水泥混凝土路面碎石化再生利用技術

【摘 要】水泥混凝土路面具有強度高、剛度大、荷載擴散能力強、穩定性好等特點，與瀝青路面相比，其施工簡單、取材方便、性價比高。因此，在我國高等級公路、干線公路，尤其是地方道路得到廣泛應用，但其致命弱點是損壞后修復困難。由于路基、路面受力體系的特殊性，傳統的修補方法或加鋪技術已不能很好的解決舊路面面臨的復雜結構問題。在路面維修處理中，往往是投入大、成效小，存在環境影響、交通干擾、工效低、經濟性差和社會影響大等嚴重問題。

【關鍵詞】水泥混凝土；瀝青；修復；復雜

一、路面破損后的影響

①路面平整度降低，影響行車舒適性；

②削弱公路整體強度，誘發其他病害；

③面板滲水，導致路基毀損，縮短公路使用壽命；

④路面坑洼不平，影響車輛操縱性和行車安全；

二、舊路面常用的處理方法

與瀝青路面相比，水泥混凝土路面的修復比較困難，常用的方法包括“路面快速修補法”、“局部挖除補強法”、“直接加鋪罩面法”和“挖除換填法”等。

（1）路面快速修補法

該方法利用快凝材料對路面破損部位進行局部快速修補，適用于局部或表面損壞的修理。主要方法包括澆筑修補法、灌縫密封法、壓漿灌注法、板下封堵法等。其特點是一次性造價低，適應臨時性養護需要。

（2）局部挖除補強法

該方法主要是針對水泥板斷裂而采用的補救措施。該方法是將破損的水泥板挖除，處理基層后，重新鋪筑水泥面板。其特點是適用于局部修理，整體效果差、壽命短。

（3）直接加鋪罩面法

該方法為路面“白”改“黑”的主要方法，它是將原有水泥路面經過局部處理作為基層，直接加鋪瀝青混凝土上面層。其特點是加鋪速度快基層強度高，整體效果好。缺點是裂縫反射快、使用壽命短。

（4）挖除換填法

該方法是將舊水泥路面破碎成塊狀后拆除丟棄，或將拆除塊破碎重新利用，制作底基層，然后重新加鋪面層。該方法改造較為徹底，但對交通干擾大、工效低、環境污染大、造價高。

三、碎石化再生利用技術的應用目的及范圍、意義

（1）目的

1、清除水泥混凝土路面；

2、分離路面中的鋼筋；

3、通過完全破壞原有板塊來更有效地消除瀝青覆蓋層中的反射裂縫，提高加鋪路面的可靠性和耐久性。

（2）應用范圍

1、普通水泥混凝土路面的改造；

2、高等級水泥混凝土路面的改造；

3、港口碼頭水泥混凝土地面的改造；

4、飛機場水泥混凝土跑道的改造；

5、廣場水泥混凝土地面的改造。

（3）意義

1、水泥混凝土碎石化再生利用技術符合節約型社會的發展需要、工程造價低。經過碎石化技術改造的舊水泥混凝土不需清除，可以直接用做新路的基層，既節約了基層的材料，又節約了資金，減少了浪費，符合國家可持續發展戰略決策；

2、符合環境保護的發展需要。經過碎石化改造的水泥混凝土不需清除，避免了大量白色垃圾的產生，避免了沿途植被的破壞，有利于保護沿途的生態平衡；

3、符合以人為本的理念與傳統的舊路改造技術相比，具有施工周期短、交通封閉時間短，把影響人們的通行減小到最底程度。

（4）DBL指數與破碎后混凝土路面與原基層強度的影響

1、基層強度損失隨斷板率的增大先減小，在斷板率為47時達到極值，隨著斷板率的進一步增大，基層強度的損失開始增大；

2、基層強度損失隨斷板率的變化十分穩定，斷板率從1變化到100，強度損失的最大值和最小值之間僅相差4%。

3、在路面狀況較好的情況下（DBL≤30），碎石化層頂面承載能力的均勻性隨斷板率的增大而變差；

4、在路面狀況較差的情況下，當30≤DBL≤59時，碎石化層頂面承載能力的均勻性隨斷板率的增大先逐步好轉；而當DBL≥59時，隨著斷板率的持續增大，碎石化層頂面承載能力的均勻性反而開始變差；

5、在路面破損狀況不是特別嚴重的情況下（DBL≤77），碎石化層頂面承載能力都具有良好的均勻性。

6、碎石化層頂面回彈彎沉隨著斷板率的增大而增大，也即原路面基層頂面強度隨斷板率的增大而減小；

7、原路面基層頂面強度隨斷板率的變化而變化的幅度不大，當斷板率從0 變化到100，碎石化層頂面的回彈彎沉僅增大了22%。

四、加鋪路面結構組合確定

舊水泥混凝土碎石化后一般采用瀝青混凝土。如果采用水泥混凝土路面，則需要將碎石化層作為底基層，然后加鋪適當的無機結合料穩定層或以瀝青為粘結劑的封層。

瀝青加鋪層可能采用如下四種方式：

1）直接加鋪上、中、下面層的瀝青混凝土；

2）加鋪瀝青穩定碎石基層（主要是開級配瀝青碎石基層），然后采用兩層面層的型式；

3）加鋪抗疲勞層后，再加鋪瀝青面層；

4）加鋪無機結合料穩定類基層，然后加鋪瀝青面層。

上述四種基本瀝青路面加鋪結構分別將碎石化層作為：基層和底基層。無論何種結構，與碎石化層相接的結構層底面的拉應力或拉應變都是關鍵的控制因素。前三種結構相對而言更充分地利用了碎石化層的強度，將其作為承重的主要結構層，承擔傳遞自面層的豎向荷載。可按下表標準選取結構組合型式：

五、總結

碎石化再生利用技術采用機械施工方法，將舊水泥混凝土路面就地破碎并再生利用。既解決了傳統舊水泥路改造中的交通干擾、環境污染、資源浪費、高成本、低效率等缺陷，又解決了水泥路面改造后容易出現反射裂縫的技術問題，施工工藝簡單、操作方便。