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摘要:為生產高品質路面用集料、規范集料生產工藝,對西部某高速路面用集料主要石場生產工藝進行調研,分析得到集料生產過程宜采用布袋除塵法、石灰巖性集料生產宜采用顎式破碎機+反擊式破碎機的二級破碎工藝、玄武巖性集料生產宜采用顎式破碎機+反擊式破碎機+沖擊式破碎機的三級破碎工藝。
關鍵詞:公路;路面;集料;生產工藝
在瀝青混合料中,集料起骨架、填充作用。潔凈、表面粗糙、呈立方體的集料更有利于瀝青混合料的配合比設計、混合料總體骨架嵌擠及總體性能。并且集料質量占瀝青混合料總質量的94%以上,在成本中占較大比例。從各方面考慮,生產高質量的集料意義非常重大。集料自身的品質跟石場生產工藝息息相關。然而在中國西部個別省份公路建設中生產工藝不良、技術力量薄弱等現象常見,集料品質不佳等問題突出。該文依托西部某高速公路,對其路面集料生產工藝進行調研,總結公路建設中常見巖性集料的生產工藝,建立集料生產規范工藝。
1西部某高速路面集料生產工藝
該高速公路一般路段的路面結構從下至上為20cm低劑量水泥穩定級配碎石+30cm水泥穩定級配碎石+8cmAC-25+6cmAC-20+4cmAC-13,鋼箱梁橋上路面結構為10cmSMA-13。上面層采用玄武巖集料,以下結構層均采用石灰巖集料。
1.1石灰巖集料生產工藝
對該高速公路4個工區路面所用主要石灰巖集料的加工工藝進行調研,結果見表1。由表1可知:該高速公路4個工區路面用石灰巖集料生產中,給料機均采用振動給料器;除個別石場采用布袋除塵或水洗除塵外,其余均無相關除塵設備;石灰巖石場的破碎工藝基本為顎式破碎機-反擊式破碎機-振動篩的組合形式,部分篩子采用往復篩。
1.2玄武巖集料生產工藝
該高速公路4個工區路面用玄武巖加工工藝調研結果見表2。由表2可知:該高速公路4個工區路面用玄武巖生產中,給料機大部分采用振動給料器,1個石場采用皮帶輸送;除個別石場采用旋風除塵外,其余均無相關除塵設備;玄武巖石場的破碎工藝基本采用顎式破碎機-反擊式破碎機-振動篩的組合形式。綜合石灰巖石場和玄武巖石場生產工藝調研結果,給料設備的選用上差異較大;除塵設備未成為料場必備設備,嚴重影響了集料的生產品質。因此,有必要針對集料的加工工藝流程、某些特定設備選擇進行進一步研究。
2加工工藝的集料差異分析
對破碎工藝、給料設備、除塵設備等進行不同集料生產工藝的差異性分析。
2.1統計方法
為保證分析的代表性,且不同生產工藝所生產集料能區別對比,對尤家河壩石場、明大石場生產的石灰巖與中梁子料場、大寨石場生產的玄武巖取樣進行壓碎值、洛杉磯磨耗值、針片狀顆粒含量、含泥量及篩分等指標試驗,得到各指標的平均值與變異系數、極差。試樣集料均為晴天生產,取樣時差均大于一周,每料場試樣樣本數為20個。
2.2破碎工藝的差異性分析
2.2.1一般指標
各石場集料試樣的技術性能試驗結果見表3、圖1和圖2。從表3及圖1、圖2可看出:采用上述破碎工藝生產的石灰巖集料的壓碎值、洛杉磯磨耗等指標均滿足規范要求且變異性較低,但含泥量、級配情況及針片狀顆粒含量存在異常情況,選用二級破碎工藝生產的石灰巖集料的針片狀指標良好,而玄武巖集料的針片狀含量超出規范要求,可能是巖性不同導致生產結果不同。
2.2.2含泥量
大寨石場和明大石場均配有除塵設備,而尤家河壩石場、中梁子料場沒有任何除塵設備,導致生產的集料粉塵含量較高,甚至超出技術要求,影響單一集料的級配狀況。旋風式除塵效率偏低,但節省能源;水洗除塵效率高于幾種集料除塵方式中,旋風式,但易造成水體污染;布袋式除塵高效且穩定。因此,集料加工中推薦選用布袋式除塵。
2.2.3針片狀顆粒含量
各料場生產的玄武巖集料針片狀顆粒含量情況調研結果見4。由表4可知:前三家石場生產的玄武巖的針片狀顆粒含量較大,變異系數較大;大寨石場生產的集料針片狀顆粒含量少,集料棱角性良好。據此,石灰巖集料生產推薦采用顎式破碎機+反擊式破碎機的二級破碎生產工藝(見圖3),玄武巖集料生產則采用顎式破碎機+反擊式破碎機+沖擊式破碎機的三級破碎生產工藝(見圖4)。
3結論
該文通過對西部某高速路面集料不同加工工藝所生產集料的調查分析,研究路面集料生產規范工藝,得出采用如下生產設備與工藝可生產出潔凈、形狀良好的高品質集料:除塵系統采用布袋式除塵法;石灰巖集料生產采用振動給料機-顎式破碎機+反擊式破碎機的二級破碎工藝-振動篩的組合形式;玄武巖集料生產采用振動給料機-顎式破碎機+反擊式破碎機+沖擊式破碎機的三級破碎工藝-振動篩的組合形式。
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作者:周曉華;嚴世祥;鄭天罡 單位:云南省公路科學技術研究院