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        水泥混凝土路面全厚式移動(dòng)破碎就地冷再生技術(shù)

        水泥混凝士路面全厚式移動(dòng)破碎就地冷再生技術(shù)

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        一、水泥混凝土路面全厚式移動(dòng)破碎就地冷再生的定義

        ????水泥混凝土路面全厚式移動(dòng)破碎就地冷再生技術(shù),系利用移動(dòng)破碎專(zhuān)用設備,就地將舊水泥混凝土路面板全厚度破碎成具有一定級配的再生集料(或者通過(guò)添加適量的新集料后使再生集料的合成級配滿(mǎn)足公路水泥穩定碎石基層的級配要求),然后添加再生劑、活性劑(根據需要填加,改善再生結構層的性能)、水后,通過(guò)再生機就地拌和成水泥穩定碎石混合料,經(jīng)初壓、整形、終壓、養生,一次性形成30~40厘米厚的再生水泥穩定碎石基層,即將剛性的水泥路面就地直接改造成了半剛性的水穩基層。

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        二、水泥混凝土路面全厚式移動(dòng)破碎就地冷再生工藝流程

        水泥混凝土路面全厚式移動(dòng)破碎就地冷再生工藝流程共分為破碎和再生兩個(gè)環(huán)節,預破、一破、二破(前三步為破碎環(huán)節)、添加新集料(如有需要)、水泥+再生劑+活性劑撒布、再生拌和、初壓、整形、終壓、養生(后七步為再生環(huán)節)10大步驟組成。

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        (1)預破:是指利用路面破板機(俗稱(chēng)“啄木鳥(niǎo)”)或者多錘頭等(根據不同路段的路側環(huán)境靈活運用)對舊水泥混凝土路面板進(jìn)行簡(jiǎn)易破碎,為后續的就地破碎設備提供附著(zhù)力。農村公路等水泥路面板不厚,強度不高的情況下,可無(wú)需預破。預破在破碎作業(yè)前一天開(kāi)展作業(yè),預破后的作業(yè)面,及時(shí)用壓路機靜壓和振壓各一遍,可供通勤車(chē)輛慢速通行,防止扎破輪胎。

        (2)一破:是指利用全厚式移動(dòng)破碎機,對經(jīng)過(guò)預破的路面進(jìn)行**次全厚式移動(dòng)破碎,形成10厘米左右的粗破碎料。破碎機轉子旋轉方向與行車(chē)方向一致,避免了銑刨類(lèi)設備針片狀含量高、設備損耗大、綜合作業(yè)效率低的缺陷。破碎厚度通過(guò)電子標尺**控制并帶自動(dòng)保護裝置,如未破碎到底,則設備不行走。通常一個(gè)班組2~3臺,日均作業(yè)4000~5000平方米。

        (3)二破:是指利用全厚式移動(dòng)破碎機,對經(jīng)過(guò)一破后的路面進(jìn) 行第二次全厚式移動(dòng)破碎,通過(guò)調整二破設備的行進(jìn)速度、轉子轉速、刀頭數量和粗細等進(jìn)行組合,最終使得二破后的集料滿(mǎn)足水穩基層級配要求。二破設備與一破設備性質(zhì)類(lèi)似,只是轉子、刀頭、設備功率、轉速等存在差異,轉子方向與一破相反,刀頭略小。通常一個(gè)班組1 臺,日均作業(yè)4000~5000平方米。二破設備通過(guò)反擊破+搓揉作用,可剝離粗集料表面的水泥砂漿,盡量保持原級配不變。

        (4)添加新集料:添加新料的數量和級配,綜合考慮設計厚度、級配范圍,通過(guò)篩分和計算得到。對于單一粒徑的集料可以采用堆方方法,通過(guò)挖機、鏟車(chē)和平地機鋪展,多檔集料必須逐檔單獨添加,避免堆放和鋪展過(guò)程中產(chǎn)生離析。添加新集料后的路面必須用壓路機進(jìn)行初步壓實(shí)。

        (5)水泥+再生劑+活性劑撒布:是指采用粉料撒布車(chē),將水泥+再生劑+活性劑等**撒布至破碎后(或者添加新集料后的)路面,粉料撒布車(chē)通過(guò)電腦控制,以確保撒布的**性和均勻性。水性再生劑和活性劑也可參入水中進(jìn)行摻配。水泥、再生劑和活性劑用量通過(guò)配合比試驗確定,通常每平米每厘米厚度水泥用量不超過(guò)1kg。水泥通常采用P.042.5#即可。

        (6)再生拌和:是指采用就地冷再生機,將破碎集料(含添加的新集料)、撒布的水泥、再生劑、活性劑等就地拌和成符合要求的水穩混合料。含水量通過(guò)擊實(shí)試驗確定,通常8~10%之間,遠高于傳統的新鋪水穩基層含水量,通過(guò)再生機的電子閥進(jìn)行含水量噴淋的**控制。再生拌和盡量選擇料倉較大的再生機組,再生機行進(jìn)速度控制4~6m/min,再生機轉子轉速不超過(guò)1800r/min,其目的確?;旌狭习韬偷某浞?,從而保證混合料拌和的均勻,并防止飛散離析。

        (7)初壓、整形、終壓:再生基層30~40cm,已超出傳統的壓實(shí)厚度,因此需采用較大噸位的壓實(shí)設備。初壓是指利用30t的羊足碾對再生拌和后的混合料進(jìn)行初壓,通常強震3遍。初壓緊跟再生拌合機及時(shí)進(jìn)行,以**限度的防止水分散失;整形是指對初壓后的作業(yè)面,通過(guò)平地機整出路面的平縱橫線(xiàn)型,通常需要設置一些控制點(diǎn),同時(shí)安排專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員伴隨進(jìn)行指揮調度;終壓利用26t單鋼輪+30t的膠輪組合進(jìn)行,通常單鋼輪碾壓4遍(套輪1/2~1/3),膠輪搓揉2~3遍(套輪1/2~1/3)。工程實(shí)踐表明,該碾壓工藝能實(shí)現較好的壓實(shí)效果。

        (8)養生:再生基層的養生與新鋪水泥穩定碎石基層類(lèi)似,不再贅述。工程實(shí)踐表明:就地冷再生基層往往在3~4d齡期即具備較高強度,可滿(mǎn)足通車(chē)條件。

        三、水泥混凝土路面全厚式移動(dòng)破碎就地冷再生工藝技術(shù)的比較優(yōu)勢

        該項新工藝技術(shù)將剛性的水泥路面就地直接改造成了半剛性的水穩基層,避免了傳統的水泥路面碎石化后加鋪新水穩基層或者ATB柔性基層等技術(shù)方案帶來(lái)的一系列弊端。具有如下顯著(zhù)的比較優(yōu)勢:

        (1)低碳環(huán)保節更能:與傳統的場(chǎng)破場(chǎng)拌再生只利用舊路面的粗集料不同,該技術(shù)舊水泥路面材料100%完全利用,而且再生后直接作為瀝青路面最重要的承重結構層——基層,而不是傳統的用作底基層,即無(wú)需在加鋪新的水穩類(lèi)機構層,而是可以直接加鋪瀝青面層,完全 符合國家綠色、低碳新發(fā)展理念,也符合交通運輸部路面廢舊材料必須100%循環(huán)利用的要求。

        (2)路面標高抬升?。合噍^于傳統的碎石化加鋪方案,該技術(shù)路面標高抬升幅度下降約2/3(跟板厚有關(guān)),大大降低了因標高抬升幅度過(guò)大而導致的路面有效寬度不足、水溝深度加大、護欄難以設置、平交道口難以接順、施工工期較長(cháng),易造成公路管養部門(mén)與沿線(xiàn)居民的矛盾等一系列問(wèn)題。

        (3)消除隱患更徹底:舊水泥混凝土路面板破碎徹底,而且所有過(guò)程均可視化,徹底消除了傳統碎石化“隱蔽工程”性質(zhì)的弊端,徹底消除了碎石化不徹底、難以有效檢驗其效果、工后產(chǎn)生反射裂縫等諸多弊端、碎石化結構層本身不具有長(cháng)壽命性能,為下一輪大修埋下嚴重隱患等缺陷。水泥混凝土路面再生成水穩基層后,下一輪大修時(shí)可對水穩基層再次進(jìn)行再生循環(huán)利用,可大大降低路面全壽命周期的養護成本,具有顯著(zhù)的社會(huì )經(jīng)濟效益。

        (4)施工作業(yè)影響:施工作業(yè)振動(dòng)小、噪音小、揚塵少,對沿線(xiàn)房屋建筑、橋涵構造物、板下基層等損害幾乎沒(méi)有,對沿線(xiàn)學(xué)校、村鎮居民的正常生產(chǎn)生活影響較小。更主要的是,可完全滿(mǎn)足半幅施工半幅雙向間斷通行的要求。

        (5)節省造價(jià)有優(yōu)勢:與同厚度新鋪水穩基層相比較,節省造價(jià)15%~20%(跟碎石等地材價(jià)格有關(guān));跟碎石化加鋪ATB柔性基層技術(shù)方案相比較,大修補助標準高30元/平方米。

        (6)施工作業(yè)效率高:日臺班3000~4000平方米, 相較于碎石化加鋪技術(shù)方案縮短工期約1/4~1/3。

        (7)質(zhì)量效果非常優(yōu):大量的工程時(shí)間表明,采用該項新工藝技術(shù)路面取芯效果非常好,通常7天無(wú)側限抗壓強度不低于5MPa,代表彎沉值不超過(guò)20(0.01mm),壓實(shí)度、平整度、平縱橫等指標滿(mǎn)足規范或者設計文件要求,基層開(kāi)裂情況遠低于傳統的普通新鋪水穩基層。

        四、水泥混凝土路面全厚式移動(dòng)破碎就地冷再生工藝技術(shù)的推廣應用

        (1)2023年,交通部運輸批復湖南省“國省干線(xiàn)公路養護科學(xué)決策與技術(shù)應用交通強國建設試點(diǎn)任務(wù)”,其中,水泥路面再生利用為公路養護低碳長(cháng)效耐久技術(shù)推廣應用試點(diǎn)任務(wù)之一。

        (2)自2019年以來(lái),湖南省開(kāi)展了水泥混凝土路面移動(dòng)破碎就地冷再生技術(shù)的應用研究,獲批2022年湖南省交通廳科技進(jìn)步與創(chuàng )新計劃項目“舊水泥混凝土路面全厚度移動(dòng)破碎就地冷再生利用成套技術(shù)研究”。在該項目研究中,結合工程實(shí)踐中的情況反饋,不斷改進(jìn)設備和工藝,使該技術(shù)日臻完善。省公路事務(wù)中心和各地市州組織各類(lèi)施工現場(chǎng)觀(guān)摩與交流學(xué)習培訓活動(dòng)20余場(chǎng)次,反響熱烈。湖北、安徽、廣西、四川、江西等地公路管養部門(mén)也組織相關(guān)人員赴湖南進(jìn)行交流學(xué)習。

        (3)2022年,全省7個(gè)地市州采用該項新工藝技術(shù),累計實(shí)施96.5km水泥路面大修(含路面改善工程),實(shí)施面積達99.5萬(wàn)平方米。2023年,全省13個(gè)地市州采用該項新工藝技術(shù),累計實(shí)施170km水泥路面大修(含路面改善工程),實(shí)施面積達150萬(wàn)平方米,該項新工藝技術(shù)已經(jīng)成為湖南省普通國省干線(xiàn)公路大修和農養干線(xiàn)公路路面改善工程的**方案,受到全省基層管養部門(mén)的普遍認可。


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