝的調(diào)整來滿足瀝青混合料的設(shè)計(jì)要求。而集料的資源特性則只能通過對區(qū)域內(nèi)巖石的化學(xué)成分分析、物理指標(biāo)檢測、混合料性能設(shè)計(jì)要求等綜合指標(biāo)考慮進(jìn)行合理選擇。
封開石場巖性經(jīng)檢測為輝綠巖,礦石抗壓強(qiáng)度平均值達(dá)157.3MPa,堅(jiān)硬致密。根據(jù)以往的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),石場領(lǐng)導(dǎo)人員決定采用一條三級破碎的生產(chǎn)線,為900×1200破鄂式破碎機(jī)→1750圓錐機(jī)→1750圓錐機(jī)→1315反擊破碎機(jī),通過巴馬克整形機(jī)進(jìn)行整形,生產(chǎn)線均裝有除塵設(shè)備。
為了生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)集料,必須明確集料加工的監(jiān)控指標(biāo)。雖然規(guī)范對每種規(guī)格集料規(guī)定了多個(gè)篩孔的通過率的范圍,但對粗集料只有一個(gè)篩孔的通過率起關(guān)鍵作用。從規(guī)范S7到 S16,各種規(guī)格集料實(shí)際上都是一種混合料,各有一個(gè)公稱最大粒徑,每種規(guī)格集料在其公稱最大粒徑對應(yīng)篩孔的通過率,在級配控制中起著關(guān)鍵作用,故應(yīng)作為集料加工的監(jiān)控指標(biāo)。但對細(xì)集料規(guī)格 S15和S16則還要監(jiān)控1.18mm,0.6mm,0.075mm篩孔的通過率。從S7到 S15這 9種規(guī)格集料,在其公稱最大粒徑對應(yīng)篩孔的通過率均為90%~100%,其平均值為95%。唯有S16例外,其平均值為90%。因此,對前9種規(guī)格,可以用 95%作為監(jiān)控指標(biāo)的目標(biāo)值,對S16則以90%作為目標(biāo)值。
集料首先要講究規(guī)格,JTG F40-2004瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定了 14種粗集料規(guī)格和 2種細(xì)集料規(guī)格,規(guī)范并沒有交代用什么樣的篩孔才能準(zhǔn)確加工出這些規(guī)格集料。雖然它對每種規(guī)格集料規(guī)定了公稱粒徑范圍,其中個(gè)別規(guī)格可以按照表示公稱粒徑范圍的兩個(gè)篩孔加工該檔集料以外,其余規(guī)格均不能這樣做。例如S10的公稱粒徑范圍是10/15,但是用 10mm和15mm兩個(gè)篩孔難以加工出符合 S10要求的集料?;旌狭项愋团c集料規(guī)格的關(guān)系,根據(jù)混合料類型來加工和選用集料的規(guī)格,是路面施工質(zhì)量監(jiān)控的重要準(zhǔn)則,必須嚴(yán)格要求。
生產(chǎn)集料除了要控制好級配,還要控制集料的粉塵。除塵部分主要采用箱式除塵和水洗相結(jié)合的方式。首先,在生產(chǎn)線上安裝一臺(tái)擴(kuò)張式箱式XM 200電子脈沖袋式二級吸塵除塵凈化設(shè)備,擴(kuò)張式除塵器的進(jìn)氣口通過管道與破碎除塵凈化設(shè)備,擴(kuò)張式除塵器的進(jìn)氣口通過管道與破碎除塵點(diǎn)相連,含塵氣的氣體由此吸入除塵器,初級凈化的氣體經(jīng)下通道進(jìn)入袋式除塵器凈化室進(jìn)行進(jìn)一步凈化,凈化后的氣體經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)直接排入大氣。在破碎機(jī)口和振動(dòng)篩系統(tǒng)處安裝吸塵點(diǎn),破碎機(jī)處采用后向直吸式,使破碎機(jī)出料口的石料所含粉塵在除塵器口處的高速氣流作用下減少60%以上,從而緩解了大量微細(xì)粉塵隨石料進(jìn)入振動(dòng)篩系統(tǒng)。在振動(dòng)篩處采用軟性玻璃鋼防塵罩和橡皮封條把振動(dòng)篩密封,控制粉塵外泄,用四個(gè)吸點(diǎn)進(jìn)行負(fù)壓式吸塵和凈化處理。對除塵器的收塵器濾袋,根據(jù)生產(chǎn)量定期進(jìn)行清灰處理,保證集料除塵效果。水洗裝置安裝在振動(dòng)篩系統(tǒng)處,相當(dāng)于二級除塵,主要是確保粗集料中小于 0.075含量滿足規(guī)范要求,該設(shè)施水源主要來自附近的水源,通過抽水機(jī)把水輸送到振動(dòng)篩網(wǎng)上,篩網(wǎng)共 2層,每層均設(shè)置兩排可控噴水裝置,生產(chǎn)過程不間斷噴水,沖洗碎石表面粉塵。清洗水由導(dǎo)流管進(jìn)入兩級沉淀池中,經(jīng)沉淀的水回流使用,既環(huán)保又能保證足夠的水量。
從集料加工過程得知,影響集料粒徑和級配的因素有:篩網(wǎng)的篩孔尺寸,篩網(wǎng)的傾角,篩網(wǎng)的長度、振幅和頻率,以及反擊破碎機(jī)上反擊板與板錘之間的間隙。篩孔尺寸的選定是關(guān)鍵因素,一旦篩網(wǎng)裝上,只有上述兩個(gè)間隙可以調(diào)整,其他因素都難以改變。所以集料加工的關(guān)鍵技術(shù)是選定篩孔組合和調(diào)試反擊板與板錘之間的間隙。
集料加工用方孔篩的篩孔(即標(biāo)準(zhǔn)化篩孔)尺寸(見表1)。用一對指定的加工用篩孔,通過調(diào)試和監(jiān)控破碎機(jī)反擊板與板錘之間的間隙,即可生產(chǎn)出一種級配符合要求的規(guī)格集料。
表1 控制的標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔與加工用篩孔的關(guān)系表 mm
在生產(chǎn)集料加工過程中,還應(yīng)注意其他一些問題。首先購買篩網(wǎng)時(shí)應(yīng)認(rèn)真檢驗(yàn)篩孔的實(shí)際尺寸,不符合要求的不要購買。其次是要認(rèn)真調(diào)試反擊破碎機(jī)上兩個(gè)破碎腔的反擊板與板錘之間的間隙,使公稱最大粒徑對應(yīng)篩孔的通過率接近上述監(jiān)控指標(biāo)目標(biāo)值。最后是不可隨便改變已確定的標(biāo)準(zhǔn)化篩孔尺寸。注意加強(qiáng)破碎機(jī)的調(diào)試。將反擊式破碎機(jī)的反擊板與板錘之間的間隙距離調(diào)試準(zhǔn)確,是加工合格集料的必要步驟,但是在以往沒有引起人們足夠重視,在這個(gè)環(huán)節(jié)上常常是失控的,這成為集料加工合格率低的兩個(gè)主要原因之一。
佛開大修同時(shí)加工 5種規(guī)格集料時(shí)所遇到的情況。同時(shí)加工AC-25和AC-20混合料所需的集料時(shí)的調(diào)試情況,在生產(chǎn)流水線上安裝了除塵設(shè)備,生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行了四次調(diào)試,第一次的結(jié)果,S8,S9和 S16 3種規(guī)格達(dá)到監(jiān)控指標(biāo)的要求,是合格的,但S12和S14不合格,粒徑偏粗,表明破碎機(jī)破碎腔的反擊板與板錘之間的間隙偏大,應(yīng)調(diào)小。經(jīng)過調(diào)整后,第二次的結(jié)果表明,S12變得合格了,但 S14仍然不合格,還是偏粗了一些,說明破碎機(jī)調(diào)整并未到位。第三次的結(jié)果,5種規(guī)格都合格了。
為了檢查加工質(zhì)量的穩(wěn)定性,在經(jīng)過幾周時(shí)間正式生產(chǎn)后,第四次抽檢的結(jié)果證明加工質(zhì)量比較穩(wěn)定,第四次和第三次結(jié)果比較,5種規(guī)格分別在其公稱最大粒徑對應(yīng)篩孔,即控制篩孔通過率的偏差均值僅為 1個(gè)百分點(diǎn)。至此,該石場加工出來的集料符合規(guī)范要求,結(jié)果獲得了成功,這就證實(shí)了前面所做的原理分析是正確的,表明按該加工技術(shù)質(zhì)量控制能保證生產(chǎn)出合格的瀝青面層用集料。
集料加工質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果,證明了上述各項(xiàng)措施的正常性,集料加工質(zhì)量的配比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果,證明了直接控制混合料級配線上幾個(gè)關(guān)鍵篩孔的通過率,即可控制住整條級配曲線。在該項(xiàng)目33 km的施工實(shí)踐表明,該石場加工出來的集料,其級配變異性極小,合格率很高,十分顯著地減少了路面離析、透水現(xiàn)象,均勻性顯著提高。在混合料生產(chǎn)上,拌和樓溢料、等料現(xiàn)象顯著減小,燃料消耗降低,生產(chǎn)率提高,成本降低,施工單位還可以從準(zhǔn)確掌握集料加工的數(shù)量和減少廢料中得到好處。
配合比設(shè)計(jì)質(zhì)量和路面施工質(zhì)量均證明,推廣該石場的成功經(jīng)驗(yàn)可以使我國瀝青路面的工程質(zhì)量得到改善,降低維修費(fèi)用,延長路面壽命,獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,供其他公路建設(shè)參考應(yīng)用。
[1] JTG D 50-2006,公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[2] JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].
[3] 廣東省交通運(yùn)輸廳.廣東省高等級公路瀝青路面施工技術(shù)指南[Z].2010.
[4] 李偉勇.瀝青路面施工技術(shù)淺談[J].山西建筑,2009,35 (23):312-313.