探究建筑石料整形机在公路建设中的应用

王育全

摘要：人工砂石料在我国最早应用在20世纪60年代，为了向水电建设项目提供建筑材料，主要是施工人员使用锤式破碎机进行砂石骨料的制备，我国的人工石料生产技术逐渐进步，不过相比发达国家还有很大的差距，在碎石的生产中存在生分散和规模小的问题，并且设备性能较为落后，由于破碎机、筛分机配套不合理，导致生产的碎石规模不统一，石屑混合，含泥量较大，影响了公路建设质量，新时期建筑石料整形机为公路施工带来了巨大帮助。基于此，本文从建筑石料整形机研发的价值入手，讨论建筑石料整形机的系统组成，最后提出建筑石料整形机效益，希望对相关研究带来帮助。

关键词：建筑石料；整形机；公路建设

近年来，我国的公路事业取得良好发展，道路的建设质量也在提升，不过在石料的生产与加工环节还存在技术问题，表现在石料没有进行整形处理，带有边棱和锐尖，铺筑路面后难以保证路面的强度。建筑石料整形设备可以对原材料进行处理，提升石料的强度与等级，进而延长道路的使用年限，以下进行相关分析。

一、建筑石料整形机研发的价值

水泥混凝土与沥青混凝土的级配设计对结构强度与耐久性的影响明显，需要进行施工配比控制，做好试验，建筑石料整形成套设备从原材料的处理入手，提升了原料的强度、级配与粒径，使得路面的质量更有保证，并且延长路面的使用年限。在公路建设过程中需要对大量的石料使用，建筑石料整形机可以生产出高质量的原材料。在实际处理过程中可以规范石料的级配，让石料符合沥青拌合站级配，并且可以处理单个石料，将石料破碎时的残余应力释放出来，去掉质量较差的石料，在整体上提升了石料质量。此外，将石料中针片状的石料处理和除尘处理，使得粉尘含量下降，减少沥青的浪费。

建筑石料整形机对石料整形处理后将碎石的尖锐部分与棱角摩擦，并且降低石料的压碎值，让沥青路面的断痕减少，而水系和风洗的除尘处理后可以让沥青用量大大下降，再如筛分骨料与去除片状的石料可以避免出现溢料问题，起到节约能源的作用，生产效率也大大提升。目前建筑石料整形成套设备已经在机场、码头、隧道等工程中得到应用。

二、建筑石料整形机的系统组成

建筑石料整形机可以在石料厂商品料生产与施工现场处理不合格、不规范的石料中发挥积极作用。建筑石料整形机经过多次升级改造具有占地面积小、生产效率高、能源消耗少、节能环保与集装箱式装拆等优势，其主要包括了碎石计量系统、碎石水洗风干系统、石料整形系统、多级筛分系统和石料成品收集系统，具体如下：

（一）石料计量系统

该系统主要是在碎石原料运输与称重计量中应用，设计结构独特，具有浅料仓和高流量的特点，并且配合了电子计量系统，可以保证产量与减少施工费用。

（二）石水洗风干系统

该系统对控制含水量和含泥量起到了关键作用，应用风力袋除尘和水洗除尘，而干燥的碎石使用风力袋式除尘器，在风选的作用下回收并且通过螺旋导出粉尘，还具有对小颗粒筛分的作用。此外，通过增加水洗除尘与强风风机可以将游离的水分吹掉，让含水量处于较低的状态，可以起到节能的作用。一项实验发现，碎石风洗除尘之前5-31.5毫米碎石、10-20毫米碎石与5-10毫米碎石的含泥量分别从0.7%降到0.3%、0.6%降到0.2%、0.8%降到0.3%。

（三）石料整形系统

这是建筑石料整形机整个系统的关键，主要是对输送带、摩擦轮的间隙进行调整，石料的厚度进行调整，摩擦轮的转速进行调整，让石料在相对运动的过程中摩擦，通过石料之间的摩擦让边角更加圆滑，减少应力集中或者局部破坏，并且加大石料的表面积，让沥青和石料的粘结力提升[1]。

（四）多级筛分系统

在多筛分系统中包括了上下两个部分，上部组成为两层半结构强力振动筛，在筛网上有4个规格的方形筛孔，其中碎石筛有5个规格。在下层的溜筛结构中，通过振动器和溜筛配合可以剔除石料尖角，之后将筛分的石料规格与沥青混凝土拌合楼用料保持一致，进行减少生产时的等待时间与溢料时间，让沥青混凝土的生产效率更有保障，使得石料的规格与干结度接近实验室标准。

（五）石料成品收集系统

这一系统借助传动带进行输送，使得占地面积减少，也省去了二次搬运。在成品仓中的利用拼装式集装箱结构，使得拆卸更加方便，并且装拆的费用也会降低。此外，石料成品收集系统和拌和站上料系统连接，所以效率较高[2]。

三、建筑石料整形机效益

在二次加工石料之后，将石料的边角进行处理，去除长条扁片颗粒，并且根据级配加以划分，之后通过除尘系统处理干净石料，让国内石料的加工企业从粗放的管理模式转变为标准化和商品化生产，并且在深加工后石料可以直接作为商品使用[3]。与此同时，在冷料阶段进原材料的质量控制与级配可以避免溢料情况，进行将配合比优化，研究发现可以将沥青拌合站的产量提升30%左右，并且大大缩短了工期，减低人力与机械设备的投入。此外，石料整形之后，释放的石料在破碎时会产生应力，进而处理了石料的薄弱环节，通过研究发现，整形石料可以将路面寿命延长至少2年，并且整形处理后可以直接进行料场的筛分。节能实际情况如下：

按照50万吨沥青混合料计算，采取建筑石料整合及进行现场二次加工可以发现去除土颗粒料杂质以及石料薄弱边角和扁片颗粒，通过按级配分率能够从冷料开始完成质量控制，进而缩短沥青拌合站等料时间，保证沥青混合料产量。从工期节约的角度看，通过应用田中4000行沥青拌合站加以生产，每天工作10小时，对比分析整形筛分石料，沥青混凝土每年可节约工期52天。

从节约能源费用的角度看，拌和楼耗电每小时为800千瓦加热沥青，柴油每小时0.07吨，由于每年节约52天，使得半合楼用电量和柴油用量也在下降，采取未经整形的石料进行沥青混凝土生产时溢料量按照10%计算，50万吨石料溢料料量接近5万吨，并且每吨石料燃烧需要7千克重油，正常施工需要2台摊铺机、2台压路机和5台装载机，每小时油耗0.09吨，通过筛分处理石料生产沥青混凝土年节约接近240万元。

从节约设备和人工费用来看，随着生产速度加快，每年节约52天工期，并且通过整形拆分处理石料生产沥青混凝土节约人力和设备费用接近130万元。从材料费用节约来看，通过整形拆分使得石料尘土含量下降，由此减少了沥青用量，研究发现每吨混合料能够节约沥青1.5千克，进行50万吨混合料生产可节省750吨沥青，配备整形机之后直接采购并进行厂内筛分，导致混合量较重，筛分之后级配石料比重下降，每吨未拆分混合料相比三分石料便宜8元，由此节约进料成本，年节约成本达到775万元。

从养护费用节约情况来看，通过整形处理后可以有效提升路面质量并延长路面使用年限，保守估计能够多使用两年，按照50万吨沥青混合料计算，摊铺路面长度可达92公里，每年维护费用为54万，采取整形筛分处理可以让石料生产沥青过黏土年节约养护费用接近1亿元。

结束语：

综上所述，在公路工程施工中，应用建筑石料整形机既可以显著节约成本、减少能耗、缩短工期、延长公路的使用寿命，因此该设备在我国公路建设中应大力推广，不过相比发达国家在技术层面还有很大的改进空间，需要继续加强技术投入，进而实现我国公路事业的健康发展。

参考文献：

[1]廖原时.近年来国内外石材开采设备的改进特点[J].石材,2018(01):25-32+56.

[2]赵明.建筑石料整形机在公路建设中的应用[J].工程建设与设计,2018(09):224-226.

[3]程勇刚. 安徽省路用石料性状分析及研究[D].安徽建筑大学,2017.
作者简介：姓名：王育全  出生年月：1979.07.15  性别：男，籍贯：陕西咸阳人，学历：大学 职称：中级工程师，研究方向：建材机械制造与维修方向。