浅析石灰水清洗面层集料技术的应用__墨水学术,论文发表,发表论文
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摘要:该文通过在集料筛分的振动筛上架设水管网,利用高压水流,喷射一定浓度的石灰水,来达到沥青面层集料的水洗效果。经过水洗后的各档粗集料表面清洁、无粉尘,小于0.075mm部分的通过率比未经水洗时明显减少,且各档集料级配稳定。经石灰水清洗面层集料与沥青的粘附性有所改善,从而可以显著提高沥青路面的水稳定性。
关键词:石灰水,清洗,集料,技术
一、应用实例
江西省彭湖高速公路AP1标,位于江西省九江市彭泽县境内,主线长26.98Km,连接线长8.1Km,路面面层采用4cmAC13改性沥青混凝土+6cmAC20改性沥青混凝土+8cmAC25普通沥青混凝土,详见彭湖高速公路路面结构图1。主要工程数量:沥青混凝土面层11.9万方。
AC13改性沥青混凝土设计厚度4cm
AC20改性沥青混凝土设计厚度6cm
AC25普通沥青混凝土设计厚度8cm
水泥稳定碎石基层设计厚度20cm
水泥稳定碎石底基层设计厚度20cm
级配碎石垫层设计厚度22cm
图1彭湖高速公路路面结构图
彭湖高速公路AP1标,率先采用了石灰水清洗面层集料技术,在沥青路面材料加工作业区安装了1214型反击破、PCL-1250制砂机和大功率除尘器,还设置了大容量的蓄水池和五级沉淀池循环采用碱性生石灰水进行面层集料水洗,开创了江西省高速公路建设史上首次对面层集料水洗的先河,保证了粗集料的洁净与级配稳定。
二.工艺原理
我国高速公路沥青路面的设计寿命为15年,但随着交通量的增加和诸多因素的影响,使很多路面在通车几年内就发生了损坏,在国内外习惯上将这种未达到使用寿命就出现的各种非正常损坏统称为早期损坏。
沥青路面水损坏作为早期损坏的主要现象,在国内外都进行了很多系统的研究和讨论,其研究成果表明,提高沥青路面的水稳定性是防止早期水损坏最有效的方法,而集料的表面性质和清洁度都是影响沥青路面水稳定性的主要原因。一方面,沥青是酸性的,根据异性相吸的原理,碱性表面的集料与沥青的粘附性更好(与酸性表面的集料相比);另一方面,集料表面的泥土、粉尘将成为其粘附沥青的隔离剂,也就是说集料表面的洁净程度越高,与沥青粘结就越强,沥青就越不容易从集料表面剥落,沥青路面的水稳定性也就越好。
根据以上分析,在沥青路面材料的加工时,如果能在清洗面层集料的同时增加其表面的碱性,就可以有效提高路面的水稳定性。石灰水是碱性的,那么采用石灰水清洗集料,就可以在改善集料表面清洁度,还可以改善集料的表面性能使集料表面活化,并使沥青的非极性部分离子化,结合成为极性基,而且石灰粉在集料与矿物间结合成为独立的结晶质的石灰石,与沥青的粘结性起到叠加的作用,从而提高与沥青的粘结力,改善了沥青与集料的粘附性。国内外一些有影响力的研究成果也得出了同样的结论,如SHRP研究计划就指出改善集料与沥青粘附性的最好办法就是用石灰水清洗集料。
三.施工工艺
本施工工法采用五级沉淀池循环利用冲洗水,通过振动筛上面布置的水管网喷射高压水流,振动筛倾斜放置,优化配置集料筛分与清洗。采用高压水管网从振动筛上喷射一定浓度的石灰水,可以全方位、快速、有效清洗集料,减少0.075mm以下颗粒含量。
在石灰水清洗面层集料时,需要注意以下几个方面:
1、倾斜放置的振动筛,筛面倾斜角度为20°(15°~25°),确保在该角度下集料筛分与水洗两个作业的优化组合。
2、在沉淀池旁设置石灰池,石灰水浓度采用PH值指标控制,采用试纸测定池中PH值,调整石灰池内石灰水浓度。对碱性集料,PH值范围采用8~10,对于酸性集料,要求PH值范围采用10~12。
3、在振动筛下设大容量贮泥池,定期清理,有效减少污水含泥量,同时能使清洗下来的污水汇聚到沉淀池中。
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