破碎砾石沥青混凝土施工工法

破碎砾石沥青混合料施工工法

GGG（京）B3-2011

完成单位：北京城建道桥建设集团有限公司

北京市政建设集团有限责任公司

主要完成人：张勇李红专杨国良高成富陈道宝

1 前言

在环保低碳、倡导绿色生态经济的社会发展趋势下，碎石作为沥青路面的常规材料，因其开山爆破的采石加工过程会对自然资源产生巨大的破坏，而越来越引起社会的关注，采用其它更安全、节能、环保的路用材料，形成配套材料加工工艺和路面施工技术，成为新的技术开发点。《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）中规定，破碎砾石可作为路用材料在高等级沥青路面中使用，并对破碎砾石轧制后的破碎面提出了明确要求。但在一般沥青路面工程中，极少用破碎砾石作为集料的主要原因之一是，砾石是在天然状态下形成的自然材料，岩性差异大，在力学强度、粘附性等指标上存在较大变异；石质坚硬，普通加工法产出的碎石针片状指标和破碎面不能满足规范要求，且含泥砂量高，对沥青混合料性能影响大。

我公司通过对破碎砾石沥青混合料开展系统研究，确定了砾石两级破碎加工、水洗工艺，获得了破碎面率高、压碎值低、级配良好的破碎砾石材料和机制砂材料；通过科学的配合比设计，采用添加抗剥落剂和水泥的综合抗剥落措施，提高了沥青与破碎砾石的粘附性，使破碎砾石沥青混合料能够满足沥青路面路用性能要求，成功地解决了破碎砾石在高等级沥青路面工程中应用的技术难题，形成了整套破碎砾石沥青混合料施工技术。

破碎砾石沥青混合料施工技术已成功应用于四川“5.12”地震灾后援建项目近35km的一级公路和10km的城市主干道路面工程，如此大规模应用，在国内尚属首次，并在此基础上总结形成了本工法。

实践证明，本工法安全、环保、低碳，对建设资源节约型、环境友好型社会具有较大的促进和推动作用。

2 特点

2. 1在砾石资源丰富地区，因地制宜，以砾石作为路面集料加工原材料，确定了较为合理的砾石采集范围：粒径60mm～500mm的卵砾石。

2. 2采用两级破碎加工、水洗工艺，确保了材料质量。冲击破碎机锤头与设备膛壁之间的距离设定为25mm，使石料得到100%的破碎面，出料粒径满足了设计要求。

2. 3采取综合抗剥落措施，提高了混合料的稳定性，确保了破碎砾石沥青混合料的路用性能满足高等级沥青路面设计要求。

2. 4本工法施工过程安全、环保，节约资源。解决了常规沥青混合料石料采集过程中开山采石危险、运输成本高、安全隐患大、环境破坏严重的问题。

3 适用范围

本工法适用于高速公路、一级公路及各等级道路沥青混凝土路面施工。

4 工艺原理

4. 1 沥青混合料主要靠粗集料的嵌挤作用形成稳定骨架嵌挤密实结构，因此，通过择优选材和合理的石料破碎加工工艺，确保粗集料的破碎面和压碎值满足要求，使混合料形成骨架嵌挤结构。

4. 2 天然砾石含偏酸性材料较多，与沥青粘附性较低，水稳定性差，因此，通过采用综合抗剥落措施加以解决，使混合料路用性能满足要求。

4. 3 采用循环水洗工艺，提高石料洁净度，进一步提高混合料质量，消除粉尘污染。

5 工艺流程及操作要点

5. 1 工艺流程

收集砾石一级破碎二级破碎水洗、筛分分级碎石质量检测配合比设计破碎砾石沥青混合料生产、运输现场摊铺、碾压

5. 2 操作要点

5. 2. 1 收集砾石

料源的选择应满足河道安全需要，宜结合河道整治工作，就地取材。经过初步采集、筛分，将粒径60mm～500mm、含泥量小于1%的卵砾石收集成堆后备用。

5. 2. 2 一级破碎

用装载机将砾石料喂入一级破碎机，破碎机出料口宽度调整在60mm，使出料粒径均小于60mm，每颗砾石基本上都具备一个以上破碎面，一级破碎后的石料经由传送皮带传送至

二级破碎设备。

5. 2. 3 二级破碎

采用立轴式冲击破碎机。通过离心力将石料沿水平方向喷射到破碎腔内的冲击壁上，石子在立轴旋转锤头与膛壁之间不断地反弹、击打，被冲击破碎，形成多个破碎面。

为保证出料粒径符合要求，通过调节锤头与膛壁间距来控制各种粒径石料的规格。经过反复调整与试验，根据材料需求规格，锤头与设备膛壁之间的距离设定为25mm。加工后石料粒径范围能够达到0～30mm（其中0～20mm粒径的石料占90％～95％，20mm～30mm 粒径的石料占5％～10％）。

5. 2. 4 水洗、筛分分级

石料破碎后由传送皮带传送至振动筛进行水洗、筛分分级。

石料筛分采用多层振动筛进行破碎砾石筛分。振动筛分成A、B、C、D共四层，筛孔直径分别为24mm、17mm、12mm、6.5mm，形成17mm～24mm、12mm～17mm、6.5mm～12mm、0mm～6.5mm四档粒径规格的碎石。振筛的转速一般控制在960转/分钟。超过最大要求尺寸的粒料，通过返回皮带进入二级破碎机再次被击打破碎。

为确保材料的洁净，在筛分过程中，通过振动筛顶部安装的喷水花管，用高压水流冲洗破碎石料。细集料经过筛网后，通过洗砂池清洗沉淀，除去杂质，再通过旋转式取砂机和传送皮带传送至堆料场。

5. 2. 5 碎石质量检测

通过两级破碎筛分水洗得到的破碎砾石，按《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）中表4.8.2和表4.8.7的质量要求内容进行指标检测。

5. 2. 6 配合比设计

配合比设计按《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）的规定步骤进行三阶段配合比设计。为使混合料路用性能满足规范和设计要求，通过试验，采用综合抗剥落措施：在沥青中掺加0.4%抗剥落剂；上面层在混合料中掺加3%水泥代替3%的矿粉。配合比设计以浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验检验其水稳定性；以60℃车辙试验动稳定度指标检测其高温稳定性能。因集料水洗后，细集料所含有的<0.075mm颗粒极少，为满足混合料的级配要求、提高稳定性，掺加的填料比例要比普通碎石沥青混合料适当提高。

5. 2. 7 破碎砾石沥青混合料的生产、运输

配合比设计完成后，按照确定的标准配合比进行破碎砾石沥青混合料的生产。生产采用间歇式拌和机，产量应满足连续施工的要求，确保拌和均匀，温度、级配、油石比满足设计