探討公路項目瀝青面層碎石加工設備選型及關鍵技術

陳 翔

（貴州橋梁建設集團有限責任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

隨著國家環保政策的不斷收緊，施工企業、監理單位、主管機構對施工環保關注度不斷提升，越來越多的項目施工環節開始加強與石料生產商合作或引進碎石生產線解決工程需求[1-3]。影響碎石質量的因素包括母材巖性、石材紋理、力學結構、碎石設備、指標控制等，該文以某工程項目瀝青路面碎石加工實例為研究對象，探究瀝青面層碎石加工設備選型及質量控制的技術指標，為同類項目施工提供參考。

1 工程概況

某瀝青路面項目，2021年3月份開工建設，項目為新建二級公路標準，全長145 km，按照規劃將于2022年10月1日順利完工并通車，項目設計施工內容包括路面、排水、防水、機電、路基、橋涵、交安等。該項目瀝青層由5 cm厚下面層和2 cm厚上面層AC-16C組成，瀝青層結構整體厚度為7 cm，于2021年8月施工，擬定工期6個月，計劃于2022年6月完工。

2 設備選型

公路項目瀝青面層碎石加工生產設備類型豐富，實踐中常用機械設備包括反擊式破碎機、顎式破碎機、圓錐式破碎機、振動給料機、振動篩等，不同設備應用場景存在差異，實踐中應以工況為準，結合施工區域母巖抗壓強度、巖性、工期要求、碎石程度、碎石數量等指標合理選擇碎石機械設備。

2.1 碎石加工數量及計劃安排

該項目擬定工期6個月，冬休期6個月，2021年5月1日施工，2022年5月31日完工，瀝青面層碎石合計需求45 t，工期內每個月需碎石5萬t。為確保項目順利完工，擬定引進碎石生產線，產能為每月5萬t，以工作日20日核算，每日碎石均量為2 500 t，按照每日工作15 h核算，需確保每小時產能167 t，額定設備產量實踐中多以半數為準，故此需將設備產能提高到每小時400 t。

2.2 母巖的巖性調查

項目施工前，對施工區域采樣勘測，并調查母巖抗壓強度、密度、黏性、巖性等指標，詳情如表1所示。

表1 碎石場調查結果

2.3 常用碎石破碎機

（1）顎式破碎機：初級破碎裝備，破碎比大，可將大直徑母巖碎石直接打碎為中等粒度，可根據實際需求選定粗破或細破兩種功能[4]。

（2）反擊式破碎機：多用于公路、橋梁路面集料加工，可對經顎式破碎機等初級破碎后的中等粒度集料進行二次加工，使其達到工程項目規格需求，同時具備整形破損功能，抗壓強度小于30 MPa，多適用于直徑80～250 mm集料，具備粗料、中料和細料加工功能[5]。

（3）圓錐式破碎機：路面碎石設備中二次加工的主要設備之一，液壓式圓錐破碎機相比于傳統彈簧式圓錐破碎機產能更高，可用于集料細破。

（4）箱式破碎機:可用于不同硬度的石料一級破碎或二級破碎，同時具備整形破碎能力。

（5）破碎整形機:整形破碎能力突出，可用于花崗巖、玄武巖、白云巖、硬質石灰巖等不同材質，各種人造砂生產和路面碎石集料加工中應用廣泛，兼具錘破和沖擊破能力，可作為獨立整形破碎設備使用，也可作為顎式破碎機或圓錐式破碎機等設備碎石后的二次破碎設備。

2.4 生產線工藝流程與設備配置

根據項目生產需求與工藝特點，最終確定碎石加工生產線，引入設備包括振動給料機和顎式破碎機各1臺，箱式破碎機2臺，振動篩4套。

（1）結合項目工期和碎石需求，瀝青面層日隨時需求量為2 500 t，考慮實際情況生產線產能應達到400 t/h。

（2）爆破山體獲得石料，借助運輸機械將其輸送至顎式破碎機進行初次破碎，利用皮帶將破碎后的石料傳輸到箱式破碎機，進行再次破碎獲得第二級石料[6]。

（3）振動分篩石料，直徑30 mm以上的石料重新輸送至箱式破碎機進行再次粉碎，直徑小于30 mm的石料皮帶輸送至振動篩，篩選后輸送至成品區域。

（4）碎石生產線的最佳設備工作結果為集料質量合格且穩定，工序結束后無集料剩余，此外維修成本低，也是碎石加工設備選擇的重要標準。

論文的被引頻次不僅是學術研究成果價值的體現，而且還是學術影響力的重要指標〔1-2〕。高被引論文所展示的多為有影響的科研成果、學科的前沿問題、同行關注的熱點問題等〔3-4〕。在期刊評價體系中，高被引論文的多少是評價期刊學術影響力高低的主要依據，因此，本文通過對《大理大學學報》高被引論文進行特征分析，以期了解其狀況，進而提出改進措施，促進期刊良性可持續發展。

結合該項目需求，碎石加工應用了三級破碎，詳細流程為顎式破碎機初破→圓錐式破碎機或反擊式破碎機二破→整形式破碎機三破，具體工藝流程如圖1所示。

圖1 碎石加工工藝流程

3 關鍵技術

現階段，公路項目施工環節遇到的最主要問題為集料質量差、粉塵多、材料臟、規格不穩定、顆粒匹配度低、針片狀顆粒含量高等，難以達到施工規范要求，因此，碎石加工生產線需對上述核心技術重點控制，提高集料質量[7]。

3.1 級配組成

根據現行公路瀝青路面施工技術規范，集料規格合計16種，其中粗集料14種，細集料2種，詳情如表2與表3所示。

表2 瀝青混合料用粗集料規格

表3 瀝青混合料用機制砂或石屑規格

（1）選定集料規格前，需匹配設備型號與振動篩尺寸，以達到控制瀝青混合料粒徑目的。根據現行公路瀝青面施工工藝技術規范，關鍵篩孔包括0.075 mm、2.36 mm、4.75 mm，間歇式拌和機振動篩孔與標準篩孔對應關系如表4所示。

表4 間歇式拌和機用振動篩的等效篩孔

（2）該項目施工中，瀝青混合料型號包括AC-25C和AC-16C兩種，其中AC-25C級配瀝青混合料關鍵篩孔包括0.075 mm、2.36 mm、4.75 mm和26.5 mm，AC-16C級配瀝青混合料關鍵篩孔包括0.075 mm、2.36 mm、4.75 mm和16 mm。

（3）以項目實際需求為參考，最終確定碎石關鍵篩孔為2.36 mm、4.75 mm、16 mm和26.5 mm，結合該項目瀝青層結構類型選定了10～25 mm、10～15 mm、5～10 mm、3～5 mm和0～3 mm五種集料規格，詳細集料篩分結果如表5所示。

表5 碎石場生產集料篩分結果

3.2 細粉含量及含泥量

目前，公路瀝青路面施工技術規范對細集料的要求不多，清潔度為最核心指標。該項目結合施工實踐，參考其他項目經驗，采取如下措施改善集料清潔度并解決其含泥量及細粉含量問題。

（1）振動篩配備3 cm上層篩網和5 cm下層篩網，并將其配備于錘破機和振動給料機之間，碎石前進行過篩，去除雜物[8]。

（2）振動給料機下、濾土器上安裝10 cm鋼筋網進行初篩，大于10 cm的石料再次進入顎式破碎機進行破碎，小于10 cm的石料則經由傳送帶運輸至振動篩，尺寸過小的粉料則由皮帶傳輸場外，廢棄至固定位置[9]。

通過采用上述措施，3 mm以下集料砂當量大于60%，0.075 mm篩孔通過率為2%～5%，根據施工規范性要求，在振動篩5 mm篩網放置鋼板，隨后對集料砂當量與篩孔通過率再次檢測，結果顯示兩項指標均合格[10]。

4 結論

綜上所述，為提高工程項目中瀝青面碎石質量，碎石加工環節需優化設備選擇，同時結合工期特點、項目要求、母巖特性、抗壓強度、碎石需求量等，選擇最佳碎石工藝，并加強關鍵技術要點控制。

（1）石灰巖首選顎破加反擊破，其他結構類型巖石可選用顎破加圓錐破，不同層面碎石可選用破碎整形機，將3～5 mm石料制砂。

（2）初破與二破間應加裝除塵設備或增設振動篩，確保含泥量、細粉含量等達標。

（3）提高碎石加工環節，瀝青拌和樓熱料倉篩網匹配度，避免溢料提高生產效率。