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摘要：高速公路沥青路面原材料的质量管理水平对沥青路面施工质量起着决定性的作用。沥青、集料及填料是铺筑沥青路面的主要原材料，其质量控制好坏直接关系到沥青路面的施工质量。本文结合广东省内目前高速公路沥青路面施工集料质量管理的情况来探讨集料的选材及加工工艺等质量控制要点，提出了相应的质量控制措施与建议。
关键词：高速公路；沥青路面；集料；质量管理；标准化
1. 前言
随着我国经济的高速发展，全国各地交通流量迅猛增长，超载现象普遍，新时期的使用需求对高速公路建设的质量要求也越来越高。近期我国高速公路一直处于快速发展阶段，施工技术、机械设备也达到或接近世界先进水平，但是我国沥青路面用集料加工仍是公路建设技术水平较为薄弱的一个环节。我国人工石料生产已历经数十年，规模庞大，但我国石料的生产水平与先进国家相比仍有较大的差距。这个行业发展现状与可持续发展背道而驰，其突出特点是企业数量多，从业人数多，资源与能源消耗高，环境污染严重；另一方面，劳动生产效率低，集约化程度低，科技含量低，石料性能不佳，市场应变能力差，经济效益低及企业的规模哦、技术水平和分布呈现“小、土、散、乱”的特点。目前大多数学者和建设者将注意力大多集中在沥青性能的选择和开发、级配优化等方面，而忽视了碎石集料的质量管理。为了提高沥青路面施工质量，近几年广东省在高速公路建设中推出了“双标”建设管理理念，其中对于沥青路面用集料专门提出了标准化生产工艺及质量管理要求。本文通过结合自己近年从事沥青路面的施工经验，从集料选材、加工等方面浅谈在高速公路沥青路面建设过程中如何加强集料的质量管理。
2 沥青路面集料质量控制要点
2.1保证集料质量的重要性
沥青路面用所用的集料通常包括粗集料、细集料、填料等，它们与胶结材料沥青一起组成沥青混合料，有特殊要求的沥青路面还包括外参材料：消石灰、纤维、抗剥落剂等。集料的质量水平直接关系到沥青路面的质量。高速公路沥青路面对集料的质量要求非常严格，既要求集料有较好的加工特性，如集料良好稳定的级配、颗粒组成、洁净度，具有多个破碎面的近乎立方体形状；另一方面也要求集料有较好的材质特性，如较好的力学、物理性能，材质稳定均匀等。
但是目前国内对于料场的开采及加工质量管理，集料源石及加工稳定性等方面的控制还需要进一步加强，实际生产过程中与料源的规范化管理与控制还存在一定的差距。所以近年来，广东省内推行“双标”管理把集料质量管理也纳入标准化管理，建设单位加大对集料质量管理投入，引导施工单位与高速公路沿线材料生产厂家合作一起推行集料的选材、生产、运输、存放、精加工等标准化建设，对于高速公路沥青路面施工质量水平的提高有极大的作用。
2.2集料质量控制的因素及主要措施
沥青路面用集料质量控制的关键在于源石选择、级配、规格、砂当量、0.075mm通过率、粗集料的针片状含量控制等方面。集料加工质量参差不齐是目前路面建设中比较突出的问题，主要表现为：材料不洁净、粉尘多、针片状含量超标、级配及材质不稳定等。我国高速公路建设中的沥青路面用集料大多取自社会料场，这些料厂往往存在筛网规格不一 、生产不稳定，与建筑石料混用，各料场质量、规格参差不齐，级配波动较大，造成混合料质量不稳定。因此，加强集料加工质量的控制是提高和保证路面质量的重要措施。
2.1集料选材
现行规范关于集料指标的技术要求中，按其性质可分为二类：一类是反映材料来源的“资源特性”，即材料的天然特性，它是石料产地所决定的，如密度、压碎值、磨光值等。另一类是反映加工水平的“加工特性”，如石料的级配组成、针片状含量、棱角性、砂当量、亚甲蓝值、粉尘含量等。属于“资源特性”的指标往往受到产地和成本的制约，我们要依据沥青路面用集料的行业规范要求及经验充分调查优先选择技术指标优良的资源。高速公路沥青路面尤其是沥青上面层用集料建议优先选用辉绿岩、闪长岩、玄武岩等优质料源；中下面层可根据地材分布情况选用石灰岩、优质花岗岩（要采取抗剥落措施）、砂岩等。结合广东省内的碎石储存分布情况，辉绿岩存量较少，闪长岩相对较多，玄武岩多为多孔玄武岩，不建议采用，其它局部地区储存有砂岩、凝灰岩等也可纳入考虑范围。因此选材非常关键，在项目开始建设前以及建设过程中要充分科学的调查沿线石料储存分布情况，综合考虑经济性及石料的加工特性，择优选择。
2.2.沥青路面用集料开采洁净控制。
沥青路面用集料正式开采前应先去除山口的表层土、风化岩石层或不合格岩石层。确保开采的块石不混杂泥土、风化岩石或不合格岩石，严格控制开采岩矿的均匀稳定。
2.3集料加工
在科学选材的基础上要正确理解和合理选择集料的加工性指标，从严控制集料加工的各道工序，这是加强路面集料质量管理的重要内容。通过控制集料的加工工艺来实现级配、规格、砂当量、0.075mm通过率、粗集料的针片状含量等关键质量指标的优化控制。
2.2.3.1料场标准化建设
沥青路面用碎石加工厂需要对堆料场进行标准化的硬化、隔墙、排水、加工生产线等标准化建设，防止集料的污染。
2.2.3.2加工工艺标准化
一般沥青路面用集料的生产工艺：振动喂料器-颚破-泥筛-圆锥破-反击破（整形机）-筛分。广东省内一般采用三级破碎且最后一道为反击破的工艺来加工沥青路面用集料，这种工艺能更好的保证集料的棱角性和近方正外形。加工工艺的先进性主要表现在集料的加工形状的优良性，主要表现为针片状含量大小。集料中的针片状颗粒对沥青混合料的性能有较大影响。由于针片状颗粒很容易在施工过程中被刚性轮碾压和振动碾压所粉碎、折断，施工性能极差，而且在沥青混合料内部遗留下相当数量没有被沥青膜裹覆的折断面，成为混合料内部的微裂缝。这些微裂缝将使沥青路面在受力作用时产生应力集中而导致裂缝扩展开裂。集料的针片状颗粒含量与石质有关，越坚硬的石料越容易产生针片状颗粒。而针片状颗粒的数量更取决于破碎设备的类型。压碎式的颚板式破碎机生产的碎石中针片状颗粒含量较多，撞击破碎的冲击式破碎机、锥式破碎机则要少得多。即使同样为打击式破碎机，但锤重、锤的数量、打击频率对针片状颗粒的数量也有较大影响。因此，粗集料针片状颗粒含量是集料的一个重要指标，试验结果表明，针片状颗粒在施工中和在交通荷载作用下容易破碎，路面集料的破损情况与粗集料的针片状颗粒含量关系密切。筛网及反击破板锤要定期检查，如有破损要及时更换。
2.2.4机制砂
细集料是沥青混合料的重要组成部分。细集料棱角性指标对于沥青混合料施工性能和使用性能起着至关重要的作用。近年来广东省内对于细集料加工质量提出了更高的要求。普通生产线加工的细集料已经难以达到要求，因此很多在建项目选择机制砂。
2.2.5矿粉
在沥青混合料中，矿料填料（Mineral Filler）通常是指矿粉。矿粉在沥青混合料中的作用非常重要。沥青只有吸附在矿粉表面形成薄膜，才能对其他粗、细集料产生粘附作用。所以，矿粉的作用就是吸附沥青。缺乏矿粉，就如沥青碎石混合料，沥青加多了，必然会产生流淌现象，故它的沥青用量很小。真正起到胶结料作用的，不是沥青混合料，而是沥青矿粉胶浆。粗、细集料是通过沥青矿粉胶浆结合成为一个整体的，这便是矿粉的最基本的作用。因此，矿粉与沥青的粘附性好坏是评价矿粉质量的首要因素。矿粉一般要求选用母材强度大于80MPa的石灰岩或玄武岩来加工。普通沥青混合料使用的填料，除了磨细石灰粉之外，有时还采用水泥、消石灰、粉煤灰代替矿粉。在这些填料中，玄武岩粉与沥青的粘附性要比石灰岩粉差得多，是不宜作沥青混合料填料的，水泥厂熟料和消石灰有相当数量的可溶成分，并有一定的活性，易形成水泥石和碳酸钙，过度使用会使沥青混合料变脆，所以应限制使用。另外，我国粉煤灰质量因电厂不同及排放管理原因，差别很大，所以，在高等级公路中的填料不宜使用。回收粉因为含有部分不利于沥青混合料质量的残留物且级配相较于矿粉更差，因此建议尽量不使用回收粉。
3. 加强集料质量管理的建议
目前，沥青路面集料基本上是由路面施工单位在沿线购买或与沿线已有的碎石场合作开采。由于地方料场的设施简单，路面施工单位在这方面的资金和设备投入不足，所以，合格的路面集料大规模供应难以保证，尤其到了路面施工后期，集料的供应计划往往无法落实，只好采取大量收购，这就导致了集料质量波动较大，在施工进度的压力下，质量检测工作严重失控，这种现象目前在大型公路建设项目中是较为普遍存在的。为此，必须在料场管理模式和合同管理方面采取切实可行的措施来确保路面集料质量和稳定供应：
（1）在项目施工图设计阶段，设计单位应加大沿线筑路材料调查深度，同时提交路面集料料场调查试验专项设计成果，为施工单位制定整个项目路面集料生产供应规划提供可靠依据。
（2）项目业主单位与沿线地方公路管理部门共同协商，实行材料供应商的准入制度。对各个集料加工场的生产设备、生产能力、集料规格质量、生产线改进空间等进行考核，由施工单位参与加强石料质量管理，确保整个项目路面集料的稳定供应。
（3）加强集料加工厂料场及拌和站堆料场的场地建设，做好隔离、排水、覆盖、硬化措施。避免集料二次污染和串料。对于细集料、矿粉，还要注意做好防潮措施。
（4）推行集料加工工艺及存放料场标准化建设，保证石料加工质量的稳定性和均匀性。
（5）施工单位要全程跟踪集料生产线建设或者改建过程，协助石场规范化、标准化生产，保证生产质量。
（6）由建设单位牵头，从宏观上加强集料质量管理，引导施工单位与石料生产厂家协同合作，由监理、施工单位共同参与到集料的选材、生产、堆放、运输、储存等全过程的管理当中，共同对集料质量负责。
4 .结语
集料是沥青混合料的关键组成部分之一，其质量直接关系到沥青路面施工质量的好坏，必须引起足够的重视。从我国高速公路沥青路面建设实际情况来看，沥青和设备存在的问题相对较少，原材料的问题主要集中在集料上，如：级配不满足要求、针片状含量超标、粉尘含量超标、矿粉不满足技术要求等。高速公路沥青路面集料的质量管理应该从源头抓起，建设单位应督促施工单位与料场共建互赢，帮助料场提高质量意识，施工单位也应该从源头开始控制，帮助料场科学规划，同时加强对料场质量方面的约束管理。本文针对集料质量管理中比较突出的问题结合自身工作经验进行了分析和探讨，希望对于省内高速公路沥青路面建设提升集料质量管理水平有一定的借鉴意义。
参考文献：
[1]张登峰.沥青混凝土面层原材料技术要求与质量控制，武汉理工大学2010.05
[2]吕伟民 孙大权．沥青混合料设计手册，人民交通出版社 2007.05.
[3]公路沥青路面施工技术规范【JTG F40—2004】，2005
作者简介：
刘安，男，职称：工程师；工作单位：广东冠粤路桥有限公司。
论文作者:刘安
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/11
标签：沥青论文; 料场论文; 沥青路面论文; 片状论文; 质量论文; 加工论文; 石料论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;