水泥混凝土路面全厚式移动破碎就地冷再生技术

水泥混凝士路面全厚式移动破碎就地冷再生技术

一、水泥混凝土路面全厚式移动破碎就地冷再生的定义

    水泥混凝土路面全厚式移动破碎就地冷再生技术,系利用移动破碎专用设备,就地将旧水泥混凝土路面板全厚度破碎成具有一定级配的再生集料(或者通过添加适量的新集料后使再生集料的合成级配满足公路水泥稳定碎石基层的级配要求),然后添加再生剂、活性剂(根据需要填加,改善再生结构层的性能)、水后,通过再生机就地拌和成水泥稳定碎石混合料,经初压、整形、终压、养生,一次性形成30~40厘米厚的再生水泥稳定碎石基层,即将刚性的水泥路面就地直接改造成了半刚性的水稳基层。

二、水泥混凝土路面全厚式移动破碎就地冷再生工艺流程

水泥混凝土路面全厚式移动破碎就地冷再生工艺流程共分为破碎和再生两个环节,预破、一破、二破(前三步为破碎环节)、添加新集料(如有需要)、水泥+再生剂+活性剂撒布、再生拌和、初压、整形、终压、养生(后七步为再生环节)10大步骤组成。

(1)预破:是指利用路面破板机(俗称“啄木鸟”)或者多锤头等(根据不同路段的路侧环境灵活运用)对旧水泥混凝土路面板进行简易破碎,为后续的就地破碎设备提供附着力。农村公路等水泥路面板不厚,强度不高的情况下,可无需预破。预破在破碎作业前**开展作业,预破后的作业面,及时用压路机静压和振压各一遍,可供通勤车辆慢速通行,防止扎破轮胎。

(2)一破:是指利用全厚式移动破碎机,对经过预破的路面进行**次全厚式移动破碎,形成10厘米左右的粗破碎料。破碎机转子旋转方向与行车方向一致,避免了铣刨类设备针片状含量高、设备损耗大、综合作业效率低的缺陷。破碎厚度通过电子标尺**控制并带自动保护装置,如未破碎到底,则设备不行走。通常一个班组2~3台,日均作业4000~5000平方米。

(3)二破:是指利用全厚式移动破碎机,对经过一破后的路面进 行第二次全厚式移动破碎,通过调整二破设备的行进速度、转子转速、刀头数量和粗细等进行组合,最终使得二破后的集料满足水稳基层级配要求。二破设备与一破设备性质类似,只是转子、刀头、设备功率、转速等存在差异,转子方向与一破相反,刀头略小。通常一个班组1 台,日均作业4000~5000平方米。二破设备通过反击破+搓揉作用,可剥离粗集料表面的水泥砂浆,尽量保持原级配不变。

(4)添加新集料:添加新料的数量和级配,综合考虑设计厚度、级配范围,通过筛分和计算得到。对于单一粒径的集料可以采用堆方方法,通过挖机、铲车和平地机铺展,多档集料必须逐档单独添加,避免堆放和铺展过程中产生离析。添加新集料后的路面必须用压路机进行初步压实。

(5)水泥+再生剂+活性剂撒布:是指采用粉料撒布车,将水泥+再生剂+活性剂等**撒布至破碎后(或者添加新集料后的)路面,粉料撒布车通过电脑控制,以确保撒布的**性和均匀性。水性再生剂和活性剂也可参入水中进行掺配。水泥、再生剂和活性剂用量通过配合比试验确定,通常每平米每厘米厚度水泥用量不超过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机,将破碎集料(含添加的新集料)、撒布的水泥、再生剂、活性剂等就地拌和成符合要求的水稳混合料。含水量通过击实试验确定,通常8~10%之间,远高于传统的新铺水稳基层含水量,通过再生机的电子阀进行含水量喷淋的**控制。再生拌和尽量选择料仓较大的再生机组,再生机行进速度控制4~6m/min,再生机转子转速不超过1800r/min,其目的确保混合料拌和的充分,从而保证混合料拌和的均匀,并防止飞散离析。

(7)初压、整形、终压:再生基层30~40cm,已超出传统的压实厚度,因此需采用较大吨位的压实设备。初压是指利用30t的羊足碾对再生拌和后的混合料进行初压,通常强震3遍。初压紧跟再生拌合机及时进行,以**限度的防止水分散失;整形是指对初压后的作业面,通过平地机整出路面的平纵横线型,通常需要设置一些控制点,同时安排专业技术人员伴随进行指挥调度;终压利用26t单钢轮+30t的胶轮组合进行,通常单钢轮碾压4遍(套轮1/2~1/3),胶轮搓揉2~3遍(套轮1/2~1/3)。工程实践表明,该碾压工艺能实现较好的压实效果。

(8)养生:再生基层的养生与新铺水泥稳定碎石基层类似,不再赘述。工程实践表明:就地冷再生基层往往在3~4d龄期即具备较高强度,可满足通车条件。

三、水泥混凝土路面全厚式移动破碎就地冷再生工艺技术的比较优势

该项新工艺技术将刚性的水泥路面就地直接改造成了半刚性的水稳基层,避免了传统的水泥路面碎石化后加铺新水稳基层或者ATB柔性基层等技术方案带来的一系列弊端。具有如下显著的比较优势:

(1)低碳环保节更能:与传统的场破场拌再生只利用旧路面的粗集料不同,该技术旧水泥路面材料100%完全利用,而且再生后直接作为沥青路面最重要的承重结构层——基层,而不是传统的用作底基层,即无需在加铺新的水稳类机构层,而是可以直接加铺沥青面层,完全 符合国家绿色、低碳新发展理念,也符合交通运输部路面废旧材料必须100%循环利用的要求。

(2)路面标高抬升小:相较于传统的碎石化加铺方案,该技术路面标高抬升幅度下降约2/3(跟板厚有关),大大降低了因标高抬升幅度过大而导致的路面有效宽度不足、水沟深度加大、护栏难以设置、平交道口难以接顺、施工工期较长,易造成公路管养部门与沿线居民的矛盾等一系列问题。

(3)消除隐患更彻底:旧水泥混凝土路面板破碎彻底,而且所有过程均可视化,彻底消除了传统碎石化“隐蔽工程”性质的弊端,彻底消除了碎石化不彻底、难以有效检验其效果、工后产生反射裂缝等诸多弊端、碎石化结构层本身不具有长寿命性能,为下一轮大修埋下严重隐患等缺陷。水泥混凝土路面再生成水稳基层后,下一轮大修时可对水稳基层再次进行再生循环利用,可大大降低路面全寿命周期的养护成本,具有显著的社会经济效益。

(4)施工作业影响:施工作业振动小、噪音小、扬尘少,对沿线房屋建筑、桥涵构造物、板下基层等损害几乎没有,对沿线学校、村镇居民的正常生产生活影响较小。更主要的是,可完全满足半幅施工半幅双向间断通行的要求。

(5)节省造价有优势:与同厚度新铺水稳基层相比较,节省造价15%~20%(跟碎石等地材价格有关);跟碎石化加铺ATB柔性基层技术方案相比较,大修补助标准高30元/平方米。

(6)施工作业效率高:日台班3000~4000平方米, 相较于碎石化加铺技术方案缩短工期约1/4~1/3。

(7)质量效果非常优:大量的工程时间表明,采用该项新工艺技术路面取芯效果非常好,通常7天无侧限抗压强度不低于5MPa,代表弯沉值不超过20(0.01mm),压实度、平整度、平纵横等指标满足规范或者设计文件要求,基层开裂情况远低于传统的普通新铺水稳基层。

四、水泥混凝土路面全厚式移动破碎就地冷再生工艺技术的推广应用

(1)2023年,交通部运输批复湖南省“国省干线公路养护科学决策与技术应用交通强国建设试点任务”,其中,水泥路面再生利用为公路养护低碳长效耐久技术推广应用试点任务之一。

(2)自2019年以来,湖南省开展了水泥混凝土路面移动破碎就地冷再生技术的应用研究,获批2022年湖南省交通厅科技进步与创新计划项目“旧水泥混凝土路面全厚度移动破碎就地冷再生利用成套技术研究”。在该项目研究中,结合工程实践中的情况反馈,不断改进设备和工艺,使该技术日臻完善。省公路事务中心和各地市州组织各类施工现场观摩与交流学习培训活动20余场次,反响热烈。湖北、安徽、广西、四川、江西等地公路管养部门也组织相关人员赴湖南进行交流学习。

(3)2022年,全省7个地市州采用该项新工艺技术,累计实施96.5km水泥路面大修(含路面改善工程),实施面积达99.5万平方米。2023年,全省13个地市州采用该项新工艺技术,累计实施170km水泥路面大修(含路面改善工程),实施面积达150万平方米,该项新工艺技术已经成为湖南省普通国省干线公路大修和农养干线公路路面改善工程的**方案,受到全省基层管养部门的普遍认可。


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点击次数:112  更新时间:2024-03-14