趙娟芳

(江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，330013)

石灰水清洗面層集料技術(shù)與應(yīng)用

趙娟芳

(江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，330013)

集料表面特征對(duì)提高瀝青路面的水穩(wěn)定性具有重要的作用，一方面瀝青是酸性的，根據(jù)異性相吸的原理，堿性表面的集料與瀝青的粘附性更好（與酸性表面的集料相比）；另一方面，集料表面的泥土、粉塵將成為其粘附瀝青的隔離劑，也就是說集料表面的潔凈程度越高，與瀝青粘結(jié)就越強(qiáng)，瀝青就越不容易從集料表面剝落，瀝青路面的水穩(wěn)定性也就越好。某高速公路建設(shè)中應(yīng)用石灰水清洗集料后，我們發(fā)現(xiàn)用該技術(shù)處理的集料，在瀝青拌和樓生產(chǎn)瀝青混合料時(shí)，可以使熱料倉的粉料排出量降低56%，進(jìn)而顯著減少了瀝青混合料生產(chǎn)時(shí)的資源能源消耗和CO2、SO2等氣體的排放

集料; 粘附性; 剝落; 石灰水

一、前言

我國(guó)高速公路瀝青路面的設(shè)計(jì)壽命為15年，但隨著交通量的增加和諸多因素的共同作用，使很多路面在通車幾年內(nèi)就發(fā)生了損壞，在國(guó)外習(xí)慣上將這種未達(dá)到使用壽命就出現(xiàn)的各種非正常損壞統(tǒng)稱為早期損壞。

瀝青路面水損壞作為早期損壞的主要現(xiàn)象，在國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行了很多系統(tǒng)的研究和討論，其研究成果表明，提高瀝青路面的水穩(wěn)定性是防止早期水損壞最有效的方法，而集料的表面性質(zhì)和清潔度都是影響瀝青路面水穩(wěn)定性的主要原因。一方面，瀝青是酸性的，根據(jù)異性相吸的原理，堿性表面的集料與瀝青的粘附性更好（與酸性表面的集料相比）；另一方面，集料表面的泥土、粉塵將成為其粘附瀝青的隔離劑，也就是說集料表面的潔凈程度越高，與瀝青粘結(jié)就越強(qiáng)，瀝青就越不容易從集料表面剝落，瀝青路面的水穩(wěn)定性也就越好。根據(jù)以上分析，在瀝青路面施工時(shí)，如果能在清洗面層集料的同時(shí)增加其表面的堿性，就可以有效提高路面的水穩(wěn)定性。國(guó)內(nèi)外一些有影響力的研究成果也得出了同樣的結(jié)論，如SHRP研究計(jì)劃就指出改善集料與瀝青粘附性的最好辦法就是用石灰水處理（清洗）集料。

在某高速公路建設(shè)中應(yīng)用石灰水清洗集料后，我們發(fā)現(xiàn)用該技術(shù)處理的集料，在瀝青拌和樓生產(chǎn)瀝青混合料時(shí)，可以使熱料倉的粉料排出量降低 56%，進(jìn)而顯著減少了瀝青混合料生產(chǎn)時(shí)的資源能源消耗和CO2、SO2等氣體的排放。

二、石灰水清洗面層集料技術(shù)

（一）路面集料質(zhì)量控制方法

1．堅(jiān)持通過抓好路面材料源頭控制，為實(shí)現(xiàn)路面質(zhì)量控制“舒適、耐久”，提高路面使用壽命的目標(biāo)打下基礎(chǔ)；

2．確定路面面層材料唯一料源，以保證巖質(zhì)和碎石規(guī)格，保證材料的穩(wěn)定性，真正實(shí)現(xiàn)配合比設(shè)計(jì)對(duì)施工的有效指導(dǎo)；

3．通過循環(huán)石灰水水洗，嚴(yán)格控制路面規(guī)格料0.075mm以下含量指標(biāo)，提高碎石材料的粘附性。

（二）生產(chǎn)工藝及效果

經(jīng)石灰水清洗的面層集料和未經(jīng)經(jīng)石灰水清洗的面層集料的見圖4，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果見表1，生產(chǎn)工藝見圖5。

圖1 石灰水清洗前后面層集料技術(shù)的對(duì)比

表1 經(jīng)水洗和未經(jīng)水洗集料（石灰?guī)r）的性能檢測(cè)結(jié)果

經(jīng)石灰水清洗后：①三檔集料0.075mm篩孔的通過率分別減少了69.6%、63.0%和57.3%（平均63.3%），說明其含泥量已顯著降低；②改善了集料與瀝青粘附性，其粘附性由4級(jí)升為5級(jí)。

圖2 石灰水清洗面層集料技術(shù)的生產(chǎn)工藝

（三）項(xiàng)目保證措施

料源選擇：在保證集料性能的前提下，集料料源（礦山）的風(fēng)化土層越薄越好。

圖3 石灰?guī)r礦山

沉淀池容積：沉淀池的容積要足夠大，以保證5級(jí)沉淀池中水的清潔度。

圖4 五級(jí)沉淀池

防止再次污染：水洗集料生產(chǎn)場(chǎng)必須硬化，防止鏟料時(shí)的二次泥土污染。

圖5 集料水洗區(qū)

三、結(jié)論

（一）、社會(huì)效益

石灰水清洗面層集料技術(shù)可以根本上解決了集料與瀝青的粘附問題，同時(shí)有利于解決瀝青路面的水損壞問題，并延長(zhǎng)其使用壽命，提高其服務(wù)水平，極大的方便了人們的出行。

（二）、經(jīng)濟(jì)效益

1.長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益

石灰水清洗面層集料技術(shù)可以延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命，也就降低了建設(shè)期的維修費(fèi)用。

2．直接經(jīng)濟(jì)效益

在瀝青混合料拌和過程中熱料倉總會(huì)有粉塵排出，據(jù)估算，排出的粉塵為5%，經(jīng)石灰水清洗集料后可以減少粉塵排放 56%，那么經(jīng)石灰水清洗后，面層材料平均排出的粉塵為2.2%（減少2.8%）。

修筑一平方米瀝青路面，如果少排2.8%的熱料倉粉塵，大約可以節(jié)?。喝剂腺M(fèi)0.08公斤重油0.28元+拌和樓機(jī)械磨損費(fèi)0.06元+電費(fèi)0.05元+原料運(yùn)輸儲(chǔ)存上料費(fèi)0.08元+溢料處理費(fèi)0.06元=0.53元。清洗一平方米瀝青路面的碎石，多消耗的費(fèi)用大約為：振動(dòng)篩電費(fèi)0.35元+振動(dòng)篩磨損費(fèi)0.04元+抽水電費(fèi)0.08元+水費(fèi)0.06元=0.53元。說明采用石灰水清洗面層集料技術(shù)基本不會(huì)增加建設(shè)成本。

（三）、環(huán)境效益

1．節(jié)約能源消耗

每加熱1噸瀝青混合料拌和樓熱料倉的集料需要消耗6.5公斤重油，采用石灰水清洗集料后，可以減少熱料倉的溢料率，每新建 1公里高速公路瀝青路面，就能減少溢料0.02萬噸，也就節(jié)約了0.13萬公斤的重油。彭湖高速公路64公里，可以節(jié)約8.3萬公斤重油。

2．減排

燃燒1公斤重油會(huì)排放3.2公斤CO2和0.45公斤SO2，那么采用石灰水清洗集料后，每新建1公里高速公路瀝青路面節(jié)約0.13萬公斤的重油，就可少排0.42萬公斤CO2和0.059公斤SO2。彭湖高速公路64公里，可以減少26.9萬公斤CO2和3.8公斤SO2排放。

3．改善施工條件。

石灰水清洗集料可以大大降低集料加工場(chǎng)和瀝青混合料場(chǎng)的粉塵污染，改善了施工條件，有利于現(xiàn)場(chǎng)施工人員的健康。

[1]公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程，中華人民共和國(guó)交通部（JTG E42-2005）[S].北京:人民交通出版社.2005.

[2]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范，中華人民共和國(guó)交通部（JTG E40-2005）[S].北京:人民交通出版社.2005.

[3]張文海，范書龍，瀝青混合料水穩(wěn)定性試驗(yàn)研究[J]. 公路與汽運(yùn).2006(5).

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1007-6344（2015）09-0116-02