2.4.1 集料加工篩孔網配置

隻有了解了集料加工場的碎石生產工藝及原理,才能對集料加工場進行合理化配篩。碎石集料加工場就是根據設計的路麵結構型式選擇碎石生產線的篩孔,以便能在石場對碎石規格初步分級,使備好的幾種材料適用,為優化配比設計提供可能。瀝青混合料質量由標準篩控製,但是集料加工和拌和樓上使用的是振動篩。集料加工的振動篩篩板有傾角（通常為24°），在集料加工流水線和拌和樓上裝上標準篩網眼的篩板,並不能準確、直接地控製預定目標級配線上關鍵篩孔的通過率。集料加工的目的，是用幾個適當規格的集料，配出以標準篩各篩孔通過率控製的目標級配混合料。集料公稱最大粒徑對應篩孔的通過率在級配控製中起著關鍵作用，可用一種規格集料來控製其公稱最大粒徑對應的標準篩篩孔的通過率。間歇式拌和樓通常使用4-5種規格集料，每一種混合料隻能直接控製4-5個標準篩篩孔的通過率，振動篩篩孔的選擇相當關鍵。

當石場儲量足夠大時，通常將中、下麵層所用集料一起加工，將兩者分開加工的方案是不合理的；抗滑磨耗層所用集料則應單獨加工。

集料生產線上的篩網是振動篩，振動篩有傾角，欲控製選定標準篩篩孔的通過率，則集料加工所用篩的篩孔必須比對應標準篩篩孔大，更不能比標準篩篩孔小。將標準篩篩孔直接用在集料加工生產線上，是達不到控製目的的，甚至是錯誤的。一種混合料應控製的標準篩篩孔，即關鍵篩孔，包括其公稱最大粒徑對應的篩孔，以及比公稱最大粒徑小的篩孔，從2.36mm開始按2倍遞增的各篩孔。據此可以確定中、下麵層集料加工時應控製的一組標準篩篩孔，也可以確定抗滑磨耗層集料加工時應控製的另一組標準篩篩孔。

通過大量研究和實踐，已找到與上述兩組關鍵標準篩篩孔對應的集料加工生產線上所用的兩組篩孔，對應關係如表4所示。

注：字母a至h，代表8個按從小到大順序排列的數字，是集料加工用方孔篩篩孔(即標準化篩孔)尺寸，根據規格集料的公稱最大粒徑，用課題組提出的公式計算出來。集料加工用篩孔與振動篩邊長、傾角、篩的振幅等有關。

2.4.2集料規格與集料加工用篩孔的關係

瀝青麵層AC-25和AC-20預定的目標級配線上有12個篩孔,而加工的集料通常隻有4～5檔,故隻能選4～5個篩孔來控製。

在標準篩係列篩孔(1.18 mm及其以下的不計) 2.36mm、4.75mm、9.5mm、13.2mm、16mm、19mm、26.5mm、31.5mm、37.5 mm 中,2.36mm、4.75mm、9.5mm、19mm、37.5mm 這5個篩孔從小到大符合按2 倍逐漸遞增的規律,這是製定篩孔係列的本意,故應從中選定要控製的篩孔。

19mm是中麵層的標準最大粒徑,是關鍵篩孔。因13.2mm和16mm是上麵層2種混合料的標準最大粒徑；26.5mm和31.5mm是下麵層2種混合料的標準最大粒徑。應根據上麵層混合料類型在13.2mm和16mm中選擇其一；根據下麵層混合料類型在26.5mm和31.5mm中選擇其一。由此可見,在中、下麵層用料結合起來加工時,應控製的標準篩篩孔有2.36mm、4.75mm、9.5mm、19mm和26.5mm(或31.5) mm。集料加工時,用22mm和30mm、11mm和22mm、6mm和11mm、3mm和6mm、0和3mm組成的套篩進行篩分，集料在26.5mm、19mm、9.5mm、4.75mm、2.36 mm 篩孔的通過量分別為90%∽95%、90%∽95%、90%∽95%、75%∽80%、90%∽95%。中、下麵層集料加工所用振動篩篩孔為3mm、6mm、11mm、22mm和30mm(或35) mm。用這組篩加工集料時,當下麵層所需的22mm和30mm(或22mm和35) mm料備足後,卸下30mm(或35) mm 篩板,繼續加工其他檔料。

在石場儲量充足的情況下,通常將中、下麵層用料結合起來加工,選用一組篩,而將上麵層用料另行加工,選用另一組篩。在中、下麵層集料加工所用的篩孔組中，有1個篩孔十分重要,通過合理選擇,可使下麵層混合料所需的最粗一檔料備足以後,卸掉已用篩組中孔眼最大的1個篩板,繼續加工中麵層用料。這樣就可以使碎石集料加工場的生產有序、合理,也確保了生產的集料質量。

通過大量實際工程的集料加工，總結出各種集料規格與加工用篩孔的關係如表5所示。

當路麵結構包含四個瀝青層，如AC-20、AC-25和AC-30(或ATB-30)時，最先加工的五種規格集料應為S7、S9、S12、S14和S16,待S7加工數量足夠以後，將S7改為S8繼續生產。用於抗滑磨耗層的主要兩種混合料為，SMA-13的均勻性優於SMA-16，原因是用S10(或S11)、S12、S14和S16四種規格集料直接控製著連續相鄰的13.2mm、9.5mm、4.75mm和2.36mm四個關鍵篩孔的通過率，使SMA-13混合料的級配得到有效控製；而SMA-16混合料用S9F、S12、S14和S16這四種規格集料，直接控製16mm、9.5mm、4.75mm和2.36mm這四個篩孔,其中13.2mm篩孔僅靠間接控製，級配控製效果減弱了。因此，可通過集料加工方案的調整來改善SMA-16混合料的均勻性，即先加工S9F、S12、S14、S16四種規格，當S9F數量夠了以後，將篩孔e改為d，即將S9F改為S10繼續生產，這樣SMA-16混合料就可以用五種規格集料，使13.2mm篩孔的通過率也得到直接控製。表5表明用一對標準化篩孔，例如c/f，通過調試和監控破碎機反擊板與板錘之間的間隙，即可生產出一種級配符合S9要求的規格集料,而用表示公稱粒徑範圍的一對篩孔(例如10/20)卻達不到目的，是現行施工規範存在的一個不足。

通過對集料加工場篩孔與集料關鍵篩孔相關性分析,集料加工場和瀝青混合料拌和樓的推薦套篩設置見表6。

表6 瀝青混合料用集料推薦篩孔設置

從表6可知推薦配篩的優點有: ①6mm的振動篩對應於4.75mm標準篩,它是粗、細集料的分界線；② 3mm的振動篩對應於2.36mm的標準篩,這是控製細集料級配的關鍵篩孔之一；③使瀝青拌和樓2#倉的料在2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm篩孔的通過量不致太少,從而能與1#倉的料及礦粉(和水泥)一起參與調整細集料的級配,保證該範圍級配曲線的連續性和光滑性,有利於保證混合料的密水性和表麵紋理的均勻性；④使下麵2層或3層篩固定,縮短換篩的時間。

對拌和樓而言,上述篩孔組在中、下麵層交替施工時使用,施工中麵層時,不輸入22mm、30mm規格的集料。當下麵層施工完畢,單獨施工中麵層時,可將35mm 篩板卸下,並將22mm篩板換成30mm篩板。上述篩孔組配置,要求拌和樓有5個熱料倉和5個冷料倉。

以上配篩方案在近年多個高速公路路麵工地中采用,行之有效,取得了顯著的經濟效益和社會效益。路麵質量良好,沒有發現瀝青路麵常有的泛油、坑槽和車轍等病害。由於瀝青路麵集料加工場配篩與拌和樓配篩合理化對應，生產過程中減少了集料加工場材料損耗和拌和樓溢料損耗，能節約2%碎石材料。

3 集料標準化加工的質量控製體係

3.1 瀝青路麵對集料的技術要求

在集料指標中，視密度和吸水率是集料的綜合指標，石質堅硬致密，吸水率小的集料比較耐磨、耐久性好。試驗表明，集料密度與許多性質都有一定的相關關係。但是，這並不是說集料密度越大越好，集料表麵必須粗糙，而過分致密的集料破碎麵可能比較光滑，缺乏粗糙的凹凸表麵，不能吸附較多的瀝青結合料，使瀝青膜的厚度變薄，又影響混合料的耐久性。配合比設計不能到達滿意的效果，所以集料的多種性質都需要綜合平衡考慮。

3.1.1 粗集料技術指標與標準

瀝青路麵用粗集料包括碎石、破碎礫石、篩選礫石、鋼渣、礦渣等，但高速公路和一級公路不得使用篩選礫石和礦渣。粗集料必須由具有生產許可證的采石場生產或施工單位自行加工。粗集料應該潔淨、幹燥、表麵粗糙，質量應符合表7的規定。當單一規格集料的質量指標達不到表中要求，而按照集料配比計算的質量指標符合要求時，工程上允許使用。集料在進入拌和機前，需經200℃左右的高溫，有些常用的石料如花崗岩、玄武岩、石灰岩等有可能因此發生質量上的變化；對受熱易變質的集料，宜采用經拌和機烘幹後的集料進行檢驗。

表7 瀝青混合料用粗集料質量技術要求

高速公路、一級公路瀝青路麵的表麵層(或磨耗層)的粗集料的磨光值應符合表8的要求。除SMA、OGFC路麵外，允許在硬質粗集料中摻加部分較小粒徑的磨光值達不到要求的粗集料，其最大摻加比例由磨光值試驗確定。

表8 粗集料與瀝青的粘附性、磨光值的技術要求

粗集料與瀝青的粘附性應符合表8的要求，當使用不符要求的粗集料時，宜摻加消石灰、水泥或用飽和石灰水處理後使用，必要時可同時在瀝青中摻加耐熱、耐水、長期性能好的抗剝落劑，也可采用改性瀝青的措施，使瀝青混合料的水穩定性檢驗達到要求。摻加外加劑的劑量由瀝青混合料的水穩定性檢驗確定。

從《公路瀝青路麵施工技術規範》的粗集料技術指標中可看出，我國特別重視壓碎值，其實世界上使用最多的是洛杉磯磨耗值，壓碎值是以前英國標準BS 812中的老方法，在歐洲新標準EN 13043：2002及英國BS EN 1097-2：1988方法中，都已經取消了壓碎值，改為洛杉磯磨耗值及衝擊值指標是值得注意的變化。衝擊值的試驗方法與我國的有所不同。

3.2 集料標準化加工質量控製指標

集料標準化加工質量控製指標主要用於生產過程中的質量控製。

3.2.1粗集料質量控製指標

我國《公路瀝青路麵施工技術規範》（JTG F40-2004）規定，瀝青層用粗集料包括碎石、破碎礫石、篩選礫石、鋼渣、礦渣等，但高速公路和一級公路不得使用篩選礫石和礦渣。粗集料必須由具有生產許可證的采石場生產或施工單位自行加工。

粗集料應該潔淨、幹燥、表麵粗糙，質量符合相關技術規定。當單一規格集料的質量指標達不到要求，而按照集料配比計算的質量指標符合要求時，工程上允許使用。

上麵層瀝青混合料的粗集料宜選擇二次反擊破碎的玄武岩、花崗岩或輝綠岩等硬質石料。針對廣東省的實際情況，適當提高了粗集料的壓碎值、含泥量標準。當采用花崗岩石料時，應采取適當措施提高瀝青混合料的水穩定性，包括：摻加水泥或消石灰、使用粘度較高的改性瀝青、在瀝青中摻加抗剝落劑和使用堿性細集料等。

根據以上分析，結合廣東省交通運輸廳的《瀝青路麵應用技術指南》，考慮到廣東省氣候條件，提出的粗集料相關指標要求見表8至表11。

表8 廣東省瀝青混合料用粗集料的技術要求

②用於高速公路、一級公路時，多孔玄武岩的視密度可放寬至2.45g/cm3，吸水率可放寬至3%，但必須得到建設單位的批準，且不得用於SMA路麵；注：①堅固性試驗可根據需要進行；

③對S14即3～5規格的粗集料，針片狀顆粒含量可不予要求，<0.075mm含量可放寬到3％。

表11 廣東省瀝青混合料用粗集料規格

粗集料遵循就地取材的原則，結合廣東省目前高速公路的實際使用情況，常用的粗集料的分級增加了S7C、S8C、S9F，這對目前的規範是一個改進。即在表11中增加了S7C、S8C、S9F三種規格集料，因為《公路瀝青路麵施工技術規範》JTG F40-2004規定的集料規格S7和S8的粒徑範圍大，加工出來的集料易離析，使生產過程中混合料的級配難以控製，新增的S7C和S8C，將集料的規格進一步細化，為配製AC-25、ATB-25提供較合適的集料，實踐表明可大大減少離析，級配波動小。S9F適用於AC-16、SMA-16、OGFC-16混合料的配製，如采用S9規格的集料，拌和樓溢料現象較為嚴重，不經濟。

3.2.2細集料質量控製指標

瀝青混合料的細集料細集料宜采用機製砂，應潔淨、幹燥、無風化、無雜質並有適當的顆粒級配。對於上麵層瀝青混合料應使用石灰岩細集料，禁止使用花崗岩細集料。其技術要求見表12 和表13 。

瀝青路麵細集料S16規格集料在0.075mm的通過率限製為8~12%，而《公路瀝青路麵施工技術規範》JTG F40-2004中S16規格集料在0.075mm的通過率為0~15%，本規定對小於0.075mm含量要求更嚴，有利於減少細集料中的含泥量，增加集料與瀝青的粘附性，同時對細集料的級配提出了嚴格的要求。

對於細集料加工控製關鍵指標之一，就是要控製0.075mm的通過率，目前在實際生產過程中，達到這個指標有一定的困難。主要原因是：（1）集料生產過程中，石場還沒有普遍采用引風式除塵設備，導致0.075mm的通過率達不到指標的要求；（2）在集料加工中，宜采用引風式除塵設備，由於水洗設備沒有解決石場加工中的揚塵問題，極易對集料二次汙染，同時，水洗對水的流量要求高，易造成對環境的汙染，而引風式除塵方式，解決了場地的揚塵問題，同時又可以很好地解決細集料中0.075mm的通過量，所以是一種好的除塵方式。利用引風式除塵方式時，要求在碎石設備上安裝引風管，同時也要在振動篩上安裝引風管，在調試生產中及時檢查0.075mm的通過量，直到滿足指標要求為止。

3.3 集料標準化加工質量控製體係

每種規格集料都有一個公稱最大粒徑，應以其對應的標準篩篩孔的通過率作為加工質量監控指標，其目標值為95%，建議驗收標準建議為90%-99%，建議S16驗收標準為80%-99%。

集料加工過程中，檢驗各種規格集料在相應控製篩孔通過率的均值是否符合驗收標準的要求，以及各種規格集料的級配變異係數的大小。因此在集料加工過程中，每天生產中，要對集料通過關鍵篩孔進行檢驗，並將檢驗數據匯總建立台賬，當數據發生變異時，應及時檢查生產線進行調整。為保證需要儀式料的加工質量，保證集料質量的穩定是第一位的。