首頁淺議瀝青路面細集料中石屑的生產與應用
目前公路行業(yè)中所使用的細集料分別包括機制砂、天然砂、石屑。其中石屑雖然質量較差，但因其生產簡便價格較便宜曾經是應用最為廣泛的細集料。近年來隨著我國公路事業(yè)的發(fā)展，公路的質量要求也越來越高，石屑正在逐漸被機制砂所替代。而機制砂由于其優(yōu)良的物理特性，使其在高等級公路瀝青混合料中廣泛應用已成為必然趨勢。
細集料生產、應用特點
細集料的生產過程及特點
機制砂和石屑屬于人工生產出來的人工砂，天然砂為自然形成的。機制砂和石屑的生產按照其破碎原理可以分為顎式破碎、反擊式破碎和圓錐式破碎，按照其生產流程可以分為開采、破碎、篩分、分類和使用。
石屑與機制砂都屬于人工砂但是有本質的不同，從山體中開采出來的塊石經一破顎式破碎后再經過二破反擊破或者圓錐破得到規(guī)格的碎石(如:10～20mm，20～30mm等)作為生產機制砂的原材料，再經制砂機、整形機生產出機制砂。而石屑是石料破碎過程中表面剝落或撞下的棱角、細粉，屬于其他粗規(guī)格集料生產過程中的副產品、邊角料。機制砂作為細集料，粗糙、潔凈、棱角性好，規(guī)范推薦使用;石屑粉塵含量較高，強度較低、扁片含量及碎土比例較大，在使用中還有繼續(xù)細化的傾向，使用中必須嚴格控制其質量。
公路瀝青路面中所用的天然砂較多都是河砂，是在自然條件下經水流沖擊形成的，顆粒圓滑呈渾圓狀，手感較細膩，與瀝青的粘附性較差，對瀝青混合料高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性不利，因此在高等級公路瀝青路面中一般不使用天然砂，而機制砂和石屑都有應用。
部分施工人員認為石屑作為細集料其嵌擠能力較好，但進行棱角性試驗時就會發(fā)現(xiàn)由于石屑中粉塵含量較高，會大大的影響其粗糙度，嚴重時甚至還不如天然砂。所以籠統(tǒng)地講石屑棱角性比天然砂好是沒有根據的。由此可見，雖然細集料質量要求較少，但其中最重要的就是潔凈，尤其是對石屑而言。
細集料在應用過程中易產生的問題
細集料潔凈程度差會嚴重影響混合料的水穩(wěn)定性，產生各種各樣的問題。如:經鉆芯得到的芯樣表面空隙明顯較多，但滲水系數以及壓實度檢測結果均滿足技術要求，并且將芯樣切開后其內部無明顯空隙，基本密實;或剛鋪筑完成的瀝青混凝土路面經雨水沖刷后留下白斑，且白斑經數天晾曬之后仍然不褪。
這些現(xiàn)象都有較大可能是由于細集料中粉塵、碎土等雜物含量較高，導致瀝青與集料之間的粘附性較差、集料表面的瀝青油膜厚度不足造成的。對于芯樣表面空隙較多，主要是因為在使用取芯機取芯的過程中水會對芯樣不斷的沖刷，如果粘附性較差就會使部分細集料從芯樣表面脫落形成空隙，導致混合料出現(xiàn)水損害幾率較大。對于路面的白斑，主要是因為水的極性很強可以通過定向力吸附到帶電荷的集料表面，如果集料表面的瀝青膜較薄，水在進入混合料內部之后就會在集料表面發(fā)生置換作用，降低混合料的水穩(wěn)定性，產生白斑現(xiàn)象。
對比試驗
對石屑來說，其潔凈程度，也就是石屑中粉塵、碎土及其他軟弱成分的含量多少是影響其性能的關鍵，石屑的潔凈程度可以用砂當量指標來表征。
試驗方案
為分析石屑潔凈程度對瀝青混合料性能的影響，本文針對不同砂當量的石屑進行了瀝青混合料性能試驗，包括瀝青混合料體積指標、水穩(wěn)定性能、高溫穩(wěn)定性。本次試驗以內蒙古某高速AC－16C型改性瀝青混合料為例(本文中的技術控制指標均為項目內控標準)，采用烏蘭浩特建設碎石場生產的集料，在保持合成級配不變的條件下，通過調整礦粉的用量保證0.075mm篩孔的通過率一致。
試驗結果分析
分析上述試驗結果，細集料砂當量較高的瀝青混合料綜合性能優(yōu)于砂當量較低的混合料。其一:2種混合料的體積指標變化很小，主要原因在于合成級配相同，擊實溫度相同，但是混合料的穩(wěn)定度有所提高，流值較小，高溫穩(wěn)定性有所提高，這與動穩(wěn)定度試驗結果相符合。其二:混合料水穩(wěn)定性試驗結果提高，其原因為與瀝青相容性好的礦粉更多的替代了石屑中的石粉和小于0.075mm的土，使瀝青膠漿與集料的裹附效果增強，從而提高了瀝青混合料的水穩(wěn)定性。
可以看出，對上述改性瀝青混合料，采用砂當量符合技術要求的石屑，瀝青混合料各項性能均能滿足規(guī)范要求，且砂當量較高、粉塵含量較低的石屑制備的改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性與水穩(wěn)定性試驗結果均遠高于規(guī)范與設計要求。
現(xiàn)行瀝青路面施工技術規(guī)范規(guī)定石屑可以用于高速公路面層，但推薦使用機制砂，各設計單位也在設計文件中推廣使用機制砂，因此各項目在有條件的情況下應盡量采用機制砂作為瀝青混合料的細集料。
石屑生產過程中的質量控制措施
(1)在項目所在地對于采購或生產機制砂有困難的情況下，也可以采用石屑，但必須保證石屑質量，除滿足現(xiàn)行規(guī)范對細集料的質量要求外，還應滿足以下要求。(2)對采石場在生產石屑的過程中必須具有抽吸設備，除塵設備或水洗設備。(3)加強碎石場投料口原料控制，必須投不含泥土、雜巖的大塊石，塊石在投入顎式破碎機前，必須經過振搖篩，篩片橫向間距宜大于10cm，將粉塵、泥塊以及小塊石料剔除，以確保成品集料質量。(4)碎石場生產設備應配套除塵設備，并定期檢查，使其正常工作。(5)對于成品石屑的砂當量應進行嚴格控制。(6)瀝青混合料拌合站必須具備二級除塵裝置，除塵效果良好，且二級回收粉嚴禁進入熱料倉或作為填料使用。
結語
本文從機制砂和石屑的生產過程入手，分析其作為細集料各自具備的特點，機制砂粗糙，片狀較少，粉塵含量低，作為高等級公路細集料已受到越來越多的關注。
石屑生產簡便價格便宜在很多地區(qū)仍在廣泛使用。石屑質量不穩(wěn)定，通過試驗表明不同砂當量的石屑會對瀝青路面的高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性產生一定的影響。為了保證石屑的質量，提出了石屑生產控制措施。
來源：翟建旺 瀝青路面微信公眾號
?028-85328531