再生水泥混凝土在道路維修中的應(yīng)用

高 鵬

（中國城市建設(shè)研究院有限公司湖北分院， 湖北 武漢 430000）

0 引言

水泥混凝土是道路、建筑和橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施中最常用的材料。結(jié)構(gòu)已逐漸達(dá)到使用年限，以及房屋拆遷和公路工程的改造，產(chǎn)生了大量的廢棄混凝土。

混凝土廢棄物的回收利用對社會具有很好的幫助，在減少建筑材料的堆積方面具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，降低車輛運(yùn)輸成本，減少土壤資源。水泥混凝土是水泥和石子以及水按一定比例混合組成。利用廢棄混凝土生產(chǎn)再生混凝土，可以減少水泥的生產(chǎn)數(shù)量、開采石子數(shù)量和二氧化碳排放量，也保證了生態(tài)環(huán)境的平衡。

1 廢棄混凝土的再生利用的現(xiàn)狀

目前，廢棄混凝土的回收利用是各國科學(xué)家關(guān)注的焦點，再生混凝土最有價值的使用，最具成本效益的回收和最廣泛的應(yīng)用于研究。許多國內(nèi)外的科學(xué)家都有混合的比例設(shè)計，針對混凝土再生的物理機(jī)械性能和耐久性培訓(xùn)。根據(jù)高吸力、低強(qiáng)度混凝土、壽命和其他性能差的再生混凝土，提供了摻和比，混合工藝，對骨料表面的再生骨料改造等改進(jìn)的措施，并對添加劑的添加提出了改良，取得的成果不錯。再生水泥是指利用廢棄混凝土中的石灰石當(dāng)作水泥中的氫化鈣，來生產(chǎn)水泥熟料，或者水泥混合物，添加到里面[1]。

2 試驗原材料和方案

2.1 原材料

（1） 再生粗骨料：再生粗骨料的砼一級強(qiáng)度為C30，經(jīng)粉碎機(jī)磨制而成，經(jīng)破碎機(jī)破碎而成，分離的骨料不滿足連續(xù)分選要求，粗骨料要篩兩遍。

由于再生骨料吸水率大，增加了拌和設(shè)計中的附加用水量。增加新增用水量，滿足粗骨料吸水要求，拌和過程用水量減少。舉個例子，設(shè)計了4 組具有粘結(jié)比的再生混凝土抗壓強(qiáng)度7（d）、28（d）和28（d）抗折強(qiáng)度。再生混凝土凝結(jié)以后的收縮，選擇其中一種水膠比測試其凝結(jié)以后的收縮量，并逐級增加了粉煤灰的占比量，五分之一、三分之一、二分之一，內(nèi)混法降低其干燥性能和強(qiáng)度，同時測試一組沒有二次骨料的砼進(jìn)行比較。

2.2 試驗方法

混合再生粗骨料混凝土?xí)r，先混合水泥、粉煤灰和水，然后再混合再生粗骨料，最后再混合天然砂和水。天然粗骨料先拌砂、水泥，再加粗骨料拌合，最后加水，直至混凝土攪拌均勻[2]。

3 結(jié)果及分析

3.1 強(qiáng)度分析

（1）隨著水膠比重的增加，二次骨料的強(qiáng)度逐漸降低，相應(yīng)地，出現(xiàn)這種情況的時間各自為7（d）和28（d）。二次骨料強(qiáng)度的變化取決于連接的規(guī)律性程度，類似于普通混凝土，由于水膠的比重增加了自由水的重量，從而增加了孔洞，水泥和水拌合料強(qiáng)度降低。想要減少骨料再生對大量空隙和高吸收系數(shù)的影響，增加水的占比量，確保二次骨料方便，保持水膠低于二次混凝土強(qiáng)度。

（2）再生混凝土斷裂的強(qiáng)度與水膠比重成反比例關(guān)系。水膠比值增加，再生混凝土的斷裂強(qiáng)度降低，隨著水膠比值增加的速度越快，斷裂強(qiáng)度的速度下降的也越快。斷裂強(qiáng)度跟水膠比的關(guān)系類似于普通混凝土。

再生骨料對混凝土的強(qiáng)度有一定的作用，水膠比的再生混凝土都能滿足水泥基的強(qiáng)度要求，與交通重荷載等級相對應(yīng)，用作高速公路基層。可是，再生骨料混凝土的高收縮性能可能是主要誤差，牽制它在道路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用。因此，選取四組再生混凝土中一組作為高強(qiáng)度、低水泥含量加入粉煤灰的配合物，觀察其強(qiáng)度和干縮性能。

3.2 收縮性能

收縮裂縫在半剛性基層上容易在人走的道路上產(chǎn)生裂縫，增加交通危險。為了降低混凝土的收縮抗力，在部分再生混凝土中用粉煤灰代替水泥。這種方法可以幫助降低水泥用量和企業(yè)成本。比較不同粉煤灰含量的再生混凝土的收縮性能，粉煤灰含量增加，再生混凝土的收縮抗力先降低后增加。如果粉煤灰占比量為混凝土的三分之一，那么再生混凝土的收縮就是最小值。如果粉煤灰占比量為混凝土一半，再生混凝土的抗收縮性能達(dá)到最大，甚至比不摻粉煤灰的再生混凝土還要大[3]。這里面原因是：粉煤灰的粒徑很細(xì)小，如果摻量太小了，它可以填充水泥水化產(chǎn)物的縫隙，降低水泥的孔隙率和收縮性能；同時粉煤灰能產(chǎn)生火山灰反映，得到的物體能進(jìn)入水泥水化產(chǎn)物的孔隙里、提高壓實度，收縮荷載減少。如果粉煤灰用量過大，水灰比增大，即能進(jìn)行水化反應(yīng)的水泥用量減少，水化產(chǎn)物也減少，粉煤灰的火山灰效應(yīng)降低，填充效果降低，自由水過多導(dǎo)致氣孔過大，從而增加收縮。

4 水泥混凝土道路維修養(yǎng)護(hù)工作

4.1 水泥混凝土道路養(yǎng)護(hù)、維修的內(nèi)容

(1)日常養(yǎng)護(hù)內(nèi)容

水泥混凝土道路的養(yǎng)護(hù)內(nèi)容：清除路面上的多余雜物，保持路面清潔；整理路牙和路容；排除污水積水；修補(bǔ)和更換填縫料等，以防水泥混凝土道路遭到破壞。

(2)維修內(nèi)容

水泥混凝土道路維修的內(nèi)容：澆灌裂縫；更換混凝土板塊；維修表面局部破損；維修破損接縫；抬高板塊進(jìn)行板底灌漿，加固地基；增加路面摩擦力等[4]。

4.2 維修和養(yǎng)護(hù)工作的落實

根據(jù)維修和養(yǎng)護(hù)混凝土道路的做法，采取了以下措施：1）處理破損道 路。及時發(fā)現(xiàn)有問題的道路和道路狀況，對發(fā)現(xiàn)的道路問題及時維修，同時，維修和養(yǎng)護(hù)水井和雨水篦子，檢查配套設(shè)施，解決道路出現(xiàn)的問題。除此之外，當(dāng)遇到雨水多的時期，要做好污水井、雨水篦子的疏通工作，檢查井蓋是否蓋好，有沒有被雜物堵住，以便雨水及時排走，為了保證道路交通和排水的不間斷性減少問題。2）道路維修。對于需要修理的道路，用銑刨的方式進(jìn)行維修和加工。對水井和雨水篦子進(jìn)行檢查，確保道路暢通。3）道路維護(hù)。對主要干線道路的檢查，對道路中存在的問題的進(jìn)行研究，對道路銑修，人行道石板的修理和巖石的更換，修理水井和雨水篦子，對于存在問題及時有效的解決[5]。

4.3 引進(jìn)維修新技術(shù)

從目前的水泥混凝土道路的角度來看，水泥混凝土道路的發(fā)展目前正在使用新的技術(shù)，以及隨后的維護(hù)和保養(yǎng)也應(yīng)配合工作的變化，積極創(chuàng)新維修技術(shù)，說出新的觀點和想法。在實踐中，積極提倡采用預(yù)防性保護(hù)方法，防止和控制在水泥混凝土道路上出現(xiàn)隱患或可能性問題時實施預(yù)防和控制的手段，同時避免出現(xiàn)問題和產(chǎn)生額外費(fèi)用。目前，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)做法正在產(chǎn)生良好的效果，可以從中吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，為水泥混凝土道路的維修提供經(jīng)驗參考。

4.4 提高維修人員的技能

從改善水泥混凝土道路設(shè)施的維修水平的角度來看，需要增加維修的隊伍，提高其工作質(zhì)量，使其能夠有效地執(zhí)行任務(wù)，并確保正常使用道路，避免出現(xiàn)安全方面的問題。例如，水泥混凝土道路維修部門提供維修服務(wù)，服務(wù)的范圍較廣，這就需要提高維修人員的技術(shù)，也就需要對其進(jìn)行培訓(xùn)，通過對理論和實踐的培訓(xùn)，提供維修人員的整體技術(shù)能力，經(jīng)過職業(yè)培訓(xùn)，工作人員掌握了使用各種新技術(shù)的能力，有效利用這些技術(shù)，切實提高了維修操作效率，取得了良好的效果[6]。

4.5 做好技術(shù)應(yīng)用的控制

從道路運(yùn)營維護(hù)實際出發(fā)，應(yīng)考慮技術(shù)應(yīng)用的影響控制，控制具體內(nèi)容如下：1）采用霧封層技術(shù)，針對路基損壞問題，采用霧封層技術(shù)，通過設(shè)置保護(hù)層來解決問題。充分發(fā)揮瀝青材料的作用，形成霧層，達(dá)到維護(hù)道路的效果。2）現(xiàn)場熱修復(fù)技術(shù)，貫徹預(yù)防性維修理念，采用微波加熱、紅外線加熱等現(xiàn)場熱修復(fù)技術(shù)，實施道路修繕，解決道路問題，恢復(fù)道路使用。需要注意的是，利用上述技術(shù)手段做好前期調(diào)查工作，檢測道路的實際情況，制定適當(dāng)?shù)牡缆佛B(yǎng)護(hù)處理方案，嚴(yán)格控制材料質(zhì)量和技術(shù)應(yīng)用效果是保證技術(shù)應(yīng)用價值的關(guān)鍵。3）大大小小道路問題的修復(fù)技術(shù)。4）預(yù)防維護(hù)技術(shù)。在經(jīng)濟(jì)方面，預(yù)防維修措施的實施降低了重大質(zhì)量問題發(fā)生的可能性，從而降低了檢修成本，因而得到了廣泛的應(yīng)用。

5 結(jié)束語

從水泥混凝土路面施工的角度出發(fā)，使用了許多新材料和新技術(shù)，提高了施工質(zhì)量，降低了后續(xù)維修的壓力，也改變了維修的技術(shù)方法，這也為提高水泥混凝土道路維修水平，引進(jìn)新技術(shù)，提高技術(shù)使用的成熟度，實現(xiàn)維修的作用，起到十分重大的意義。