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  • 水泥混凝土路面全厚式移動破碎就地冷再生技術

    水泥混凝士路面全厚式移動破碎就地冷再生技術

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    一、水泥混凝土路面全厚式移動破碎就地冷再生的定義

    ????水泥混凝土路面全厚式移動破碎就地冷再生技術,系利用移動破碎專用設備,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(或者通過添加適量的新集料后使再生集料的合成級配滿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,通過再生機就地拌和成水泥穩定碎石混合料,經初壓、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破碎就地冷再生工藝流程

    水泥混凝土路面全厚式移動破碎就地冷再生工藝流程共分為破碎和再生兩個環節,預破、一破、二破(前三步為破碎環節)、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“啄木鳥”)或者多錘頭等(根據不同路段的路側環境靈活運用)對舊水泥混凝土路面板進行簡易破碎,為后續的就地破碎設備提供附著力。農村公路等水泥路面板不厚,強度不高的情況下,可無需預破。預破在破碎作業前**開展作業,預破后的作業面,及時用壓路機靜壓和振壓各一遍,可供通勤車輛慢速通行,防止扎破輪胎。

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

    (3)二破:是指利用全厚式移動破碎機,對經過一破后的路面進 行第二次全厚式移動破碎,通過調整二破設備的行進速度、轉子轉速、刀頭數量和粗細等進行組合,最終使得二破后的集料滿足水穩基層級配要求。二破設備與一破設備性質類似,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。通常一個班組1 臺,日均作業4000~5000平方米。二破設備通過反擊破+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,通過挖機、鏟車和平地機鋪展,多檔集料必須逐檔單獨添加,避免堆放和鋪展過程中產生離析。添加新集料后的路面必須用壓路機進行初步壓實。

    (5)水泥+再生劑+活性劑撒布:是指采用粉料撒布車,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,粉料撒布車通過電腦控制,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行摻配。水泥、再生劑和活性劑用量通過配合比試驗確定,通常每平米每厘米厚度水泥用量不超過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。含水量通過擊實試驗確定,通常8~10%之間,遠高于傳統的新鋪水穩基層含水量,通過再生機的電子閥進行含水量噴淋的**控制。再生拌和盡量選擇料倉較大的再生機組,再生機行進速度控制4~6m/min,再生機轉子轉速不超過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,已超出傳統的壓實厚度,因此需采用較大噸位的壓實設備。初壓是指利用30t的羊足碾對再生拌和后的混合料進行初壓,通常強震3遍。初壓緊跟再生拌合機及時進行,以**限度的防止水分散失;整形是指對初壓后的作業面,通過平地機整出路面的平縱橫線型,通常需要設置一些控制點,同時安排專業技術人員伴隨進行指揮調度;終壓利用26t單鋼輪+30t的膠輪組合進行,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)。工程實踐表明,該碾壓工藝能實現較好的壓實效果。

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

    三、水泥混凝土路面全厚式移動破碎就地冷再生工藝技術的比較優勢

    該項新工藝技術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柔性基層等技術方案帶來的一系列弊端。具有如下顯著的比較優勢:

    (1)低碳環保節更能:與傳統的場破場拌再生只利用舊路面的粗集料不同,該技術舊水泥路面材料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,即無需在加鋪新的水穩類機構層,而是可以直接加鋪瀝青面層,完全 符合國家綠色、低碳新發展理念,也符合交通運輸部路面廢舊材料必須100%循環利用的要求。

    (2)路面標高抬升?。合噍^于傳統的碎石化加鋪方案,該技術路面標高抬升幅度下降約2/3(跟板厚有關),大大降低了因標高抬升幅度過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,易造成公路管養部門與沿線居民的矛盾等一系列問題。

    (3)消除隱患更徹底:舊水泥混凝土路面板破碎徹底,而且所有過程均可視化,徹底消除了傳統碎石化“隱蔽工程”性質的弊端,徹底消除了碎石化不徹底、難以有效檢驗其效果、工后產生反射裂縫等諸多弊端、碎石化結構層本身不具有長壽命性能,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,下一輪大修時可對水穩基層再次進行再生循環利用,可大大降低路面全壽命周期的養護成本,具有顯著的社會經濟效益。

    (4)施工作業影響:施工作業振動小、噪音小、揚塵少,對沿線房屋建筑、橋涵構造物、板下基層等損害幾乎沒有,對沿線學校、村鎮居民的正常生產生活影響較小。更主要的是,可完全滿足半幅施工半幅雙向間斷通行的要求。

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

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

    (7)質量效果非常優:大量的工程時間表明,采用該項新工藝技術路面取芯效果非常好,通常7天無側限抗壓強度不低于5MPa,代表彎沉值不超過20(0.01mm),壓實度、平整度、平縱橫等指標滿足規范或者設計文件要求,基層開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破碎就地冷再生工藝技術的推廣應用

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

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

    (3)2022年,全省7個地市州采用該項新工藝技術,累計實施96.5km水泥路面大修(含路面改善工程),實施面積達99.5萬平方米。2023年,全省13個地市州采用該項新工藝技術,累計實施170km水泥路面大修(含路面改善工程),實施面積達150萬平方米,該項新工藝技術已經成為湖南省普通國省干線公路大修和農養干線公路路面改善工程的**方案,受到全省基層管養部門的普遍認可。


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