沥青路面集料加工流程及质量控制研究

针对目前江西省高速公路沥青路面面层集料生产及质量控制上存在的不足，通过对常用加工设备对集料加工质量影响的分析，提出了标准化加工流程，规范集料加工工艺，提高集料生产质量的措施，为编制集料相关技术标准提供参考。

1沥青混合料用集料现状

目前，普遍认为沥青路面的性能主要依赖于占混合料6%左右的沥青粘结料的性能，采用改性沥青甚至进口改性沥青能保证沥青路面工程质量［1］。而在沥青混合料中，集料质量占到总质量的90%以上，是沥青混合料的核心骨架［2］。集料是沥青混合料最主要的组成成分之一，对混合料的各项性能影响十分显著，直接影响着整个路面工程的质量和路面的使用寿命。集料是沥青路面工程中消耗最大的材料，远距离运输会大幅增加运输费用，从而增加建设成本。所以，路面项目都是委托当地石场生产所用集料，这也使得集料的质量受到了地方石场的限制。而我省地方集料加工厂大多以小规模为主，生产方式单一、集料加工设备相对落后，生产出的集料成品普遍存在针片状含量高、粉尘含量不合格等问题。因此，为适应我省高速公路建设需要，应优化集料加工工艺，建立标准化集料加工流程，规范集料加工工艺，及时控制集料质量。

2目前我省主要的集料加工设备

2.1破碎设备

高速公路沥青面层用集料的破碎工艺设备为：鄂式破碎机、圆锥破碎机、反击破碎机、冲击破碎机［2］，工作原理及特点见表1。

2.2筛分设备

石料经破碎机破碎后形成的集料成品排出后需要用筛分设备进行规格分级，而筛分设备可分为固定筛、圆筒筛、振动筛三种，其优势特点见表2。

2.3除尘设备

目前常用的除尘设备主要有布袋式除尘、旋风式除尘、静电除尘和水洗法除尘四种，优势特点见表3。

3集料加工流程及质量控制

石料在石场中经破碎、筛分等加工环节后输出为所需要的集料成品。反映集料质量的主要技术指标按其性质可以分为资源特性和加工特性［4］。资源特性在综合考虑产地和成本的基础上，择优选择符合条件的岩石种类即可。加工特性主要受集料加工流程及质量控制的影响。

3.1加工流程

加工流程可分为仅用一直破碎设备对集料进行破碎的单级破碎流程和二级及以上的破碎程序，采用多种破碎设备对石料进行破碎的多级破碎。单级破碎流程单一，集料在破碎过程中没有得到充分规整，生产出来的集料质量通常不达标。多级破碎生产出的理想的集料规格是接近立方体形状，针片状含量较少，抽样其针片状含量目标值要求小于10%，低于单级破碎的集料［5］。

3.1.1江西省采石场加工工艺分析对江西省高速公路沥青路面用集料采石场加工工艺进行调研，结果见表4。由表4可知，乐平市胜达采石场设有小功率除尘机，但效果较差，现场扬尘严重，集料生产线出料口处粉料与集料混杂情况严重，粗集料污染严重。上高县澜阳采石场和德安县吉发采石场均采用水洗法除尘，但上高县澜阳采石场集料水洗工艺水源来自蓄水池，但蓄水量较小，正常生产时不能确保水量供应，污水未经过沉淀后重复利用；德安县吉发采石场集料生产线添加了较为完善的水洗工艺，水洗设备安置于振动筛顶部，除尘效果较好。

3.1.2集料加工工艺的改进在对江西省为高速公路沥青路面供应集料的采石场分析发现，以现有集料加工工艺生产出的集料颗粒几何形状差、针片状含量高等情况，而且在堆料时不设置隔离措施使得成品料出现串料现象。故需要在现有的二级、三级破碎工艺的基础上对集料加工工艺进行改进，提出适合江西省的二级、三级标准化加工流程。经过大量工程应用对比，最终选择布袋式除尘器作为标准化加工的除尘设备，在反击破碎机之前和振动筛皮带出口处个布置一个布袋式除尘器，保证排出的成品规格料保持洁净。二级标准化加工流程为：喂料机→鄂式破碎机→50mm筛孔振动筛→（+布袋式除尘器）反击式破碎机→振筛机（布袋式除尘器）→集料成品（如图1）。三级标准化加工流程为：喂料机→鄂式破碎机→50mm筛孔振动筛→圆锥破碎机→（+布袋式除尘器）反击式破碎机→振筛机（布袋式除尘器）→集料成品。（如图2）

3.2质量控制

3.2.1级配控制成品规格料级配不合格将严重影响沥青混合料的稳定性，从而影响沥青路面工程质量。为此，应严格控制集料级配，现采取如下措施对沥青路面用集料各档集料的级配进行控制：（1）对我省生产沥青路面集料用的筛面进行统一标准，按规范规定各档集料级配筛孔尺寸，以减小各集料加工厂生产出的集料的变异性。定期检查振动筛皮带出口处集料成品，对规格料进行筛分分析，若级配出现异常，及时找出原因并进行调整，直到生产出的集料符合标准。（2）在集料生产过程中，要保证喂料机给颚式破碎机喂料的稳定性，从而保证集料加工流程的顺畅。如果喂料机不能稳定给颚式破碎机喂料，将影响到振动筛的给料流量，从而影响各规格集料成品级配稳定，会造成各档集料变粗。

3.2.2针片状含量控制洁净、表面粗糙、呈立方体的集料更有利于沥青混合料的配合比设计、混合料总体骨架嵌挤及总体性能［6］。针片状集料在沥青混合料中抵抗外部荷载能力较低，外力作用下极易断裂、破坏，导致破碎率变大，而破碎率对于沥青混合料的疲劳性能、水稳定性和空隙率都有较大影响［7］。而集料针片状含量除受石料破碎方式影响，还受各阶段破碎比的影响，阶段破碎比越大，针片状含量也随之最大。要控制集料针片状含量，除了要按推荐的标准加工工艺流程加工外，还要在总破碎比不变的情况下控制各级破碎的破碎比尽可能小。

4结语

为完善我省集料加工工艺，通过目前常用的集料破碎设备及集料加工工艺流程对我省沥青路面面层用集料生产存在的不足进行分析，提出以下几点建议：（1）推荐二级标准化加工：喂料机→鄂式破碎机→50mm筛孔振动筛→（+布袋式除尘器）反击式破碎机→振筛机（布袋式除尘器）→集料成品。推荐三级标准化加工：喂料机→鄂式破碎机→50mm筛孔振动筛→圆锥破碎机→（+布袋式除尘器）反击式破碎机→振筛机（布袋式除尘器）→集料成品。（2）为保证集料级配控制，我省应对筛面进行标准统一，并规范筛孔尺寸。（3）可以通过控制破碎段的破碎比来控制集料针片状含量。