水泥路面改造與再生利用技術(shù)探討

1、水泥路面改造與再生利用技術(shù)探討摘要：文章介紹了混凝土路面再生利用技術(shù)的基本情況，針對(duì)舊水泥路面改造與再生的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及修筑工藝等方面的問(wèn)題進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：水泥路面；再生利用；破碎技術(shù)；改造 Abstract: This paper introduces the basic situation of the concrete pavement recycling technology, and discussed the issues of transformation and regeneration of the old cement road pavement structure d

2、esign and construction process. Keywords: cement pavement; recycling; crushing technology; transformation 中圖分類(lèi)號(hào)：TQ172 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012） 混凝土路面再生利用是通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備多錘頭破碎機(jī)對(duì)原混凝土板塊進(jìn)行“碎石化”的徹底破壞，使原水泥混凝土板塊應(yīng)力得到有效釋放，從而徹底消除反射裂縫，是目前解決道路反射裂縫的最有效的辦法。隨著人們建筑節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng)，水泥路面的再生利用技術(shù)已經(jīng)成為水泥路面改造中的常用技術(shù)，這種技術(shù)的運(yùn)用對(duì)于解決路面材料、保證施工質(zhì)

3、量有著重要意義。 1混凝土路面再生利用的定義 混凝土路面再生利用是通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備多錘頭破碎機(jī)所攜帶的十六個(gè)錘頭對(duì)原混凝土板塊進(jìn)行“碎石化”的徹底破壞，使原水泥混凝土板塊應(yīng)力得到有效釋放，從而徹底消除反射裂縫。碎石化后使其成為表面最大尺寸不超過(guò)7.5cm、底部不超過(guò)37.5cm的“高強(qiáng)粒料基層”，再用“z”字形振動(dòng)壓路機(jī)碾壓12遍，然后再在其上加鋪路面補(bǔ)強(qiáng)層的一種施工藝。 2適用范圍及特點(diǎn) 該技術(shù)適用于混凝土板厚不超過(guò)50cm的普通水泥混凝土路面的改造、高等級(jí)水泥混凝土路面的改造、港口碼頭混凝土路面的改造、飛機(jī)場(chǎng)水泥混凝土路面的改造、廣場(chǎng)水泥混凝土路面的改造等。該施工工藝是目前解決道路反射裂縫的最

4、有效的辦法。破碎并碾壓后的水泥混凝土路面是由破碎混凝土塊組成的緊密結(jié)合、內(nèi)部嵌擠、高密度的材料層，給補(bǔ)強(qiáng)層提供了更高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，施工工期短，不需要封閉交通，沒(méi)有污染，保護(hù)環(huán)境，降低造價(jià)，節(jié)省材料，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 3舊水泥路面改造與再生的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及修筑工藝3.1水泥路面板再生的路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)針對(duì)打裂壓穩(wěn)鋪筑瀝青混合料加鋪層的路面結(jié)構(gòu)組合，可以采取“白+黑”和“白+白”加鋪層的結(jié)構(gòu)及修筑工藝，包括層間結(jié)合設(shè)計(jì)與材料應(yīng)用等，其中防治反射裂縫是其關(guān)鍵問(wèn)題。對(duì)反射裂縫先后采用的防治措施有：增加瀝青加鋪層厚度、設(shè)置應(yīng)力吸收薄膜夾層、加筋瀝青層及其他具有良好路用性能的瀝青混合料、設(shè)置隔

5、離層以及處治舊路面板（封填裂縫、破碎穩(wěn)定舊路面）等。我們對(duì)纖維瀝青混合料的試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)纖維瀝青混合料具有良好的低溫抗裂性能和高溫抗車(chē)轍性能。通過(guò)對(duì)瀝青混合料的級(jí)配的改善，提高了瀝青混合料的高溫抗車(chē)轍性能，獲得了抗車(chē)轍瀝青混合料。還對(duì)改性瀝青混凝土及SMA等優(yōu)良瀝青加鋪層材料進(jìn)行了研究。碎石化后瀝青罩面厚度采用AASHTO設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)程序。要求最小罩面厚度為15cm，且最好為密級(jí)配結(jié)構(gòu)。國(guó)內(nèi)瀝青混合料加鋪層的厚度一般為1215cm（個(gè)別用到18cm京滬高速泰化段），根據(jù)碎石化后路面表面彎沉測(cè)試結(jié)果，確定是否需要加鋪基層。水泥混凝土罩面層厚度可根據(jù)交通狀況，按新建路面設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)。3.2乳化瀝

6、青灌入再生料技術(shù)水泥混凝土路面碎石化后，在鋪設(shè)瀝青面層之間，可采用乳化瀝青灌入再生料技術(shù)，以增強(qiáng)碎石化基層與面層的粘結(jié)、并提高路面整體強(qiáng)度。該方法較為簡(jiǎn)單，可采用乳化瀝青灑布設(shè)備進(jìn)行施工，適用于采用MHB、沖擊壓穩(wěn)等設(shè)備的碎石化破碎工藝。關(guān)鍵點(diǎn)是乳化瀝青用量、灌入深度、灑布均勻程度等技術(shù)的控制與評(píng)價(jià)。一般做法是：采用MHB破碎機(jī)把原水泥混凝土破碎一遍；采用Z型壓路機(jī)（20-25噸）將破碎后路面振動(dòng)壓實(shí)2-3遍；用膠輪壓路機(jī)震動(dòng)壓實(shí)3遍；灑灌入改性乳化瀝青，其用量為2.5-3.5 kg/m2；灑熱乳化瀝青作防水粘接層，其用量為1.0kg/m2；撒布一層粒徑為3-5mm石屑，用16噸鋼輪壓路機(jī)碾壓

7、2遍；封閉交通8-12h后，攤鋪改性瀝青混合料或者鋪筑水泥混凝土。4水泥混凝土路面快速檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)4.1水泥混凝土路面快速檢測(cè)技術(shù)包括：水泥混凝土路面板安定性檢測(cè)、路面破損狀況檢測(cè)、結(jié)構(gòu)承載力檢測(cè)、行駛質(zhì)量檢測(cè)、抗滑能力檢測(cè)、交通狀況檢測(cè)等；研究建立水泥混凝土路面狀況快速檢測(cè)評(píng)價(jià)體系和相關(guān)的評(píng)價(jià)模型，建立水泥混凝土路面狀況的判別標(biāo)準(zhǔn)。其中的技術(shù)難點(diǎn)在于水泥混凝土路面板安定性檢測(cè)，主要是如何判定水泥混凝土路面板脫空狀況。判斷水泥混凝土路面板地脫空的技術(shù)一直是世界性的難題。國(guó)內(nèi)外取得了許多的研究成果，如采用貝克曼梁或FWD、路面雷達(dá)等探測(cè)水泥路面板底脫空程度等。4.2路面雷達(dá)GPR的脫空診斷技術(shù)。

8、GPR測(cè)速可以達(dá)到80km/h以上， 可用于路面與機(jī)場(chǎng)道面結(jié)構(gòu)層厚度檢測(cè)；脫空識(shí)別；地下異物識(shí)別，如鋼筋，燃?xì)夤艿?，排水管道等；含水量、壓?shí)度評(píng)價(jià)等。如圖1所示，其原理是通過(guò)對(duì)雷達(dá)反射信號(hào)的接收、處理與分析，可以找出路面脫空的可疑位置、程度、范圍等。由于反射信號(hào)受各種噪聲的影響較大，應(yīng)重點(diǎn)研究判別的準(zhǔn)確性。為此，采用FWD驗(yàn)證、人工開(kāi)挖驗(yàn)證是必須的，有助于建立反射波形與實(shí)際脫空狀況的對(duì)應(yīng)關(guān)系，豐富和積累GPR的使2）FWD的脫空診斷技術(shù)對(duì)GPR發(fā)現(xiàn)的可疑脫空點(diǎn)，采用FWD脫空診斷技術(shù)。采用AASHTO方法，檢測(cè)板邊同一點(diǎn)的三個(gè)荷載水平下的彎沉，并進(jìn)行線(xiàn)性回歸，若回歸的直線(xiàn)經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，則認(rèn)為無(wú)

9、脫空，否則認(rèn)為有脫空。5水泥混凝土路面改造與破碎工藝研究認(rèn)為，當(dāng)混凝土路面斷板率低于10%時(shí)，可采取打裂壓穩(wěn)技術(shù)直接加鋪瀝青混凝土罩面，對(duì)于斷板率介于1015%的水泥路面，在打裂壓穩(wěn)之后鋪設(shè)防反射裂縫材料后加鋪瀝青混凝土罩面層；而對(duì)于斷板率超過(guò)15%且有明顯結(jié)構(gòu)性破壞的水泥路面（或相鄰板的位移（沉降差）大于4mm美國(guó)AI的標(biāo)準(zhǔn)為3mm就需要將板打碎處理），要求在對(duì)路基及基層有問(wèn)題處進(jìn)行局部處理后，將混凝土面板進(jìn)行破碎壓實(shí)作為基層，再加鋪瀝青混凝土罩面。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的破碎工藝主要包括RoadMiner開(kāi)路王系列破碎工藝、MHB型多頭重錘破碎工藝、RMI共振型破碎工藝、沖擊壓穩(wěn)工藝、門(mén)板式震裂壓穩(wěn)工

10、藝、沖擊鎬鑿碎壓穩(wěn)工藝等。我們?cè)谘芯窟^(guò)程中，采用了MHB型多頭重錘破碎工藝、門(mén)板式震裂壓穩(wěn)工藝、沖擊鎬鑿碎壓穩(wěn)工藝等。同時(shí)，對(duì)典型路段進(jìn)行使用效果評(píng)估。主要評(píng)價(jià)內(nèi)容有：路面使用性能變化規(guī)律，反射裂縫率隨時(shí)間的變化，防止反射裂縫措施的有效性。 6施工過(guò)程注意事項(xiàng) 6.1施工前要了解沿線(xiàn)情況，特別是板涵、橋梁及填土厚度少于1米的涵洞，這些地段要作出標(biāo)記，不能進(jìn)行多錘頭破碎，以防止引起構(gòu)造物的破壞。 6.2距離民房，特別是舊房10米以?xún)?nèi)的路段，在施工作業(yè)時(shí)要預(yù)先通知居民，并對(duì)房屋隨時(shí)觀察，同時(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)多錘頭施工參數(shù)，以減輕對(duì)房屋的影響。 6.3如混凝土板塊破碎、脫空、面板下面約有積水等病害要先做排水處理，并盡可能的早排水，以防因泥漿問(wèn)題排不出水。 6.4在破碎前要先作試驗(yàn)路段，以確定多錘頭破碎機(jī)的行走速度和多錘頭的提升高度，以達(dá)到滿(mǎn)意的破碎效果。 6.5在破碎后的路面板上鋪筑補(bǔ)強(qiáng)層前，最好先用細(xì)粒料進(jìn)行封面，以確保補(bǔ)強(qiáng)層下表面能夠很好成型。 結(jié)束語(yǔ) 國(guó)內(nèi)外對(duì)舊水泥混凝土路面的改造有過(guò)許多研究和試驗(yàn)，有多種處理方法，但相比較之下，利用多錘頭破碎設(shè)備對(duì)舊混凝土板進(jìn)行碎石化處理，可以使舊混凝土板形成從上到下、由小到大的嵌擠結(jié)構(gòu)，給路面補(bǔ)強(qiáng)層提供了均勻、堅(jiān)實(shí)和穩(wěn)定的下承層，并有效的阻斷了地下毛細(xì)水的上升，徹底解