代理供應水泥路麵破碎機

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本文介紹水泥路麵改造與再生利用中的混凝土麵板破碎技術，以及舊混凝土再生骨料的應用研究，包括再生集料用於無機結合料穩定基層、再生集料混凝土等的試驗研究，結果表明再生集料完全可取達到新集料的效果，而且具有特殊的強度增長規律。

    關鍵詞： 舊水泥路麵 破碎技術 再生利用 纖維瀝青混凝土

    目前我國已建成的公路中水泥混凝土路麵約19萬km，在已建成的高速公路路麵中，水泥混凝土路麵約7436km。隨著我國部分早期修建的水泥混凝土路麵和部分近期修建的但已出現不同程度的早期損壞的水泥混凝土路麵，已達到需要翻修的程度，如何翻修的問題已日益成為公路部門必須麵對和必須解決的技術問題。雖然我國有些省份在采用瀝青加鋪層技術改造水泥混凝土路麵方麵進行了許多有益的嚐試和艱苦的技術探索，但不可否認的是水泥混凝土路麵的反射裂縫問題一直是影響加鋪層使用壽命與使用性能的根本的原因。

    1．水泥混凝土路麵快速檢測評價技術

    水泥混凝土路麵快速檢測技術包括：水泥混凝土路麵板安定性檢測、路麵破損狀況檢測、結構承載力檢測、行駛質量檢測、抗滑能力檢測、交通狀況檢測等；研究建立水泥混凝土路麵狀況快速檢測評價體係和相關的評價模型，建立水泥混凝土路麵狀況的判別標準。其中的技術難點在於水泥混凝土路麵板安定性檢測，主要是如何判定水泥混凝土路麵板脫空狀況。

    判斷水泥混凝土路麵板底脫空的技術一直是世界性的難題。國內外取得了許多的研究成果，如采用貝克曼梁或FWD、路麵雷達等探測水泥路麵板底脫空程度等。

    （1）路麵雷達GPR的脫空診斷技術

    GPR測速可以達到80km/h以上，可用於路麵與機場道麵結構層厚度檢測；脫空識別；地下異物識別，如鋼筋，燃氣管道，排水管道等；含水量、壓實度評價等。如圖1所示，其原理是通過對雷達反射信號的接收、處理與分析，可以找出路麵脫空的可疑位置、程度、範圍等。由於反射信號受各種噪聲的影響較大，應重點研究判別的準確性。為此，采用FWD驗證、人工開挖驗證是必須的，有助於建立反射波形與實際脫空狀況的對應關係，豐富和積累GPR的使用經驗。

圖-1 GPR檢測路麵

 

    （2）FWD的脫空診斷技術

    對GPR發現的可疑脫空點，采用FWD脫空診斷技術，如圖－2所示。采用AASHTO方法，檢測板邊同一點的三個荷載水平下的彎沉，並進行線性回歸，若回歸的直線經過坐標原點，則認為無脫空，否則認為有脫空。

圖2 測量裂縫與接縫板邊彎沉差的落錘式彎沉儀位移傳感器布置

    2．水泥混凝土路麵改造與破碎工藝

    重慶交通學院和交通部公路科學研究所等單位研究認為，當混凝土路麵斷板率低於10%時，可采取打裂壓穩技術直接加鋪瀝青混凝土罩麵，對於斷板率介於10～15%的水泥路麵，在打裂壓穩之後鋪設防反射裂縫材料後加鋪瀝青混凝土罩麵層；而對於斷板率超過15%且有明顯結構性破壞的水泥路麵（或相鄰板的位移(沉降差)大於4mm【美國AI的標準為3mm】就需要將板打碎處理），要求在對路基及基層有問題處進行局部處理後，將混凝土麵板進行破碎壓實作為基層，再加鋪瀝青混凝土罩麵。

圖3 MHB（Multiple Head Breaker）破碎工藝

    國內外現有的破碎工藝主要包括RoadMiner開路王係列破碎工藝、MHB型多頭重錘破碎工藝RMI共振型破碎工藝、衝擊壓穩工藝、門板式震裂壓穩工藝、衝擊鎬鑿碎壓穩工藝等。我們在研究過程中，采用了MHB型多頭重錘破碎工藝（如圖-3）、門板式震裂壓穩工藝(如圖－4)、衝擊鎬鑿碎壓穩工藝等。同時，對典型路段進行使用效果評估。主要評價內容有：路麵使用性能變化規律，反射裂縫率隨時間的變化，防止反射裂縫措施的有效性等。項目研究在重慶、湖北、廣東取得了良好的效果。

圖4 門板式破碎機打裂壓穩工藝

    3．舊水泥路麵改造與再生的路麵結構設計及修築工藝

    (1) 水泥路麵板再生的路麵結構組合設計

    針對打裂壓穩鋪築瀝青混合料加鋪層的路麵結構組合，可以采取“白+黑”和“白+白”加鋪層的結構及修築工藝，包括層間結合設計與材料應用等，其中防治反射裂縫是其關鍵問題。

    對反射裂縫先後采用的防治措施有：增加瀝青加鋪層厚度、設置應力吸收薄膜夾層、加筋瀝青層及其他具有良好路用性能的瀝青混合料、設置隔離層以及處治舊路麵板(封填裂縫、破碎穩定舊路麵)等。我們對纖維瀝青混合料的試驗研究，發現纖維瀝青混合料具有良好的低溫抗裂性能和高溫抗車轍性能（如圖5），並擬在重慶城口和渝北進行現場試驗研究。通 過對瀝青混合料的級配的改善，提高了瀝青混合料的高溫抗車轍性能，獲得了抗車轍瀝青混合料。還對改性瀝青混凝土及SMA等優良瀝青加鋪層材料進行了研究。

圖5 普通瀝青SMA-16和AC-16動穩定度比較

    碎石化後瀝青罩麵厚度采用AASHTO設計方法和設計程序。要求小罩麵厚度為15cm，且為密級配結構。國內瀝青混合料加鋪層的厚度一般為12～15cm（個別用到18cm－京滬高速泰化段），根據碎石化後路麵表麵彎沉測試結果，確定是否需要加鋪基層。

    水泥混凝土罩麵層厚度可根據交通狀況，按新建路麵設計方法設計。

    (2) 乳化瀝青灌入再生料技術

    水泥混凝土路麵碎石化後，在鋪設瀝青麵層之間，可采用乳化瀝青灌入再生料技術，以增強碎石化基層與麵層的粘結、並提高路麵整體強度。該方法較為簡單，可采用乳化瀝青灑布設備進行施工，適用於采用MHB、衝擊壓穩等設備的碎石化破碎工藝。關鍵點是乳化瀝青用量、灌入深度、灑布均勻程度等技術的控製與評價。一般做法是：

    采用MHB破碎機把原水泥混凝土破碎一遍；

    采用Z型壓路機(20-25噸)將破碎後路麵振動壓實2-3遍；

    用膠輪壓路機震動壓實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噸鋼輪壓路機碾壓2遍；

    封閉交通8-12h後，攤鋪改性瀝青混合料或者鋪築水泥混凝土。

    4．水泥混凝土再生集料的應用

圖6 再生集料的生產

    對於破損率大於20％、路基與基層具有明顯病害的水泥混凝土路段，必須將路麵進行翻修重建。翻挖產生的舊混凝土可經破碎成再生集料。再生集料的生產如圖6。破碎後產生的集料可用作水泥混凝土路麵的集料、或作路麵基層或底基層的骨料。

    1）無機結合料穩定再生集料基層或底基層

    試驗研究結果見表1和圖7。從試驗結果看，兩種無機結合料穩定再生集料無側限抗壓強度高於天然集料主要有兩方麵的原因。一方麵，再生集料表麵裹附水泥漿體，經破碎後，其表麵粗糙程度要大於天然集料，因而更容易與新結合料結合；另一方麵，與天然集料相比，再生集料表麵裹附水泥漿體與新結合料的材料性質接近，兩種反應生成強度的親和力更大。

表1:各種混合料路用性能指標試驗結果

項目類型	含水量(％)	幹密度(g/cm 3 )	7d無側限抗壓強度（MPa）	28d間接抗拉強度（MPa）	28d彎拉模量（MPa）	28d幹縮係數（×10 -6 ）	抗凍係數（％）
水泥穩定再生集料	11.0	1.99	2.80	0.28	310	503.7	88.1
水泥穩定天然集料	9.5	2.10	2.37	0.25	299	742.5	86.7
二灰穩定再生集料	13	1.82	0.92	0.15	249	911.8	77.7
二灰穩定天然集料	12	1.86	0.74	0.16	224	10145.2	74.2

    兩種無機結合料穩定再生集料的間接抗拉強度與天然集料基本持平，再生集料的優勢不明顯，這是由於無機結合料穩定集料材料本身的抗拉能力較低。穩定再生集料在彎拉模量、幹縮性能和抗凍性能方麵也明顯優於穩定天然集料。

    上述研究表明，再生集料完全能滿足作貧混凝土基層和水泥和二灰穩定基層使用。

    2）再生集料水泥混凝土

    根據我們的研究表明（如表2與圖8和圖9所示），再生集料水泥混凝土能基本滿足路麵混凝土要求，並具有以下特點：

表2 強度測試結果

試件類型	水灰比	抗壓強度（MPa）			抗折強度（MPa）
		3d	7d	28d	3d	7d	28d
舊集料	0.38	39.9	45.1	41.7	4.6	5.1	5.4
新集料	0.38	38.4	42.8	49.8	4.2	5.2	6.0

圖8 再生集料與新集料混凝土抗壓強度的對比

圖9 再生集料與新集料混凝土抗折強度的對比

    a.與新料試件相比，舊料試件早期強度值高，後期強度值低，強度值不能很好達到要求（按抗壓強度為控製指標）。

    b.與新料試件相比，舊料試件早期強度增長速度快，後期強度增長速度緩慢。

    c.與新料試件相比，舊料試件強度值離散性較大，不及新料穩定。

    d.與新料相比，舊料吸水率大，用水量增大，同水灰比、同水泥用量條件下，工作性略差。

    e.對舊料試件而言，的水灰比應介於0.43～0.45間。

    f.同種集料相比，壓碎值大的試件強度偏低。總的來說，壓碎值對總體強度