沥青混合料用集料分档的若干注意问题.doc

沥青混合料用集料分档的若干注意问题
熊道红1 胡根保1 吴淑珍2
（1江西交通工程监理公司 南昌 330008）
（2江西科力咨询监理有限公司 南昌 330006）

摘 要：沥青混合料用集料的分档，在集料正式加工之前，应根据设计图纸的沥青混合料的级配类型、沥青拌和楼的冷料仓的数量和热料仓的筛孔尺寸等因素，综合进行考虑，进行合理的分档。
关键词：道路工程；集料；加工及分档；集料级配；冷料仓和热料仓

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0 前 言
沥青混合料用集料应选择质量可靠的料源，选用合理的破碎方式，还有就是要对集料进行合理的分档；集料的分档应沥青混合料的级配类型、沥青混合料拌和楼冷料仓的数量和热料仓的筛孔尺寸等多方面的因素，集料进行合理的分档，是沥青混合料选择优良配合比和在施工过程中进行质量控制的前提；
就沥青混凝土路面而言，各方面重点关注的是沥青混凝土路面早期破坏的问题，并为此花费了大量的人力和物力，做过大量的课题研究，综合考虑，沥青混凝土路面早期破坏的原因是多方面的；就我省的高等级公路沥青路面来看，沥青混凝土路面早期破坏的主要表现是水损害和车辙质量问题较严重。过去人们往往对于沥青的性质关注的更多一些，固然，沥青对于路面低温开裂的影响是决定性的，但是对于沥青混合料的抗车辙能力和泌水效果来说，沥青混合料的级配起决定的作用；由于沥青混合料中95%为集料，因此要使沥青混合料有一个良好有级配，就要对集料进行合理的分档，同时也可以理解为各档集料在沥青混合料中进行合理的分配。
1 集料分档与备料的关系
1、 沥青混合料用集料的备料工作是一种有组织、有目的的活动，除了要对备料的数量进行科学的统计之外，还要对集料进行合理的分档；对沥青混合料用集料进行分档，就是根据集料的粒径进行分类，将一定跨度粒径的集料分成若干档集料；
2 、集料的分档应结合沥青混合料路面各结构层设计混合料的级配类型，以确定破碎设备的筛分装置用于分档的筛网网眼尺寸。例如以AC-25Ⅰ级配为例，其混合料中集料的公称最大粒径为25mm，而规范中要求的其混合料级配中26.5mm筛孔的通过率为95-100%，这时破碎机筛分装置的筛网中筛孔的最大尺寸肯定不能做成25mm，如做成25mm的筛孔则混合料级配在26.5mm筛孔的通过率为100%，而不是规范要求的95-100%；因此筛分装置中最大筛孔通常应在集料的公称最大粒径的基础上加大3mm（如果是Ⅱ型或AK级配则要加大3~5mm），即筛网的最大孔径为28mm，集料的最大粒径可以达到28mm；因此在对集料进行分档的时候，首先应正确区分集料的最大粒径和公称最大粒径；
3、沥青混合料用集料的分档数量还应与沥青混合料拌和楼的冷料仓的数量相适应；如冷料仓的数量为5个（一般高速公路路面施工要求的沥青混合料拌和楼均为3000型以上，其冷料仓的数量至少为5个），则集料的分档数量则不能多于5档，因为从沥青混合料配合比设计方面考虑，沥青混合料级配类型多为骨架密实结构，即要求的粗骨料的用量较高，这就要求粗骨料占用的冷料仓肯定会多，如果集料分档数量较多而冷料仓的数量又有限，必定会减小沥青混合料的产量；按此原则AC-25Ⅰ级配的集料分档可以分成0-5 mm、5-11mm、 11-16 mm（结合中面层设计AC-20Ⅰ级配，以上三档集料与中面层共用，另外中面层备料再增加16-23 mm一档集料）和16-28 mm四档，破碎设备的筛分装置筛孔的尺寸也按此规格进行定做加工；
4、沥青混合料用集料的分档数量决定了破碎设备的筛分装置用于分档的筛网网眼尺寸同时也决定了拌和楼冷料仓的数量，因此集料的分档数量、破碎设备筛分装置的筛网网眼尺寸和拌和楼冷料仓的数量是对立和统一协调关系，且沥青路面各结构层的设计混合料的级配类型又决定了集料的公称最大粒径，这就是集料分档与备料的主要关系；
5、在理论上集料的分档越多越好，集料分档越多对于沥青混合料的级配控制是起决定性影响的，尤其是SMA和SAC级配，集料分档越多则沥青混合料的矿料级配合成曲线就容易控制，即施工中配合比就越容易控制，因此在集料的分档和沥青混合料拌和楼冷料仓的数量之间就存在矛盾，实际上在一些发达国家，沥青混合料的集料的分档已经分得很细，有的多达10档以上，沥青混合料拌和楼的冷料仓和热料仓的筛网也有相应的数量，而这确实需要经济条件的支持。在工程项目中业主在对路面工程进行招标时，应在招标文件中明确沥青混合料拌和楼型号及沥青混合料拌和楼冷料仓和热料仓筛网的数量。
2 集料分档与沥青混合料配合比
1、沥青混合料生产过程中，重点是控制配合比的准确性，即确保各热料仓集料的用量比例和沥青用量的准确。对于现在高等级公路沥青混凝土路面施工所使用的间歇式沥青混合料拌和楼而言，准确控制各热料仓集料的用量比例和沥青用量是比较容易做到的，将施工用的配合比输入到拌和楼的控制电脑中，开机后由电脑根据配合比情况对各热料仓集料及沥青用量自动进行配料，不使用手动控制，只要拌和楼各计量称重系统是经过标定的，经拌和出来的沥青混合料的配合比就是比较准确的。但是我们在施工过程中发现，有些拌和楼在拌制沥青混合料时存在较严重的热料仓溢料情况；对于间歇式沥青混合料拌和楼而言，都会有程度不同的热料仓溢料情况的发生，但如果热料仓溢料较严重时，则同时表明在某个或几个热料仓存在待料的情况，这就必然会降低拌和楼的沥青混合料产量，影响施工进度，这时如果盲目地去追求施工进度，就会影响到沥青路面的施工质量；
2、出现待溢料情况的原因是多方面的。首先应检查各冷料仓的供料速度是否均衡，如果是这方面的问题，可以通过调整冷料仓的电机转速或调整冷料仓出料口的大小来解决；其次是检查热料仓的筛网是否存在破损情况，如果有破损应及时进行更换；第三方面原因是配合比中用量较多的某档集料占用的冷料仓数量不够，造成拌和楼某个热料仓发生待料而引起其他热料仓的溢料；第四方面的原因就是各冷料仓之间的档板高度不够，相邻冷料仓集料混杂增加了混合料颗粒组成的变异性，也可能引起热料仓的溢料，这时应加高各冷料仓之间的档板高度；第五方面的原因如果用于集料分档的破碎设备筛分装置的筛孔尺寸与拌和楼热料仓的筛孔尺寸不对称，也很容易造成热料仓溢料情况的发生，且出现这方面原因的溢料情况不是很好解决。
3、下面以昌金高速公路AP1-1标AC-25Ⅰ级配沥青混合料的生产为例，在前面已经提到AC-25Ⅰ级配集料备料是分成0-5 mm、5-11mm、11-16 mm和 16-28 mm四档的，而施工单位使用的沥青混合料拌和楼（马莲尼3000型）热料仓的筛孔尺寸分别是3.5mm、5.5mm、17mm、22mm和30mm，即以上四档集料冷料经烘干进入热料仓，通过热料仓二次筛分后又分成了0-3.5 mm（1＃热料仓）、3.5-5.5 mm（2＃热料仓）、5.5-17 mm（3＃热料仓）、17- 22 mm（4＃热料仓）和22-30 mm（5＃热料仓）五档集料，通过粒径规格分析，理论上各档集料冷料进入相应的热料仓见表1。
表1
集料名称
0-5 mm
碎石
5-11mm
碎石
11-16 mm
碎石
16-28 mm
碎石
热料仓
1＃和2＃

3＃和2＃
3＃
4＃、5＃和3＃
说 明
主要进入
1＃和2＃热料仓
主要进入
3＃热料仓
主要进入
3＃热料仓
主要进入
4＃和5＃热料仓
通过表1可以看出，生产中3＃热料仓的集料用量比例可以通过调整5mm-11mm碎石和11mm-16mm碎石相应的冷料仓的流量来控制，这同时也说明了另外一个问题，由于3＃热料仓筛孔在规格上跨度较大，对于5mm-11mm碎石和11mm-16mm碎石两档集料的用量而言空间较大，就增加了不确定性因素，将影响到混合料的9.5mm和13.2mm两个筛孔的通过率；1＃和2＃热料仓的集料用量比例主要是控制混合料4.75mm、2.36mm和0.075mm三个筛孔的通过率，因此可心通过调整0mm-5mm碎石相应的冷料仓的流量和矿粉的用量来解决；而对于4＃和5＃热料仓的集料用量比例，如果施工用标准配合比中4＃和5＃热料仓的集料用量比例与16mm-28 mm碎石中相应的17mm-22mm碎石和22mm-30mm碎石的比例不相等，就会形成热料仓的溢料情况，而且这是通过调整冷料仓的流量所不能解决的。表2是16-28 mm碎石的筛分结果。
表2
筛孔（mm）
31.5
26.5
19.0
16.0
13.2
通过率（%）
100
87.2
43.1
1.3
0.2
从表2中可以看出，16mm-28mm碎石中16mm-19mm规格的碎石比例为41.8%，从4＃热料仓的规格来看，那么16mm-28mm碎石中17mm-22mm规格的碎石的比例肯定就更高，根据生产配合比的
调整，确定5＃热料仓和4＃热料仓的集料用量比例。