廣西石灰巖集料特性調研

胡彬

【摘 要】近年來高速公路建設的飛速發展，造成玄武巖等優質集料的大量開采和使用，造成玄武巖礦產的日益枯竭，提高了工程建設成本。尋找一種替代性的路用集料對于我國公路建設有著積極的效應。石灰巖由于分布廣，儲量大，開采容易等優秀特性正受到越來越多道路工作者的關注。本文匯總了石灰巖在廣西地區的分布情況，總結了石灰巖作為路面上面層的一些主要力學指標。結果表明，石灰巖在多數情況下可以替代玄武巖，是一種比較可靠的上面層集料，在不降低路用性能的情況下，能夠更好地節約工程成本，降低造價，提高當地的經濟效益。

【關鍵詞】道路工程；礦產資源分布；石灰巖；集料特性

1 廣西石灰巖地區分布特點

廣西地區石灰巖一般可以分為三種：硅質石灰巖、泥質灰巖、純質石灰巖。

1.1 純質石灰巖類

純質石灰巖類的石山分布面積為1萬5平方公里左右，占整個廣西地區裸露石山面積的1/3左右。其中多分布在都安峰叢區以及桂林陽朔一帶。

1.2 硅質石灰巖類

該種石灰巖構成的石山分布面積達27841.15平方公里，占廣西地區裸露石山面積的60%，幾乎所有縣市均有分布。其中以都安、梧州、北部灣、柳江、融安、南寧等分布最多，面積均達1000平方公里以上。

1.3 含泥質灰巖

由石灰巖夾砂頁巖或火成巖構成的石山丘陵面積約26580.45平方公里，占整個廣西地區面積的23%。主要分布在南丹、河池、鹿寨等地區[1]。

廣西的石灰巖有礦區巖層厚度大、巖質優的特點。截至2010年底，廣西省已探明的礦床地共109處。其中大型18處，中型41處，小型36處，礦點20處，累計探明儲量共46億噸。廣西地質調查院羅允義研究表明廣西地區現已探明儲量的石灰巖礦床有大型16處、中型31處、小型25處，并綜合地質法和遙感法調查發現，石灰巖總面積達到了5萬多平方公里，占廣西總面積五分之一，估算總量達7.2萬億噸。引進遙感技術重新進行廣西石灰巖分布區圈定和資源量估算，相關統計結果如下表1所示[2]。

2 廣西石灰巖的集料性能

如果將石灰巖石料作為瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面的路用材料，那么一般來說評價石灰巖的指標主要有：抗壓強度、壓碎值、堅固性、洛杉磯磨耗損失和磨光值等。本文有代表性的選取了廣西各個不同地區石場生產的石灰巖粗集料，進行了一系列的粗集料物理力學性能調研，分析石灰巖作為路用材料的可行性和適用性。

2.1 抗壓強度

抗壓強度，是能夠反映石灰巖相關性能的關鍵參數之一，決定了礦石的堅硬與否。一般認為石灰巖巖質中二氧化硅等含量比玄武巖少，其抗壓強度比玄武巖相對較低，因此施工單位偏好使用密度更大，硅質礦物含量更高的玄武巖。表2為廣西主要石灰巖礦場的巖石抗壓強度。

從以上圖表可以看出，對廣西地區大量石料場的石灰巖的抗壓強度值進行匯總，最大抗壓強度為126.5Mpa，最小的僅僅為82.1Mpa，不過這依然大于規范要求的60MPa，屬于比較堅硬的巖石，可以用于高速公路的使用條件。

2.2 堅固性能

高速公路表面層的集料長時間暴露在外界環境，雖然有瀝青膜保護，但是集料本身還是要受自然環境對它的侵蝕，使集料內部發生較大的物化反應，巖石本身會發生風化，破碎和松散，影響了面層的耐久性。規范中采用集料堅固性試驗來模擬集料在硫酸鈉溶液多次浸泡與循環作用下抵抗硫酸鈉結晶的能力，測定石灰巖集料安定性。《瀝青路面施工技術規范》中對路用石料堅固性做出了明確的要求。不管是高速公路還是一級公路，或者等級比較低的公路，這些公路所使用的集料的堅固性都應≤12%。

結合調研的廣西地區各石料場的石料堅固性進行統計可得，該地區石料的堅固值在2.97%-6.2%之間，大大低于規范12%的限值。所調研的石灰巖堅固性都能滿足瀝青路面施工技術規范中的要求。由此可以推出：廣西地區石灰巖應用于瀝青面層中時，在堅固性這一方面是滿足規范要求的。

2.3 壓碎性能

在機械荷載逐漸增大的情況下，石料抵抗壓碎的能力即為集料壓碎值。它是集料的一種力學指標，其值越大，其在公路工程中的適用性就越好?！稙r青路面施工技術規范》對所用石料的壓碎值做出了明確要求。對于高速公路及一級公路的表面層，石料的壓碎值應該≤26%；其他面層所用石料的壓碎值≤28%。長沙理工大學的祝明對廣西省南寧市外環公路沿線碎石料場、靖那高速公路和河都高速公路所用碎石壓碎值情況進行了匯總[3]，可以看出，將所調研的廣西地區各石料場的石料壓碎值進行統計可得，該地區石料的壓碎值在11.3%-22.3%之間，高于規范標準，均能夠很好地滿足《瀝青路面施工技術規范》的要求。由此我們可以推斷出：廣西地區的石灰巖在應用于各等級公路的瀝青面層時，在壓碎值這一方面是能滿足規范要求的。

2.4 磨耗性能

洛杉磯磨耗損失同樣也是集料的一個重要指標，該指標能很好地反映瀝青路面的耐久性和安全使用性能。磨耗值越高，說明粗集料越能經受汽車輪胎的磨耗，不至于被早早磨光，降低行駛安全性；經過統計廣西主要石灰巖礦場的磨耗值[4]。將所調研的廣西地區各石料場的石料磨耗損失進行統計可得，該地區石料的磨耗損失最大為25.2%，最小為15.5%。

在《瀝青路面施工技術規范》中，對石料的磨耗損失主要如下：高速公路及一級公路的表面層，洛杉磯磨耗損失≤28%；其他面層，洛杉磯磨耗損失≤30%。而對于一級公路以下的公路，洛杉磯磨耗損失應該≤35%?？梢酝茢喑?，均滿足《瀝青路面施工技術規范》中對石料應用與瀝青路面面層的要求。由此可以推出：廣西地區石灰巖應用于瀝青面層中時，在磨耗損失這一方面是滿足規范要求的。

2.5 磨光性能

高速公路路面表面層粗集料受到汽車輪胎荷載的反復摩擦，從而其表面的瀝青膜被輪胎磨失，粗集料在瀝青磨掉后暴露在外，經過相當時間后，道路抗滑就主要依靠粗集料了。因此，用集料磨光值來表征路面集料的耐摩擦性，當磨光值較大，對于路面來說越有積極效應。磨光值小，路面越容易被磨光，對于汽車安全駕駛越不利。而廣西省所屬區域作為為潮濕區，當石灰巖石料應用于高速公路及一級公路的表面層，磨光值應滿足>42。從相關廣西主要石灰巖礦場的磨光值匯總中可以看出，各石料場的石料磨光值基本維持在38-43，僅僅略微小于規范要求的42，而僅僅只有個別石料場的石料滿足規范的磨光值要求。由此可以看出，廣西石灰巖應用與瀝青路面表面層時，在磨光值這一方面只有個別料場的石料滿足規范要求，絕大多數的料場是不滿足規范要求的。

3 結語

（1）廣西石灰巖礦物儲量相當巨大，分布范圍廣泛，分布在廣西西北地區，西南地區以及東北地區，在廣西省各大廠區均有分布。儲量大，巖質好，開采方便將是廣西石灰巖應用與瀝青路面面層的一大優勢，亟待開發，對于當地經濟有很好的提升作用。

（2）廣西石灰巖應用于瀝青路面面層中時，在單軸抗壓強度性能、堅固性能、壓碎性能、磨耗性能等方面均能滿足規范的要求，在磨光性能方面只有個別石料廠的石灰巖能滿足要求。如果磨光值能夠滿足要求，那么在公路建設時就可以用石灰巖替代玄武巖，可以節約工程成本。建議鋪設試驗路進行驗證。

【參考文獻】

[1]李志才.廣西石灰巖資源概況及其開發利用現狀[J].中國區域地質，1992（03）： 278-282.

[2]羅允義.廣西石灰巖成礦預測、資源總量估算及綜合開發利用研究[J].桂林工學院學報，2002（03）：328-332.

[3]祝明.廣西地區石灰巖碎石壓碎值特性及對混凝土抗壓強度的影響[J].長沙理工大學，2012.

[4]陳飛.高速公路瀝青路面石灰巖集料表層應用技術研究[J].長沙理工大學，2013：97.

[責任編輯：王楠]