探讨高速公路沥青路面集料生产的关键技术

蔡金松

（贵州桥梁建设集团有限责任公司,贵州 贵阳 550001）

0 引言

高速公路沥青路面采用的材料为复合型材料，其组成材料包括沥青、粗细集料、矿粉和外加剂。因路面结构长期遭受行车荷载、自然环境等诸多因素的影响，在运营过程中产生了一系列质量病害，为有效修复此类缺陷，通过改性沥青或进口材料对其实施加固处理，并未达到预期效果[1]。为全面探究其形成原因，该文实施了系统性分析和探究，结果发现，除施工管理因素外，其施工中采用的路面集料质量较差[2-3]。因此，科学控制集料生产质量和性能，是有效提升高速公路沥青路面质量的关键所在。

1 沥青路面集料生产关键技术指标

1.1 粗集料技术指标

按照设计文件相关要求，上面层粗集料选用性能优良的辉绿岩、玄武岩，中面层、下面层则采用石灰岩集料[4]。粗集料在沥青路面结构中占比较大，高达70%~80%。为保证路面施工质量，粗集料应洁净、干燥，级配符合标准要求，沥青路面中粗集料相关技术指标如表1所示。

表1 粗集料各项技术指标

1.2 细集料技术指标

按照设计图纸相关规定，沥青路面结构中采用的细集料是经专业设备处理后的机制砂，处理过程中应采取除尘措施，全面清除材料内部灰尘、杂物[5]。为保证路面质量，细集料应质地均匀、饱满，具有较强的抗嵌挤性能，同时质量应达到技术标准要求。

1.3 填料技术指标

为最大限度保证沥青路面质量，采用的矿粉填料主要为石灰岩，填料使用前应进行净化处理，处理后矿粉应洁净、干燥，可以从料仓顺利流出，严禁采用回收矿粉，其各项技术指标如表2所示。

表2 矿粉质量各项技术指标

2 料源选定需考虑的关键因素

2.1 母材片石开采取料点要求

（1）开展实地勘查走访工作，全面了解施工区域周边山体石材情况，就地取材选择合适的原材料，节约材料成本。

（2）就地取材时，应全面了解料源具体情况，确保各项性能指标及供应量满足施工要求。

（3）材料选取时，应仔细检查取料点相关指标，如：风化、侵蚀等，达不到标准及设计要求的坚决不予取用。

（4）影响母材片石质量的因素较多，如压碎值、针片状颗粒含量等，为有效保证材质符合标准要求，应对料源材料各项性能指标实施全面检测，并通过试验验证。

2.2 母材片石开采生产要求

（1）应具备良好的开采条件。母材片石开采，应具备如下条件：1）采膛口覆土深度较浅、植被数量较少，便于清理等；2）片石材质优良，材料性能符合标准及设计要求[6]。为确保片石质量满足施工规范要求，应组织相关人员进行现场取样，并委托具有专业资质的检测机构对其实施全面检测，并出具检测证明。

（2）初步开采的石材，禁止直接放入加工机械进行加工，应先采用小炮进行分割、破碎处理，然后再通过碎石机具实施精细化处理。

（3）为充分保证母材片石质量，石材破碎前，应对其实施清洁处理，保证表面洁净，无杂物，有效减少针片状碎石含量。

（4）开采过程中，如膛口岩层出现明显分层或存在风化软弱层，应采取分区分片开采，以有效保证石材质量，若开采完成的石块中存在软弱层，应将其彻底清除，避免混入碎石机，影响成品质量。

（5）片石存放区应及时清理，避免运输不彻底，遗留碎石渣混入碎石机，对材料质量造成影响。

3 集料加工厂建设重点环节

3.1 对碎石生产场地的技术要求

（1）通过前期公路工程施工经验能够确定，碎石生产场地应宽阔，能满足现场施工材料供应需求，实际面积不得低于15 000 m2。

（2）碎石生产厂区内应坚实平整，地面完全硬化，或采用砖渣、碎石铺设平整，厚度不得低于30 cm，厂区内严禁积水，地势应保持中间高、四周低，保证排水顺畅，避免降雨积水影响材料性能。

（3）对根据集料种类、性能、粒径、层次的差异，将生产厂区划分成不同的区域，如基层材料，单独划分4个区域，中、下层油集料，则划分5个区域[7]。

（4）根据实际划分的区域，确定各种集料存放位置，并悬挂相应的标识牌，各集料区域中间通过隔板实施分割，防止各种集料相互串料，隔板高度应结合各区域材料堆置高度合理确定。

（5）各区域内集料堆放高度应满足规范要求，严禁超高堆放，通常状况下，为防止集料产生离析现象，其最大堆放高度不应超过8 m。

3.2 集料生产设备的技术要求

（1）集料生产厂家应具备相应的生产资质和生产经营许可证，并具有相应的生产能力和信誉度，确保货源充足、供货及时。

（2）根据各种集料的性能、材质存在的差异，应采取不同的处理方式。集料级配等级的不同，采用的碎石机械也存在一定差异，一、二级碎石分别采用鄂破、反击式破碎机。特殊状况下，还需通过整形机进行加工处理。

（3）为最大限度保证集料洁净度，油面层集料生产车间应安装净化、除尘设备。此外，相关机械设备配置时，其性能参数应满足材料技术指标要求，保证生产出的集料能最大限度满足现场路面施工需求[8]。

4 集料生产工艺的技术要求

4.1 采用先进的集料生产工艺

该高速公路路面施工时，采用的集料生产设备是当前最为先进的设备，不仅能有效完成碎石破碎，还能根据不同的等级对各种类型的碎石实施分离处理。通过该机械对碎石实施精细化处理后，可对其实施筛分和水洗，显著提升集料生产质量和效率。其具体生产工艺流程如图1所示。

图1 集料生产设备工艺流程图

4.2 集料生产工艺技术要求

集料生产加工时，应严格控制如下几点：

（1）集料正式生产前，应对各种机械设备实施全方位检查和更新，避免存在磨损严重、性能较差的生产机械，降低集料生产质量和效率；生产过程中应实时观察和检测设备运行状态和性能，出现异常和性能不佳状况，及时更换和维护，最大限度保证集料性能、质量满足标准要求。此外，若出现碎石形状差异性较大或接近极限状态时，应立即对设备实施更新。

（2）集料生产过程中，应严格根据相关技术标准，科学配备满足施工要求的振动筛。

（3）集料生产加工过程中若出现阴雨天气，应立即停止生产，待雨停片石彻底干透后再进行开工生产。设备运行时，应安排专人负责投料口投料，避免风化石、泥块等杂物混入加工机械中。若杂物不易控制，应在一级鄂破进料口位置安装孔径满足要求的滤网，以过滤不必要的杂物。

（4）生产过程中，成品料输送时，应严格控制如下两个方面：1）集料放置时，应采取均匀布料的形式，防止出现自由下落现象造成大粒径集料先行落下，小粒径集料大量堆积，从而造成集料产生离析现象；2）为有效避免集料出现离析现象，下料过程中应严格控制下落高度，若料堆高度较高时，可采用溜槽及时转变集料下落位置。

（5）为保证集料质量，进行同类型集料生产时，不得生产其他类型的集料。

（6）现场生产出的粒径小于2.36 mm的集料，应实施专门堆放，确保通风、干燥，若出现阴雨天气，应及时采取覆盖措施，防止遭受雨水影响，降低集料性能。

5 集料质量控制关键点

5.1 集料加工厂的质量控制

为有效保证集料生产加工质量，确保严格按集料生产施工工艺流程进行集料生产，施工单位应委派专业技术人员对集料生产过程实施驻场监管，主要监控内容如下：1）成品集料及时抽样检查，若达不到标准要求，应及时调整筛网，保证集料质量；2）集料加工时，应对母材实施碎化检验，确保其质量符合标准要求，避免出现为降低成本选用劣质母材的情形；3）实时观察并检查生产设备性能及运转情况，防止机械磨损、老化影响集料生产质量，同时还应全面检查除尘装置运行情况，确保其处于工作状态。

5.2 集料的运输质量控制

为防止集料运输时遭受污染，应严格控制其运输过程，具体做到如下几个方面：1）集料运输车采取标准化管理；2）集料装车前，应对运输车进行彻底清洁，确保无灰尘、杂物，装车后采取必要的覆盖措施，避免中途遭受污染；3）施工单位驻场技术人员应与施工现场收料人员做好集料出、入库交接，留好交接凭证及影像资料；4）现场接料人员应合理安排收料工作，避免出现错用现象。

5.3 集料进场质量控制

集料进场时，施工单位应加强质量检验，切实做到每车必验，采用目测法对集料进行检查。若发现异常，需采取试验检测，合格后方可进场，对于质量达不到要求的集料严禁进入施工现场。

若集料规格产生异常，应全面检查生产厂家，对异常产生原因进行综合分析并制定解决方案。

5.4 进场集料的堆放质量控制

为确保集料进场堆放质量，应控制如下几个方面：1）堆放区域应进行硬化处理，确保通风、干燥，并且保证堆放区域具有较高的强度和厚度，避免车辆碾压产生破坏；2）堆放区域应建立相应的排水设施，并配备排水设备，避免因雨水汇聚对集料造成污染；3）为避免下料过程中产生离析，应防止集料自然下落，并严格控制集料堆积高度；4）集料生产时，合理安放生产设备，严格控制出料口高度，防止发生离析；5）细集料应堆放在有防雨设施的区域，避免雨水污染。

5.5 集料防污染的质量控制

为避免集料在生产、运输、存放等过程中遭受污染，应对其实施全过程质量控制。除此之外，还应对厂区及运输道路实施洒水降尘处理，防止灰尘污染集料。此外，雨雪天气不得进行集料生产、加工和运输。总而言之，只有从生产、加工、运输、堆放等各个环节对集料质量加以管控，才能从根本上保证沥青路面质量。

6 结论

集料作为高速公路施工中不可或缺的重要材料，对高速公路质量和使用性能具有重要影响，若集料质量不合格，势必会造成高速公路质量达不到标准要求。就现阶段我国集料生产使用情况来看，还存在诸多缺陷。因此，要实现高速公路路面质量目标，必须对集料质量实施科学控制。该文从实际项目集料生产指标确定、料源选择、集料加工厂建设及集料生产工艺等方面论述了其生产技术，总结了集料质量控制要点，对后续类似工程建设具有重要的指导意义。