精細集料工廠化加工技術(shù)在鋼橋面鋪裝中的應(yīng)用研究

張廣平ZHANG Guang-ping

（保利長大工程有限公司，廣州511431）

0 引言

鋼橋面鋪裝在國內(nèi)一直是公認的技術(shù)難題，相比歐美、日本等發(fā)達國家，國內(nèi)的通車項目一般使用壽命較短，多則5 年，少則1 年左右就產(chǎn)生破壞，進入大修階段。近年來，技術(shù)人員加強了相關(guān)的技術(shù)研究，各施工單位也加大了鋼橋面鋪裝項目的機械設(shè)備投入和技術(shù)儲備，以求獲得與歐美、日本等發(fā)達國家相近的使用壽命。

分析國內(nèi)鋼橋面鋪裝的破壞原因，除超載超限車輛影響的因素外，還有施工過程控制、原材料質(zhì)量控制等因素。以我公司為例，目前在鋼橋面鋪裝項目的主要機械設(shè)備配置已達到甚至超過了歐美等發(fā)達國家；主要技術(shù)管理人員結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，技術(shù)上已達到一定的水平；鋼橋面鋪裝的主要原材料（如防水粘結(jié)層、膠結(jié)材料等）也采用了與發(fā)達國家同類的產(chǎn)品，但集料加工控制方面仍有較大差距，作為鋼橋面鋪裝主要材料的集料，加工技術(shù)仍比較落后，主要體現(xiàn)在集料分檔的精細程度、加工規(guī)格、加工過程質(zhì)量控制、粉塵含量等方面，與鋼橋面鋪裝的精細化程度不匹配[1]。即使是國內(nèi)鋼橋面鋪裝主要供應(yīng)商的鎮(zhèn)江茅迪，其生產(chǎn)線配置為10 余年前的技術(shù)要求，采用的是傳統(tǒng)的加工技術(shù)，僅僅能滿足常規(guī)的技術(shù)要求。

以港珠澳大橋橋面鋪裝為例，對細集料的分檔提出了嚴格的要求，尤其是將澆注式瀝青用的S16（0-2.36mm）細集料，進一步細分為A 料（0.6-2.36mm）、B 料（0.212-0.6mm）、C 料（0.075-0.212mm）3 檔，以保證混合料的級配控制更加精確。根據(jù)公司多年來在集料加工方面的技術(shù)積累，在進行了可行性分析，小批量模擬生產(chǎn)后，形成了一套滿足鋼橋面等高端路面及高標混凝土所需精細集料成套加工技術(shù)，并在中山火炬開發(fā)區(qū)建設(shè)集料工廠，加以實施。

1 技術(shù)原理

①利用立軸式?jīng)_擊式破碎機對碎石進行破碎，通過空氣篩控制0.075 的含量，利用多點概率篩來對細集料進行分檔。從而加工出為A 料（0.6-2.36mm）、B 料（0.212-0.6mm）、C 料（0.075-0.212mm）3 檔細集料。

②調(diào)整立軸式?jīng)_擊式破碎機的轉(zhuǎn)速，改變各檔料的生產(chǎn)比例，

③粗集料通過振動篩實現(xiàn)集料的分檔。

2 工藝流程及操作要點

2.1 工藝流程

為保證工廠化的效果，集料工廠將原材料中的開采及破碎關(guān)口前移，所用原材料為半成品料，不涉及基巖的開采，爆破后大石塊的解石、一破及二破等工序均安排在礦口附近石場進行，進場的半成品料規(guī)格為10-20mm，其生產(chǎn)流程圖如圖1。

圖1 集料工廠生產(chǎn)流程圖

2.2 粗集料生產(chǎn)工藝及操作要點

①將10-20mm 的原料直接倒入粗骨料生產(chǎn)線原料倉，原料倉采用混凝土地倉結(jié)構(gòu)，設(shè)計容量約為45 方，滿足卡車直接倒料要求。②料倉底部設(shè)有變頻皮帶CF-1，通過它來給生產(chǎn)線均勻給料，200t/h 的原料通過倉底皮帶CF-1 輸送到皮帶機C-2 上，轉(zhuǎn)接輸送到皮帶機C-3 上。③皮帶機C-3 再喂料到USF-394HS 立軸沖擊破碎主機中進行破碎，破碎過程中骨料中的石粉通過主機的分級裝置被吸到2LQM660 離線脈沖清灰除塵器中，除塵器中的石粉再通過螺旋輸送機輸送到粉罐中[2]。④破碎后的骨料通過皮帶機C-4 進入ZS2468A 篩分機中進行篩分，篩分機頂部設(shè)有除塵口，用來清除篩分過程中產(chǎn)生的粉塵，篩分機出料口出設(shè)有分料裝置，用來調(diào)節(jié)9.5-13.2mm 的一個回料比例，篩分后大于13.2mm 的骨料通過回料皮帶機C-5 輸送到皮帶機C-3 中進行循環(huán)破碎，篩分后0-2.36mm的骨料通過皮帶機C-6 堆置于料倉中，2.36-4.75mm 的骨料通過皮帶機C-7 堆置于料倉中[3]。⑤篩分后4.75-9.5mm的骨料通過皮帶機C-8 堆置于料倉中；9.5-13.2mm 的骨料通過皮帶機C-9 堆置于料倉中。整條生產(chǎn)線在易產(chǎn)生粉塵的皮帶機轉(zhuǎn)接處均設(shè)有除塵口，以達到環(huán)保的要求。⑥料倉下料口與包裝袋袋口對接，包裝袋掛繩懸掛在稱重平臺吊鉤上，稱重平臺可進行重量設(shè)置，集料按2 噸/包裝料完成后，包裝袋可自動脫鉤，并將包裝好的集料輸送到緩存區(qū)[3]。⑦緩存區(qū)包裝集料安裝身份識別卡后進入軌道運輸車，轉(zhuǎn)運至成品集料倉庫，通過龍門吊車按不同規(guī)格進行存儲堆放。

2.3 細集料生產(chǎn)工藝及操作要點

①通過地槽將10-20mm 的原料裝入細骨料生產(chǎn)線原料倉，原料倉采用混凝土地倉結(jié)構(gòu)設(shè)計。②料倉底部設(shè)有變頻皮帶機BF-1，通過它來給生產(chǎn)線均勻給料，45t/h 的原料通過BF-1 皮帶輸送到輸送到暫存料倉中。③暫存料倉的設(shè)計容積為90 方，能保證在原料供應(yīng)不足或前端設(shè)備故障的情況下生產(chǎn)線繼續(xù)生產(chǎn)兩個半小時。④骨料在暫存?zhèn)}中中轉(zhuǎn)后通過皮帶機B-2 喂料到US7-474H 立軸沖擊破碎主機里進行破碎，破碎完后骨料通過振動給料機進入到空氣篩中進行篩分，篩分過程中骨料中的石粉會被吸到2LQM660 離線脈沖清灰除塵器中，除塵器中的石粉再通過螺旋輸送機輸送到粉罐中，滿足所要求的石粉的無壓輸送。⑤通過空氣篩篩分后的骨料中的含粉率（0-0.075mm）可以控制在0.8%以下，滿足客戶的要求，含粉率大小可通過調(diào)整設(shè)備參數(shù)來控制；篩分后篩上物的骨料通過皮帶機B-3 輸送到皮帶機B-2 上來進行循環(huán)破碎。⑥篩分后篩下物的成品料通過皮帶機B-4 跟皮帶機B-5輸送到NC2024A 概率篩中進行進一步的篩分；概率篩頂部設(shè)有除塵口，用來清除篩分過程中產(chǎn)生的粉塵，概率篩出料口出設(shè)有兩個分料裝置，可以調(diào)節(jié)0.2-0.6mm 跟0.6-2.36mm 的一個回料比例。⑦篩分后大于2.36mm 的骨料通過皮帶機B-6 輸送至皮帶機B-3 中進行循環(huán)破碎，0.075-0.2mm 的骨料通過皮帶機B-7 堆置于料倉中，0.2-0.6mm的骨料通過皮帶機B-8 堆置于料倉中，0.6-2.36mm 的骨料通過皮帶機B-9 堆置于料倉中。整條生產(chǎn)線在易產(chǎn)生粉塵的皮帶機轉(zhuǎn)接處均設(shè)有除塵口，以達到環(huán)保的要求。⑧料倉下料口與包裝袋袋口對接，包裝袋掛繩懸掛在稱重平臺吊鉤上，稱重平臺可進行重量設(shè)置，集料按2 噸/包裝料完成后，包裝袋可自動脫鉤，并將包裝好的集料輸送到緩存區(qū)。⑨緩存區(qū)包裝集料安裝身份識別卡后進入軌道運輸車，轉(zhuǎn)運至成品集料倉庫，通過龍門吊車按不同規(guī)格進行存儲堆放。

3 材料和設(shè)備投入

3.1 母材投入

粗集料加工所用原材料為10-20mm 輝綠巖碎石，細集料加工所用原材料為3-5mm 石灰?guī)r碎石。

3.2 主要設(shè)備投入

采用的主要設(shè)備如表1、表2。

表1 細集料生產(chǎn)線主要設(shè)備配置

表2 粗集料生產(chǎn)線主要設(shè)備配置

4 質(zhì)量控制要點

①參與生產(chǎn)的人員必須通過培訓(xùn)，并經(jīng)理論和實踐考核合格后方可上崗；參與生產(chǎn)每個人員熟悉自己崗位職責(zé)；崗位分工清楚、職責(zé)分明，標準化設(shè)置，人員經(jīng)培訓(xùn)后可快速適應(yīng)崗位技能要求；從而確保生產(chǎn)不因崗位人員變動而造成不穩(wěn)定因素。②保持生產(chǎn)線設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)；集料生產(chǎn)線是大功耗設(shè)備，設(shè)備運行過程中出現(xiàn)磨損是不可避免的；在使用過程中，按照保養(yǎng)規(guī)程做好設(shè)備的日常保養(yǎng)工作，減少設(shè)備在正常使用周期內(nèi)的應(yīng)保養(yǎng)不當造成的損壞；易損件要按照設(shè)備說明書的要求及時更換；設(shè)備的參數(shù)在使用過程當中應(yīng)保持穩(wěn)定，不輕易進行修改，確保生產(chǎn)線處于穩(wěn)定良好的運行狀態(tài)。③嚴控原材料質(zhì)量；集料工廠采用半成品集料進行精加工，集料的質(zhì)量主要靠石場礦口的控制，為確保原材料的穩(wěn)定，工廠安排專門人員進駐石場蹲點，確保石塊由統(tǒng)一的礦口產(chǎn)出，并根據(jù)工廠的要求，督促石場按所需的規(guī)格、含粉量及含水量進行加工生產(chǎn)半成品料；并采取到場取樣的方法對每批次原材料按要求進行檢測，合格后方可進場；不合格將采取退貨處理，確保每批原材料的穩(wěn)定。④生產(chǎn)工藝一致性；生產(chǎn)工藝通過集料生產(chǎn)線試產(chǎn)確定后，通過計算機控制程序固定儲存下來，不做修改。⑤集料檢測頻率按每2小時取樣1 次，檢測結(jié)果及時輸入集料管理系統(tǒng)，并反饋至相關(guān)作業(yè)人員；如出現(xiàn)波動范圍較大情況，加密檢測頻率或停機分析原因后再進行生產(chǎn)，同時將波動性較大集料重新回爐生產(chǎn)，避免不合格集料進入包裝環(huán)節(jié)；粗集料除滿足常規(guī)指標外，出廠控制標準為粉塵含量小于0.3%，細集料級配波動范圍僅允許±3。⑥成品集料采用袋式包裝，包裝規(guī)格為每包2 噸，集料裝袋完成后，及時封閉袋口，并采用龍門吊車按不同規(guī)格進行堆放；堆放場地采用水泥混凝土硬化，廠房內(nèi)設(shè)置防潮防塵設(shè)施，避免成品集料受潮及二次污染。⑦采用信息化技術(shù)進行質(zhì)量管理追溯；每包成品集料上都配置身份識別卡，記錄了每包集料的生產(chǎn)信息，包括原材、批號、生產(chǎn)日期、參與人員及成品集料檢測數(shù)據(jù)，如集料出現(xiàn)質(zhì)量問題，可通過專用讀卡器及工廠網(wǎng)站進行查詢，幾分鐘內(nèi)可找出原因及相關(guān)數(shù)據(jù)。

5 結(jié)語

①集料采用干式布袋除塵法，集料除塵通過引風(fēng)機產(chǎn)生的負壓及相關(guān)設(shè)備工作機構(gòu)來完成，減少了水資源消耗及對水資源污染。②集料生產(chǎn)過程對料流采用全封閉覆蓋，避免了生產(chǎn)過程揚塵情況發(fā)生，粉塵通過除塵器進行集中回收并存放在密閉粉罐內(nèi)，通過專用運輸車運至火力電廠及水泥廠使用，減少了粉塵排放對環(huán)境及大氣污染。③由于目前集料工廠所生產(chǎn)的集料及分檔技術(shù)，在國內(nèi)尚未完善，通過成套技術(shù)的應(yīng)用，在集料工廠投產(chǎn)后，逐步形成鋼橋面鋪裝專用集料的技術(shù)標準；成套技術(shù)的應(yīng)用，從根本上解決了鋼橋面鋪裝用集料的來源問題，大大推動了我國鋼橋面專用集料的分檔標準和加工水平。