水泥路面改造与再生利用技术探讨:水泥路面修补料

　　摘要：文章介绍了混凝土路面再生利用技术的基本情况，针对旧水泥路面改造与再生的路面结构设计及修筑工艺等方面的问题进行了探讨。关键词：水泥路面；再生利用；破碎技术；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 design and construction process.
　　Keywords: cement pavement; recycling; crushing technology; transformation
　　中图分类号：TQ172 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
　　
　　 混凝土路面再生利用是通过专用设备—多锤头破碎机对原混凝土板块进行“碎石化”的彻底破坏，使原水泥混凝土板块应力得到有效释放，从而彻底消除反射裂缝，是目前解决道路反射裂缝的最有效的办法。随着人们建筑节能意识的增强，水泥路面的再生利用技术已经成为水泥路面改造中的常用技术，这种技术的运用对于解决路面材料、保证施工质量有着重要意义。
　　1混凝土路面再生利用的定义
　　 混凝土路面再生利用是通过专用设备——多锤头破碎机所携带的十六个锤头对原混凝土板块进行“碎石化”的彻底破坏，使原水泥混凝土板块应力得到有效释放，从而彻底消除反射裂缝。碎石化后使其成为表面最大尺寸不超过7.5cm、底部不超过37.5cm的“高强粒料基层”，再用“z”字形振动压路机碾压1—2遍，然后再在其上加铺路面补强层的一种施工艺。
　　 2适用范围及特点
　　 该技术适用于混凝土板厚不超过50cm的普通水泥混凝土路面的改造、高等级水泥混凝土路面的改造、港口码头混凝土路面的改造、飞机场水泥混凝土路面的改造、广场水泥混凝土路面的改造等。该施工工艺是目前解决道路反射裂缝的最有效的办法。破碎并碾压后的水泥混凝土路面是由破碎混凝土块组成的紧密结合、内部嵌挤、高密度的材料层，给补强层提供了更高的结构强度，施工工期短，不需要封闭交通，没有污染，保护环境，降低造价，节省材料，具有明显的经济效益和社会效益。
　　 3旧水泥路面改造与再生的路面结构设计及修筑工艺3.1水泥路面板再生的路面结构组合设计针对打裂压稳铺筑沥青混合料加铺层的路面结构组合，可以采取“白+黑”和“白+白”加铺层的结构及修筑工艺，包括层间结合设计与材料应用等，其中防治反射裂缝是其关键问题。对反射裂缝先后采用的防治措施有：增加沥青加铺层厚度、设置应力吸收薄膜夹层、加筋沥青层及其他具有良好路用性能的沥青混合料、设置隔离层以及处治旧路面板（封填裂缝、破碎稳定旧路面）等。我们对纤维沥青混合料的试验研究，发现纤维沥青混合料具有良好的低温抗裂性能和高温抗车辙性能。通过对沥青混合料的级配的改善，提高了沥青混合料的高温抗车辙性能，获得了抗车辙沥青混合料。还对改性沥青混凝土及SMA等优良沥青加铺层材料进行了研究。碎石化后沥青罩面厚度采用AASHTO设计方法和设计程序。要求最小罩面厚度为15cm，且最好为密级配结构。国内沥青混合料加铺层的厚度一般为12～15cm（个别用到18cm－京沪高速泰化段），根据碎石化后路面表面弯沉测试结果，确定是否需要加铺基层。水泥混凝土罩面层厚度可根据交通状况，按新建路面设计方法设计。3.2乳化沥青灌入再生料技术水泥混凝土路面碎石化后，在铺设沥青面层之间，可采用乳化沥青灌入再生料技术，以增强碎石化基层与面层的粘结、并提高路面整体强度。该方法较为简单，可采用乳化沥青洒布设备进行施工，适用于采用MHB、冲击压稳等设备的碎石化破碎工艺。关键点是乳化沥青用量、灌入深度、洒布均匀程度等技术的控制与评价。一般做法是：采用MHB破碎机把原水泥混凝土破碎一遍；采用Z型压路机（20-25吨）将破碎后路面振动压实2-3遍；用胶轮压路机震动压实3遍；洒灌入改性乳化沥青，其用量为2.5-3.5 kg/m2；洒热乳化沥青作防水粘接层，其用量为1.0kg/m2；撒布一层粒径为3-5mm石屑，用16吨钢轮压路机碾压2遍；封闭交通8-12h后，摊铺改性沥青混合料或者铺筑水泥混凝土。4水泥混凝土路面快速检测评价技术4.1水泥混凝土路面快速检测技术包括：水泥混凝土路面板安定性检测、路面破损状况检测、结构承载力检测、行驶质量检测、抗滑能力检测、交通状况检测等；研究建立水泥混凝土路面状况快速检测评价体系和相关的评价模型，建立水泥混凝土路面状况的判别标准。其中的技术难点在于水泥混凝土路面板安定性检测，主要是如何判定水泥混凝土路面板脱空状况。判断水泥混凝土路面板地脱空的技术一直是世界性的难题。国内外取得了许多的研究成果，如采用贝克曼梁或FWD、路面雷达等探测水泥路面板底脱空程度等。4.2路面雷达GPR的脱空诊断技术。GPR测速可以达到80km/h以上， 可用于路面与机场道面结构层厚度检测；脱空识别；地下异物识别，如钢筋，燃气管道，排水管道等；含水量、压实度评价等。如图1所示，其原理是通过对雷达反射信号的接收、处理与分析，可以找出路面脱空的可疑位置、程度、范围等。由于反射信号受各种噪声的影响较大，应重点研究判别的准确性。为此，采用FWD验证、人工开挖验证是必须的，有助于建立反射波形与实际脱空状况的对应关系，丰富和积累GPR的使2）FWD的脱空诊断技术对GPR发现的可疑脱空点，采用FWD脱空诊断技术。采用AASHTO方法，检测板边同一点的三个荷载水平下的弯沉，并进行线性回归，若回归的直线经过坐标原点，则认为无脱空，否则认为有脱空。5水泥混凝土路面改造与破碎工艺研究认为，当混凝土路面断板率低于10%时，可采取打裂压稳技术直接加铺沥青混凝土罩面，对于断板率介于10～15%的水泥路面，在打裂压稳之后铺设防反射裂缝材料后加铺沥青混凝土罩面层；而对于断板率超过15%且有明显结构性破坏的水泥路面（或相邻板的位移（沉降差）大于4mm「美国AI的标准为3mm」就需要将板打碎处理），要求在对路基及基层有问题处进行局部处理后，将混凝土面板进行破碎压实作为基层，再加铺沥青混凝土罩面。国内外现有的破碎工艺主要包括RoadMiner开路王系列破碎工艺、MHB型多头重锤破碎工艺、RMI共振型破碎工艺、冲击压稳工艺、门板式震裂压稳工艺、冲击镐凿碎压稳工艺等。我们在研究过程中，采用了MHB型多头重锤破碎工艺、门板式震裂压稳工艺、冲击镐凿碎压稳工艺等。同时，对典型路段进行使用效果评估。主要评价内容有：路面使用性能变化规律，反射裂缝率随时间的变化，防止反射裂缝措施的有效性。
　　 6施工过程注意事项
　　 6.1施工前要了解沿线情况，特别是板涵、桥梁及填土厚度少于1米的涵洞，这些地段要作出标记，不能进行多锤头破碎，以防止引起构造物的破坏。
　　 6.2距离民房，特别是旧房10米以内的路段，在施工作业时要预先通知居民，并对房屋随时观察，同时适当调节多锤头施工参数，以减轻对房屋的影响。
　　 6.3如混凝土板块破碎、脱空、面板下面约有积水等病害要先做排水处理，并尽可能的早排水，以防因泥浆问题排不出水。
　　 6.4在破碎前要先作试验路段，以确定多锤头破碎机的行走速度和多锤头的提升高度，以达到满意的破碎效果。
　　 6.5在破碎后的路面板上铺筑补强层前，最好先用细粒料进行封面，以确保补强层下表面能够很好成型。
　　 结束语
　　 国内外对旧水泥混凝土路面的改造有过许多研究和试验，有多种处理方法，但相比较之下，利用多锤头破碎设备对旧混凝土板进行碎石化处理，可以使旧混凝土板形成从上到下、由小到大的嵌挤结构，给路面补强层提供了均匀、坚实和稳定的下承层，并有效的阻断了地下毛细水的上升，彻底解决了旧水泥混凝土路面上铺筑沥青路面产生反射裂缝的问题。该施工工艺简单，施工速度快，不需要中断交通，不污染周边环境，使旧混凝土路面板达到了最大限度的利用，节省了材料，延长了沥青路面的使用寿命。
　　
　　参考文献：
　　[1]骆祖文 毋刚.水泥混凝土路面再生利用施工技术探讨--《交通科技》2007.
　　[2]张志权.水泥路面再生利用技术的性能分析—《城市建设理论研究》—2012.