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1、贵州高速矿业发展有限责任公司罗甸辉绿岩料场沥青表层粗集料成本分析报告一、罗甸辉绿岩料场简介根据贵州省高速公路网络交通规划，将在黔南地区新建多条高速公路。为满足该地区高速公路建设以及后期路面维护砂石料的需求、弥补该地区高速公路建设沙石用量的缺口，因地制宜设置罗甸辉绿岩路面集料料场。该项目区位于贵州省罗甸县罗悃镇平艾村，处于贵州高原南缘向广西丘陵过渡的斜坡地带，相对高差 500600m，地形切割陡峻，山峦起伏，水系发育，沟谷纵横，深切河谷多呈“V”字型。项目区距在建惠罗高速公路仅 15km，距离 312 省道约 0.5km,有乡村公路通行，距离罗甸县城仅 25km，交通较为方便。二、罗甸辉绿岩的形
2、成及储量罗甸辉绿岩属岩浆岩中的侵入岩，粒度较细，为细粒结构。罗甸辉绿岩主要由辉石和基性长石（与辉长岩成分相当的浅成岩类）组成，含少量橄榄石、黑云母、石英、磷灰石、磁铁矿、钛铁矿等。基性斜长石常蚀变为钠长石、黝帘石、绿帘石和高岭石；辉石常蚀变为绿泥石、角闪石和碳酸盐类矿物，因绿泥石的颜色而整体常呈灰绿色。辉绿岩跟辉长岩的成分差不多，但它形成得比较浅，不像辉长岩那样深，所以粒度较小，又不像玄武岩那样喷出地表而以玻璃质为主。辉绿岩为深源玄武质岩浆向地壳浅部侵入结晶形成，常呈岩脉、岩墙、岩床或充填于玄武岩火山口中，呈岩株状产出。根据贵州地矿局的勘察报告可知，罗甸辉绿岩主要在罗甸望谟沿线一带，其储量约在
3、 5 亿 m左右，罗甸辉绿岩料场所在地辉绿岩储量约 300 万 m，储量大、品质高。三、罗甸辉绿岩粗集料的化学成分及性能分析根据中国科学院地球化学研究所的分析报告，罗甸辉绿岩结构为块状结构、辉绿结构、自形晶体结。岩石主要由斜长石和辉石组成，其中斜长石占全岩的 70-80%，辉石占 10-20%，不透明矿物含量占 5-10%。长石为细小长条状自形晶体，长一般为 0.03-0.2mm，宽0.008-0.03mm。比较鲜，透明度高，无风化现象。抗压强度224Mpa，密度 3.07g/cm3；其化学成分见表 1,基本性能见表 2。表 1 罗甸辉绿岩与常规玄武岩化学成分对比集料种类 SiO2 Al2O3
4、 FeO/Fe2O3CaO MgO Na2O K2O TiO2辉绿岩 49.95% 13.84% 8.87% 8.50% 5.76% 2.41% 1.02% 2.13%玄武岩 51.71% 17.90% 8.19% 6.88% 2.82% 4.20% 1.60% /表 2 罗甸辉绿岩粗集料基本性能表辉绿岩粒径范围指标 单位10-15 5-10标准相对表观密度 t/m 2.762 2.783 2.5相对毛体积密度 t/m 2.697 2.737 /吸水率 % 0.87 0.60 2针片状含量 % 3.2 10.9 15水洗法0.075mm 颗粒含量 % 0.01 0.24 1对沥青的粘附性 5
5、级 4 级洛杉矶磨耗值损失 % 8.43；5.2 28压碎值 % 11.8；8.3 25饱水抗压强度 Mpa 159.9；129.5 /磨光值 PSV 44；46 /一般来说，岩浆岩的性质以 SiO2的含量为划分标准，包括以硅、铝为主的酸性岩和以钙、镁为主的碱性岩。其中 SiO2含量在 66%以上的为酸性岩，如花岗岩等；SiO 2含量在 52-66%的为中性岩，如正长岩等；碱性岩中 SiO2含量在 52%以下的则为基性岩，包括辉长岩、玄武岩、辉绿岩等；其他为超基性岩，如橄榄岩等。从辉绿岩粗集料外观表面看，破碎面较多，一般都在三个以上，且表面纹理粗糙，故有利于与沥青形成良好的粘接界面。由表 1
6、可知，罗甸辉绿岩中 SiO2含量占 49.95%，比玄武岩中SiO2含量略小，两者皆小于 52%，但辉绿岩中 Na、Mg、K 等元素含量较高，属于弱碱偏中性材料，与弱酸性的沥青起反应则具有良好的结合能力，可增强石料与沥青的粘附力。根据我国相关规范要求，用于沥青面层的粗集料应该洁净、干燥、无风化、无杂质，具有足够的强度、耐磨耗性;粒径规格要满足施工技术规范的要求;粗集料应具有良好的颗控形状;路面的抗滑表层集料应选用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石或破碎砾石，不能选用筛选砾石、矿渣及软质集料;对于粗集料如属酸性则要添加抗剥落剂，而细集料如属酸性则不宜用于高等级公路。罗甸辉绿岩粗集料具有纯度高、杂质少、
7、无风化等特征，符合高速公路沥青表层粗集料使用标准。由表 2 可知，罗甸辉绿岩具有抗压强度高、耐磨耗、坚硬的特点。压碎值为 10%左右，可确保混合料在施工碾压过程中以及开放交通后具有良好的抵抗压碎的能力；与沥青的粘附性达到 5 级，无需掺人沥青抗剥剂即可具有良好的抵抗水剥离能力，可用作高速公路沥青表层粗集料。实际施工检测结果表明，采用辉绿岩制成的混合料完全满足规范要求。辉绿岩在高速公路上面层铺筑中具有极大的应用价值，可创造巨大的经济效益。对于某些辉绿岩储量大而玄武岩很少的地区，高速公路修建完全可以采用辉绿岩作为沥青混凝土集料，无需采用传统的玄武岩石料。四、辉绿岩粗集料生产成本分析高速公路沥青表层
8、路面粗集料对集料外形粒状要求较高，故需采用复合破碎方式进行破碎。罗甸辉绿岩项目盖山剥离较厚，达 20 余米，而盖山剥离完成后，在辉绿岩表层含有不均匀分布的风化层，需爆破施工后转运，故剥离工程施工成本较高。比较辉绿岩与玄武岩特质，可发现玄武岩节理多，且具脆性，爆破后不易产生大块石料，因此玄武岩在加工过程中相对容易破碎。而辉绿岩爆破后，会产生大量块石，韧性更高，加工过程中破碎难度更大。罗甸辉绿岩项目碎石加工系统采用一级颚破、二级圆锥破、三级圆锥破以及整形机整形的复合破碎方法。在实际生产加工过程中，由于辉绿岩硬度较大，抗压强度高，韧性高，因而原料不易破碎，日产量较低，由于循环破碎时间较长，从而导致产
9、生的废料含量多，经测量达 50%以上。辉绿岩在破碎过程中对颚式破碎机、圆锥破碎机、振动筛、皮带等设备的易损件磨损较大，易损件更换频繁，维修时间较多，导致生产成本增加。罗甸辉绿岩料场位于贵州省罗甸县罗悃镇平艾村，处于贵州高原南缘向广西丘陵过渡的斜坡地带，气候温和,雨量充沛,年平均气温 19.6 摄示度,年平均降雨达 1100-1300 毫米,由于雨天较多，影响生产。根据规则省交通建设厅发行的贵州省交通建设工程造价管理信息来看，高速公路沥青混凝土路面粗集料玄武岩生产成本价格为 130 元/m，而罗甸辉绿岩粗集料生产成本约 193.91 元/m（详见砂石生产成本核算表）。选用罗甸辉绿岩比选用平坝玄武
10、岩作为惠罗高速沥青表层粗集料其材料每方成本会增加 63.91 元。五、罗甸辉绿岩粗集料运输成本分析罗甸辉绿岩料场为满足黔南地区高速公路建设以及后期维护对路面用砂石料的需求而建，因地制宜，交通良好，与周边在建高速运距较近，设计年生产砂石料 10 万 m，可满足周边高速公路建设所需沥青表层粗集料使用。用辉绿岩粗集料代替玄武岩粗集料不仅可以解决黔南地区玄武岩资源匮乏问题，还能缩短运距，降低工程造价等问题,下表为罗甸辉绿岩料场与最近的平坝玄武岩料场平均运距对比表。表 3 罗甸辉绿岩料场与平坝玄武岩料场平均运距对比表惠水-罗甸高速 罗甸-望谟高速 罗甸-平塘高速 紫云-望谟高速罗甸辉绿岩料场70 KM
11、65 KM 80 KM 70 KM平坝玄武岩料场130 KM 140 KM 170 KM 130 KM黔南地区由于玄武岩储量较少，无理想的玄武岩料场，而辉绿岩储量却很大，若用常规的玄武岩材料作为沥青表层粗集料，只能从较远的平坝玄武岩料场运送，因此运输成本将会大幅增加，且运输时间及运输周期较长，不利于高速公路的建设。在黔南地区选用罗甸辉绿岩粗集料，由于运距较短，能保证施工过程中料源供给，减少了因集料运输时间较长而导致的材料供应不足、影响工期等现象。6、选用罗甸辉绿岩与平坝玄武岩的综合对比分析下面以在建惠罗高速为例，惠罗高速所需沥青表层粗集料约 10万 m，罗甸辉绿岩与平坝玄武岩材料若以运输单价
12、1 元/（吨*千米）、辉绿岩平均密度均取 1.55 吨/m、玄武岩取平均密度取 1.57 吨/m，分别以平均运距计算，其材料成本与运输费用分别见表 4、表5。表 4 惠罗高速选用平坝玄武岩与罗甸辉绿岩材料成本对比表材料 单价 用量 总价平坝玄武岩 130 元/m 10 万 m 1300 万元罗甸辉绿岩 193.91 元/m 10 万 m 1939.1 万元由表 4 可知，惠罗高速沥青表层粗集料若选用罗甸辉绿岩，其材料成本会比平坝玄武岩增加 639.1 万元。表 5 惠罗高速选用平坝玄武岩与罗甸辉绿岩运输费用对比表材料 平均运距 运输单价 运输总重量运输总费用罗甸辉绿岩 70km 1 元/（吨*
13、千米） 15.5 万吨 1085 万元平坝玄武岩 130km 1 元/（吨*千米） 15.7 万吨 2041 万元从上表可知，若惠罗高速沥青表层粗集料选用罗甸辉绿岩料场所供粗集料其运费为 1085 万元，而选用平坝玄武岩其运费则为2041 万元，选用罗甸辉绿岩运费会减少 956 万元。综合运输费用及生产成本来看，选用罗甸辉绿岩材料作为惠罗高速沥青表层粗集料可节约成本达 316.9 万元，具有明显经济优势。7、总结罗甸辉绿岩粗集料虽然生产成本较玄武岩稍高，但由于在黔南地区缺乏玄武岩，选用较远地区的玄武岩作为高速公路沥青表层粗集料所产生的运输费用过高，而罗甸辉绿岩粗集料运距较近，且品质完全达到相关规范要求，能极大节约运输费用。从运输周期来看，选用平坝玄武岩料场的运输周期是罗甸辉绿岩料场运输周期的两倍。综合考虑生产成本及运输费用，在黔南地区选用罗甸辉绿岩料场粗集料作为沥青表层路面粗集料与选用平坝玄武岩料场粗集料相比较，工程造价明显减少，是黔南地区最理想的高速公路沥青表层粗集料。贵州高速矿业发展有限责任公司2014 年 11 月 24 日
