石灰水清洗面层集料技术与应用

赵娟芳

(江西交通职业技术学院，330013)

石灰水清洗面层集料技术与应用

赵娟芳

(江西交通职业技术学院，330013)

集料表面特征对提高沥青路面的水稳定性具有重要的作用，一方面沥青是酸性的，根据异性相吸的原理，碱性表面的集料与沥青的粘附性更好（与酸性表面的集料相比）；另一方面，集料表面的泥土、粉尘将成为其粘附沥青的隔离剂，也就是说集料表面的洁净程度越高，与沥青粘结就越强，沥青就越不容易从集料表面剥落，沥青路面的水稳定性也就越好。某高速公路建设中应用石灰水清洗集料后，我们发现用该技术处理的集料，在沥青拌和楼生产沥青混合料时，可以使热料仓的粉料排出量降低56%，进而显著减少了沥青混合料生产时的资源能源消耗和CO2、SO2等气体的排放

集料; 粘附性; 剥落; 石灰水

一、前言

我国高速公路沥青路面的设计寿命为15年，但随着交通量的增加和诸多因素的共同作用，使很多路面在通车几年内就发生了损坏，在国外习惯上将这种未达到使用寿命就出现的各种非正常损坏统称为早期损坏。

沥青路面水损坏作为早期损坏的主要现象，在国内外都进行了很多系统的研究和讨论，其研究成果表明，提高沥青路面的水稳定性是防止早期水损坏最有效的方法，而集料的表面性质和清洁度都是影响沥青路面水稳定性的主要原因。一方面，沥青是酸性的，根据异性相吸的原理，碱性表面的集料与沥青的粘附性更好（与酸性表面的集料相比）；另一方面，集料表面的泥土、粉尘将成为其粘附沥青的隔离剂，也就是说集料表面的洁净程度越高，与沥青粘结就越强，沥青就越不容易从集料表面剥落，沥青路面的水稳定性也就越好。根据以上分析，在沥青路面施工时，如果能在清洗面层集料的同时增加其表面的碱性，就可以有效提高路面的水稳定性。国内外一些有影响力的研究成果也得出了同样的结论，如SHRP研究计划就指出改善集料与沥青粘附性的最好办法就是用石灰水处理（清洗）集料。

在某高速公路建设中应用石灰水清洗集料后，我们发现用该技术处理的集料，在沥青拌和楼生产沥青混合料时，可以使热料仓的粉料排出量降低 56%，进而显著减少了沥青混合料生产时的资源能源消耗和CO2、SO2等气体的排放。

二、石灰水清洗面层集料技术

（一）路面集料质量控制方法

1．坚持通过抓好路面材料源头控制，为实现路面质量控制“舒适、耐久”，提高路面使用寿命的目标打下基础；

2．确定路面面层材料唯一料源，以保证岩质和碎石规格，保证材料的稳定性，真正实现配合比设计对施工的有效指导；

3．通过循环石灰水水洗，严格控制路面规格料0.075mm以下含量指标，提高碎石材料的粘附性。

（二）生产工艺及效果

经石灰水清洗的面层集料和未经经石灰水清洗的面层集料的见图4，各项技术指标的检测结果见表1，生产工艺见图5。

图1 石灰水清洗前后面层集料技术的对比

表1 经水洗和未经水洗集料（石灰岩）的性能检测结果

经石灰水清洗后：①三档集料0.075mm筛孔的通过率分别减少了69.6%、63.0%和57.3%（平均63.3%），说明其含泥量已显著降低；②改善了集料与沥青粘附性，其粘附性由4级升为5级。

图2 石灰水清洗面层集料技术的生产工艺

（三）项目保证措施

料源选择：在保证集料性能的前提下，集料料源（矿山）的风化土层越薄越好。

图3 石灰岩矿山

沉淀池容积：沉淀池的容积要足够大，以保证5级沉淀池中水的清洁度。

图4 五级沉淀池

防止再次污染：水洗集料生产场必须硬化，防止铲料时的二次泥土污染。

图5 集料水洗区

三、结论

（一）、社会效益

石灰水清洗面层集料技术可以根本上解决了集料与沥青的粘附问题，同时有利于解决沥青路面的水损坏问题，并延长其使用寿命，提高其服务水平，极大的方便了人们的出行。

（二）、经济效益

1.长期经济效益

石灰水清洗面层集料技术可以延长沥青路面的使用寿命，也就降低了建设期的维修费用。

2．直接经济效益

在沥青混合料拌和过程中热料仓总会有粉尘排出，据估算，排出的粉尘为5%，经石灰水清洗集料后可以减少粉尘排放 56%，那么经石灰水清洗后，面层材料平均排出的粉尘为2.2%（减少2.8%）。

修筑一平方米沥青路面，如果少排2.8%的热料仓粉尘，大约可以节省：燃料费0.08公斤重油0.28元+拌和楼机械磨损费0.06元+电费0.05元+原料运输储存上料费0.08元+溢料处理费0.06元=0.53元。清洗一平方米沥青路面的碎石，多消耗的费用大约为：振动筛电费0.35元+振动筛磨损费0.04元+抽水电费0.08元+水费0.06元=0.53元。说明采用石灰水清洗面层集料技术基本不会增加建设成本。

（三）、环境效益

1．节约能源消耗

每加热1吨沥青混合料拌和楼热料仓的集料需要消耗6.5公斤重油，采用石灰水清洗集料后，可以减少热料仓的溢料率，每新建 1公里高速公路沥青路面，就能减少溢料0.02万吨，也就节约了0.13万公斤的重油。彭湖高速公路64公里，可以节约8.3万公斤重油。

2．减排

燃烧1公斤重油会排放3.2公斤CO2和0.45公斤SO2，那么采用石灰水清洗集料后，每新建1公里高速公路沥青路面节约0.13万公斤的重油，就可少排0.42万公斤CO2和0.059公斤SO2。彭湖高速公路64公里，可以减少26.9万公斤CO2和3.8公斤SO2排放。

3．改善施工条件。

石灰水清洗集料可以大大降低集料加工场和沥青混合料场的粉尘污染，改善了施工条件，有利于现场施工人员的健康。

[1]公路工程集料试验规程，中华人民共和国交通部（JTG E42-2005）[S].北京:人民交通出版社.2005.

[2]公路沥青路面施工技术规范，中华人民共和国交通部（JTG E40-2005）[S].北京:人民交通出版社.2005.

[3]张文海，范书龙，沥青混合料水稳定性试验研究[J]. 公路与汽运.2006(5).

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1007-6344（2015）09-0116-02