城市道路水泥混凝土路面改造技术.pptx

0、引、引言言一、水泥混凝土路面快速检测评价一、水泥混凝土路面快速检测评价二、旧混凝土路面改造与破碎技术二、旧混凝土路面改造与破碎技术三、旧水泥路面改造与再生的路面结构设计三、旧水泥路面改造与再生的路面结构设计四、软基地区路面改造加宽与桥头处理新技术四、软基地区路面改造加宽与桥头处理新技术五、结语五、结语主要内容主要内容 根根据据20042004年年底底的的统统计计资资料料，全全国国等等级级公公路路里里程程151.58151.58万万公公里里，全全国国有有铺铺装装路路面面公公路路里里程程44.16844.168万万公公里里。其其中中水水泥泥混混凝凝土土路路面面25.712525.7125公公里，占整个铺装路面的里，占整个铺装路面的58.2%58.2%。早早期期修修建建的的水水泥泥混混凝凝土土路路面面大大多多已已经经接接近近使使用用年年限，需要翻修；由于各种原因大多数路段需要改造和补强。限，需要翻修；由于各种原因大多数路段需要改造和补强。部部分分近近期期修修建建的的水水泥泥混混凝凝土土路路面面，由由于于超超限限运运输输、设设计计、施施工工及及保保养养等等诸诸多多原原因因，出出现现了了不不同同程程度度的的早早期期损损坏。坏。0引引言言水泥砼路面典型病害水泥砼路面典型病害纵向开裂图图断板脱空唧泥图图图图-7-7剥蚀错台 坑槽、松散坑槽、松散沥青加铺层路面典型破坏沥青加铺层路面典型破坏沥青加铺层路面典型破坏沥青加铺层路面典型破坏 车辙车辙 沥青路面典型破坏沥青路面典型破坏 疲劳、龟裂疲劳、龟裂一、水泥混凝土路面一、水泥混凝土路面快速检测评价快速检测评价 水泥混凝土路面快速检测技术包括：水泥混凝土路面快速检测技术包括：水泥混凝土路面板安定性检测（脱空状水泥混凝土路面板安定性检测（脱空状况）、路面破损状况检测、结构承载力况）、路面破损状况检测、结构承载力检测、行驶质量检测、抗滑能力检测、检测、行驶质量检测、抗滑能力检测、交通状况检测等。交通状况检测等。路面综合检测车检测路面综合检测车检测 :破损状况、结构承载力、行驶质量、抗滑能力破损状况、结构承载力、行驶质量、抗滑能力 判断水泥混凝土路面板脱空的技术一判断水泥混凝土路面板脱空的技术一直受到全世界关注。国内外取得了许多的直受到全世界关注。国内外取得了许多的研究成果，如采用路面雷达、贝克曼梁或研究成果，如采用路面雷达、贝克曼梁或FWDFWD等探测水泥路面板底脱空程度等。等探测水泥路面板底脱空程度等。（1 1）路面雷达）路面雷达GPRGPR的脱空诊断技术的脱空诊断技术 GPRGPR检测路面检测路面（2 2）FWDFWD的脱空诊断技术的脱空诊断技术 FWDFWD测量裂缝与接缝板边弯沉差测量裂缝与接缝板边弯沉差 二、旧水泥混凝土路二、旧水泥混凝土路面改造与破碎技术面改造与破碎技术1.改造原则与方法改造原则与方法改造原则：改造原则：当混凝土路面断板率低于当混凝土路面断板率低于10%10%时，可采取打裂时，可采取打裂压稳技术直接加铺沥青混凝土罩面或经过局部压稳技术直接加铺沥青混凝土罩面或经过局部修补后铺设防反射裂缝材料后加铺沥青混凝土修补后铺设防反射裂缝材料后加铺沥青混凝土罩面层；罩面层；对于断板率介于对于断板率介于101015%15%的水泥路面，在打裂的水泥路面，在打裂压稳之后铺设防反射裂缝材料后加铺沥青混凝压稳之后铺设防反射裂缝材料后加铺沥青混凝土罩面层；土罩面层；对于断板率超过对于断板率超过15%15%且有明显结构性破且有明显结构性破坏的水泥路面（或相邻板的沉降差大坏的水泥路面（或相邻板的沉降差大于于4mm4mm【美国美国AIAI的标准为的标准为3mm3mm】就需要就需要将板打碎处理），要求在对路基及基将板打碎处理），要求在对路基及基层有问题处进行局部处理后，将混凝层有问题处进行局部处理后，将混凝土面板进行破碎压实作为基层，再加土面板进行破碎压实作为基层，再加铺沥青混凝土罩面。铺沥青混凝土罩面。改造方法改造方法 水泥混凝土路面改造维修技术难度大、设水泥混凝土路面改造维修技术难度大、设备依赖性强、国内以前研究不多。备依赖性强、国内以前研究不多。反射裂缝是一大问题！反射裂缝是一大问题！2.常规水泥混凝土破碎方法常规水泥混凝土破碎方法方方 法法优优 点点缺缺 点点人工凿除人工凿除破碎后板块规则，有利于破碎后板块规则，有利于利用利用速度太慢不适用于大规模速度太慢不适用于大规模破碎工程破碎工程长臂挖掘机长臂挖掘机较适合长距离大面积工程，较适合长距离大面积工程，其速度快，可缩短工期，其速度快，可缩短工期，造价低造价低破碎后混凝土板块体积较破碎后混凝土板块体积较大，再利用时需重新加工大，再利用时需重新加工撞击式破碎机撞击式破碎机容易控制板块的破碎形状，容易控制板块的破碎形状，易分离出钢筋易分离出钢筋可能会把碎块压入松软的可能会把碎块压入松软的基层中基层中拍打锤拍打锤下落撞击穿透力达下落撞击穿透力达25cm25cm，是其它设备所达不到的是其它设备所达不到的破碎出的路面块较大，容破碎出的路面块较大，容易导致相邻板块的损伤易导致相邻板块的损伤人工凿除人工凿除长臂挖掘机长臂挖掘机水对基层（路基）及临近板下基层的软化水对基层（路基）及临近板下基层的软化修完又坏的恶性循环修完又坏的恶性循环3.旧水泥路面现场碎石化新技术 旧混凝土路面板碎石化后，进行简单处理就旧混凝土路面板碎石化后，进行简单处理就可以作为新路面结构的基层或底基层，必须采用可以作为新路面结构的基层或底基层，必须采用有如下能力的破碎施工机械：有如下能力的破碎施工机械：使旧水泥混凝土板块破碎后在平面上强度使旧水泥混凝土板块破碎后在平面上强度分布均匀；分布均匀；旧水泥混凝土路面破碎后具有一定的强度；旧水泥混凝土路面破碎后具有一定的强度；破碎后，旧水泥混凝土路面病害可以消除；破碎后，旧水泥混凝土路面病害可以消除；破碎后的粒径合理，不会产生应力集中，破碎后的粒径合理，不会产生应力集中，出现发射裂缝而影响加铺层。出现发射裂缝而影响加铺层。改性沥青重庆渝黔高速公路上的应用 目前，用于旧水泥混凝土路面目前，用于旧水泥混凝土路面破碎并符合上述要求的机械设备主破碎并符合上述要求的机械设备主要有：要有：多锤头破碎机（多锤头破碎机（MHBMHB）门板式打裂压稳技术（门板式打裂压稳技术（CSCS）冲击压稳技术（冲击压稳技术（ICIC）共振破碎共振破碎(RMI)(RMI)冲击镐凿碎压稳工艺冲击镐凿碎压稳工艺 (1)(1)多锤头破碎机（多锤头破碎机（MHBMHB：Multiple Head Multiple Head BreakerBreaker）MHB MHB即为多锤头自动力破碎机。设备后部平即为多锤头自动力破碎机。设备后部平均配备两排成对锤头，这样在设备全宽范围内均配备两排成对锤头，这样在设备全宽范围内进行连续破碎，锤头的提升高度可独立调节，进行连续破碎，锤头的提升高度可独立调节，MHBMHB具备一次破碎具备一次破碎3.963.96m m车道的能力，破碎机装车道的能力，破碎机装备帷幕防止碎屑飞溅。破碎后的水泥路面粒径备帷幕防止碎屑飞溅。破碎后的水泥路面粒径形成嵌挤结构，强度比一般粒料基层高得多。形成嵌挤结构，强度比一般粒料基层高得多。该技术是目前解决水泥混凝土路面反射裂缝最该技术是目前解决水泥混凝土路面反射裂缝最彻底的方法之一，同时具有施工速度快、节省彻底的方法之一，同时具有施工速度快、节省资金的特点及重要的环境保护意义。资金的特点及重要的环境保护意义。适用范围适用范围a.a.水水泥泥路路面面接接缝缝缺缺陷陷：错错台台、翻翻浆浆和和角角隅隅破破坏坏率率等等达达 到总接缝长度的到总接缝长度的20%20%；b.b.板板块块出出现现开开裂裂或或下下沉沉，需需要要修修补补的的面面积积达达到到路路面面总总 面积的面积的15-20%15-20%；c.c.每公里平整度随机检测双向各每公里平整度随机检测双向各100m100m，平均值大于，平均值大于 1.2mm1.2mm的；的；d.d.水泥混凝土路面基层与面层总厚度超过水泥混凝土路面基层与面层总厚度超过33cm33cm的。的。MHB碎石化工艺流程其它工序试验MHB冲击强度对水泥路面板进行冲击震裂Z形压路机压稳调整MHB冲击强度是否冲击深度满足厚度要求？满足稳定性要求？是否标记管线、构造物位置施工质量控制施工质量控制 碎石化要把 75%的混凝土路面破碎成颗粒(肉眼观测)表面最大尺寸不超过7.5cm，中间不超过22.5cm，底部不超过37.5cm。若破碎后的块径超过最大尺寸，应该用其他合适的方法进行再破碎或清除，然后用密级配的破碎粒料替换并压实。破碎时最好是从混凝土路面的高处向低处破碎，以避免摊铺沥青混凝土后影响排水。相邻车道搭接宽度至少是15cm。破碎后在压实前发现的5cm的凹地应用密级配碎石粒料回填并压实。破碎后路面实行交通管制，不得放行交通,以防止车轮推挤,破坏碎石化效果。(2)共振破碎共振破碎(RMI)适用条件与多锤头破碎相同。共振碎石化所要做的三个主要工作：共振碎石化所要做的三个主要工作：1、共振破碎就是一种将水泥混凝土路面破碎成小碎粒的工艺；2、碎粒的大小从上面部分的呈沙粒大小到下面部分的最大为23cm；3、钢筋应与破碎路面的所有碎粒分离，破碎的碎粒应呈一定角度相互啮合。共振碎石化技术破碎混凝土的特征共振碎石化技术破碎混凝土的特征1)破坏路面的完整性破坏路面的完整性碎石化后，旧水泥混凝土路面的结构完整性必须大大降低以碎石化后，旧水泥混凝土路面的结构完整性必须大大降低以防止出现反射裂纹，路面必须破碎透而且混凝土和加强钢筋的防止出现反射裂纹，路面必须破碎透而且混凝土和加强钢筋的结合必须彻底破坏，所有这一切都不能破坏混凝土板下的基础。结合必须彻底破坏，所有这一切都不能破坏混凝土板下的基础。假如混凝土破碎后能保持最大的模量和最大分散表面负荷的假如混凝土破碎后能保持最大的模量和最大分散表面负荷的能力，那么，当路面的完整性被破坏后，繁重的交通负荷就不能力，那么，当路面的完整性被破坏后，繁重的交通负荷就不会引起路面反射，造成沥青罩面出现裂纹。要获得最大模量，会引起路面反射，造成沥青罩面出现裂纹。要获得最大模量，要求混凝土沿其剪切面破裂，即成要求混凝土沿其剪切面破裂，即成45450 0角。共振碎石化恰能满足角。共振碎石化恰能满足此要求，如图。此要求，如图。2)破碎颗粒相互啮合或破碎颗粒相互啮合或“锯齿锯齿”拼图式的拼图式的破碎形状破碎形状 破碎混凝土要达到的目的是使破碎的路面不破碎混凝土要达到的目的是使破碎的路面不会扩散，破碎路面不会毁坏或侵入路基，破坏的会扩散，破碎路面不会毁坏或侵入路基，破坏的路面要做到碎粒体积不太大，而且相互位置也不路面要做到碎粒体积不太大，而且相互位置也不发生变化，较大的碎粒会造成硬点，受负荷不会发生变化，较大的碎粒会造成硬点，受负荷不会弯曲，时间一长，就会倾斜，使表面产生反射裂弯曲，时间一长，就会倾斜，使表面产生反射裂纹。破碎的形状必须成纹。破碎的形状必须成“锯齿锯齿”拼图状，所有的拼图状，所有的碎粒处于相互啮合，未被打乱的状态见图。这样碎粒处于相互啮合，未被打乱的状态见图。这样可使交通负荷向更大的范围分散；碎粒共同可使交通负荷向更大的范围分散；碎粒共同“工工作或弯曲作或弯曲”，将负荷分散到更大的范围见图。，将负荷分散到更大的范围见图。这只有采用低幅（这只有采用低幅（1.27cm1.27cm)高频高频1/21/2 的共振冲的共振冲击锤才能做到。击锤才能做到。3）路基完整性）路基完整性 低幅、高频共振破碎的混凝土产生的穿透裂纹消低幅、高频共振破碎的混凝土产生的穿透裂纹消除了路面的运动并防止出现反射裂纹。由于裂纹相互除了路面的运动并防止出现反射裂纹。由于裂纹相互间保持间保持“锯齿锯齿”状，每个碎粒将部分负荷分散给下一状，每个碎粒将部分负荷分散给下一个碎粒。将负荷分散到路基上。个碎粒。将负荷分散到路基上。4)4)破碎颗粒粒径大小一致破碎颗粒粒径大小一致 破碎的碎粒大小一致破碎的碎粒大小一致是十分重要的，可使路面共同弯曲，将所承载的负荷是十分重要的，可使路面共同弯曲，将所承载的负荷均匀地分散到路基上。均匀地分散到路基上。共振碎石化工艺的优势共振碎石化工艺的优势 1)1)共振碎石化施工比完全重建更经济共振碎石化施工比完全重建更经济 对在美国阿肯色州的一个项目做了一个对比分析。对在美国阿肯色州的一个项目做了一个对比分析。全部重修比碎石化大全部重修比碎石化大3.43.4倍。在美国其它州，重建和倍。在美国其它州，重建和碎石化的费用比是碎石化的费用比是3.3:13.3:1到到4:14:1。2)2)共振碎石化施工对交通干扰小共振碎石化施工对交通干扰小 共振碎石化施工工期只为重建的五分之一共振碎石化施工工期只为重建的五分之一，而且，而且对公众的打扰小得多。共振碎石机每天可破碎混凝土对公众的打扰小得多。共振碎石机每天可破碎混凝土50005000到到85008500m m2 2。不适合共振碎石化的区域不适合共振碎石化的区域 虽然共振碎石化有以上诸多优势，很少遇到不虽然共振碎石化有以上诸多优势，很少遇到不适合的地方，但是如果混凝土路面基础材料损坏严重，适合的地方，但是如果混凝土路面基础材料损坏严重，不能承受破碎路面的负荷的地区，不适合使用共振碎不能承受破碎路面的负荷的地区，不适合使用共振碎石化。这种情况主要是在较低的地方，积水较多的区石化。这种情况主要是在较低的地方，积水较多的区域，地下水位较高路基积水的路面，以及路基含有较域，地下水位较高路基积水的路面，以及路基含有较湿的黏土和混入泥沙的黏土的地区。湿的黏土和混入泥沙的黏土的地区。另外，如果在路面上有另外，如果在路面上有5cm5cm或以上的车辙时，就或以上的车辙时，就表明这些路段不适合进行碎石化或必须清除或重建。表明这些路段不适合进行碎石化或必须清除或重建。共振碎石化工艺流程共振碎石化工艺流程 其它工序试验RMI冲击强度（幅度和频率）对水泥路面板进行共振破碎光轮振动压路机静压23遍调整RMI冲击强度是否冲击深度满足厚度要求？标记管线、构造物位置水灌车洒水1遍光轮振动压路机静压振动碾压1遍(3)(3)打裂压稳技术（打裂压稳技术（CSCS：Crack and SeatCrack and Seat）打裂打裂(碎碎)打裂压稳技术适用范围打裂压稳技术适用范围水水泥泥路路面面接接缝缝缺缺陷陷：错错台台、翻翻浆浆和和角角隅隅破破坏坏率率等等达达到总接缝长度的到总接缝长度的10%10%；板板块块出出现现开开裂裂或或下下沉沉，需需要要修修补补的的面面积积小小于于路路面面总总面积的面积的15%15%；每每公公里里平平整整度度随随机机检检测测双双向向各各100m,100m,平平均均值值大大于于1.2mm1.2mm的；的；水泥混凝土路面基层与面层总厚度超过水泥混凝土路面基层与面层总厚度超过35cm35cm的。的。压稳压稳打裂后的路面打裂后的路面CS打裂压稳工艺流程打裂压稳工艺流程胶轮压路机碾压对水泥路面板进行冲击震裂满足75%的开裂要求？是否标记管线、构造物位置其它工序满足单遍碾压沉降量5mm要求？是否打裂尺寸的检验打裂尺寸的检验由由于于裂裂缝缝极极为为细细小小，因因而而在在路路面面干干燥燥的的情情况况下下，识识别别路路面面开开裂裂较较为为困困难难。因因此此，打打裂裂前前需需在在前前方方路路面面一一定定范范围围内内均均匀匀洒洒水水到到可可见见自自由由水水的的程程度度，然然后后打打裂裂施施工工。在在打打裂裂时时，应应可可以以看看到到开开裂裂痕痕迹迹并并伴伴有有气气泡泡。在在路路面面自自由由水水消消失失后后，应应可可见见清清晰晰的的裂裂缝缝痕痕迹迹，并并由由此此鉴别开裂的程度是否满足要求。鉴别开裂的程度是否满足要求。如如需需要要也也可可进进行行路路面面取取芯芯以以确确定定开开裂裂的的程程度度和和深深度度，由由于于路路面面开开裂裂未未必必沿沿竖竖直直方方向向，因因此此取取样样位位置置宜宜选选择择在在锤锤头头冲冲击击痕痕迹迹的的端端部部，或或开开裂裂交交叉叉点点。试试验验段段内内取取样密度不小于两个。样密度不小于两个。压稳程序压稳程序 在在打打裂裂满满足足要要求求后后，应应确确定定压压稳稳程程序序，一一般般压压稳稳遍遍数数为为3-53-5遍遍。控控制制标标准准为为：在在按按确确定定程程序序施施工工的的试试验验路路段段，每每2525米米取取一一点点，并并且且总总数数不不小小于于5 5个个点点。承承包包商商在在打打裂裂完完成成后后对对这这五五个个点点进进行行水水准准测测量量，并并在在每每压压稳稳1 1遍遍时时测测量量每每个个点点的的沉沉降降量量变变化化，如如果果这这五五个个点点的的每每次次压压稳稳后后最最大大沉沉降降变变化化量量小小于于5mm,5mm,则则认认为为压压稳稳施施工工达达到到要要求求。任任何何情情况况下下压压稳稳次次数数不不得得小小于于2 2遍遍。压实速度不应超过压实速度不应超过4.8km/h4.8km/h。(3)冲击压稳技术冲击压稳技术（IC：ImpactCompaction）适用条件与打裂压稳相同。水泥混凝土路面在沥青罩面前对其进行打裂处理（从路面贯穿到水泥板底的微裂），以防止反射裂缝出现。破碎施工的速度高于传统破碎方法的7080倍。施工工艺流程 其它工序对水泥路面板进行冲击震裂满足稳定性要求？是否标记管线、构造物位置施工注意事项：施工注意事项：冲击顺序与速度冲击顺序与速度 由于混凝土面板在水平方向所受约束愈小，破碎效由于混凝土面板在水平方向所受约束愈小，破碎效果愈好，因此施工中应从路肩果愈好，因此施工中应从路肩行车道行车道超车道依次超车道依次冲击压实，每冲击压实一遍按以上顺序进行下遍冲击冲击压实，每冲击压实一遍按以上顺序进行下遍冲击压实。压实。考虑前考虑前5 5遍冲击压实主要是对混凝土板块破碎，选遍冲击压实主要是对混凝土板块破碎，选择择7 79km/h9km/h速度可产生最佳破碎效果。速度可产生最佳破碎效果。5 5遍后考虑沉降遍后考虑沉降与破碎双重效果拟选择与破碎双重效果拟选择9 912km/h12km/h速度为宜。速度为宜。必须严格控制在标示的作业区内施工，根必须严格控制在标示的作业区内施工，根据不同情况合理选择套压或单道压实，不得据不同情况合理选择套压或单道压实，不得有错压、漏压。在冲击压实过程中应派人观有错压、漏压。在冲击压实过程中应派人观察沿线构造物，防止出现异常破坏现象。冲察沿线构造物，防止出现异常破坏现象。冲击压实过程中如下雨应立即停止作业并做好击压实过程中如下雨应立即停止作业并做好作业区遮盖工作，防止雨水渗入路床等。冲作业区遮盖工作，防止雨水渗入路床等。冲击压实结束后后续施工应立即跟上，并加铺击压实结束后后续施工应立即跟上，并加铺基层，谨防雨水渗入。基层，谨防雨水渗入。冲击压实施工质量控制冲击压实施工质量控制 a a破碎状态检测与控制破碎状态检测与控制 首先应对未冲击压实前路面损坏情况进行现场实测首先应对未冲击压实前路面损坏情况进行现场实测和记录，以后每冲击压实和记录，以后每冲击压实5 5遍检测一次。最终破碎的网遍检测一次。最终破碎的网状碎块应控制在状碎块应控制在40cm40cm以内。该碎块并非一般意义的明显以内。该碎块并非一般意义的明显碎块，而是裂缝（纹）贯穿与块之间并形成集料嵌锁的碎块，而是裂缝（纹）贯穿与块之间并形成集料嵌锁的结构从而保全原路面所具有的大部分结构强度。结构从而保全原路面所具有的大部分结构强度。b b沉降量检测与控制沉降量检测与控制 先应按沉降量检测布点位置对原路面高程检测先应按沉降量检测布点位置对原路面高程检测一次，以后每冲击压实一次，以后每冲击压实5 5遍检测一次沉降量。在实际遍检测一次沉降量。在实际操作中最终以两次检测沉降量差值小于操作中最终以两次检测沉降量差值小于5mm5mm为收敛指为收敛指标，控制冲击压实遍数。标，控制冲击压实遍数。c c破碎状况控制破碎状况控制 在沉降达到设计要求后应对板的破碎状况进行在沉降达到设计要求后应对板的破碎状况进行检查，若达不到要求，可以继续冲击压实，每检查，若达不到要求，可以继续冲击压实，每2 2遍检遍检测一次破碎状况，直到满足要求为止。测一次破碎状况，直到满足要求为止。(5)开路王破碎机开路王破碎机（Roadminer）铣刨翻修铣刨翻修Road Road MinerMiner铣铣刨刨破破碎碎法法，该该方方法法针针对对水水泥泥混混凝凝土土路路面面破破损损率率在在20%20%以以上上，需需要要改改造造基基层层状状况，加铺沥青混凝土面层。况，加铺沥青混凝土面层。使使用用Road Road minerminer开开路路王王可可以以替替代代破破碎碎锤锤，进进行行大大面面积积水水泥泥混混凝凝土土路路面面破破碎碎、清清除除水水泥泥路路面面与与跑跑道道，效效率率是是破破碎碎锤锤的的几几十十倍倍，并并且且施施工工断断面面平平顺顺、整整齐齐，更更便便于于接接续续施施工工。同同时时，开开路路王王还还适适用用于于桥桥梁梁引引道道水泥混凝土路面的破碎。水泥混凝土路面的破碎。最大铣刨宽度最大铣刨宽度4.1m4.1m、深度、深度1.5m.1.5m.旧水泥混凝土板再生集料开路王破碎机械满足级配要求否？剔除钢筋是继续否破碎完毕？否是调整破碎齿距结束集料运输车钢筋运输车开路王（开路王（road minerroad miner）破碎工艺流程）破碎工艺流程 旧水泥路面板破碎技术综合评定旧水泥路面板破碎技术综合评定施施工工速速度度工工程程成成本本材材料料再再生生利利用用率率旧旧路路病病害害处处理理程程度度工工程程适适应应能能力力综合综合评定评定MHB多锤头多锤头破破碎碎技技术术CS门板打裂门板打裂压压稳稳技技术术IC冲击压实冲击压实技技术术RMI共振碎共振碎石化技术石化技术集料再生集料再生破碎技术破碎技术开路王铣刨开路王铣刨破破碎碎技技术术 注：表中图标意义为：注：表中图标意义为：三、三、旧水泥路面改造与旧水泥路面改造与 再生的路面结构设计再生的路面结构设计3.1 3.1 水泥路面板再生的路面结构水泥路面板再生的路面结构组合设计组合设计 打打裂裂压压稳稳或或碎碎石石化化后后的的路路面面结结构构组组合合，可可以以采采取取“白白+黑黑”和和“白白+白白”加加铺铺层层的的结结构构及及修修筑筑工工艺艺，包包括括层层间间结结合合设设计计与与材材料料应应用用等等，其其中中防防治治反反射射裂裂缝缝是其关键问题。是其关键问题。防治反射裂缝的技术措施防治反射裂缝的技术措施防治反射裂缝的技术措施防治反射裂缝的技术措施 根据反射裂缝的机理，主要应从结构和材料两方面进行考虑。主要措施有：增加沥青加铺层厚度、设置应力吸收薄膜夹层、加筋沥青层及其他具有良好路用性能的沥青混合料、设置隔离层以及处治旧路面板(封填裂缝、破碎稳定旧路面)等。1.1.沥青加铺层沥青加铺层 材料中适当增加沥青用量，减小混合材料中适当增加沥青用量，减小混合料空隙率，可延缓裂缝的扩展。采用应料空隙率，可延缓裂缝的扩展。采用应力吸收薄膜夹层，可用力吸收薄膜夹层，可用APPAPP改性沥青防水改性沥青防水卷材、专用土工布（卷材、专用土工布（如：如：T010/140T010/140型道型道路专用土工布，能耐路专用土工布，能耐220220高温高温）、铺设）、铺设玻璃纤维格栅等加强沥青混合料的抵抗玻璃纤维格栅等加强沥青混合料的抵抗差动位移（剪切强度）的能力。差动位移（剪切强度）的能力。结构组合设计案例工程案例工程案例罩面厚度罩面厚度 碎碎石石化化后后的的沥沥青青罩罩面面厚厚度度采采用用AASHTOAASHTO设设计计方方法法和和设设计计程程序序。要要求求最最小小罩罩面面厚厚度度为为15cm15cm，且且最最好好为为密密级级配配结结构构。国国内内沥青混合料加铺层的厚度一般为1215cm（个别用到18cm京京沪沪高高速速泰泰化化段段），根据碎石化后路面表面弯沉测试结果，确定是否需要加铺补强基层。碎石化后的碎石化后的水泥混凝土罩面层厚度可根据交通状况，按新建路面设计方法设计。乳化沥青灌入再生料技术乳化沥青灌入再生料技术 水泥混凝土路面碎石化后，在铺设沥青面层之间，可采用乳化沥青灌入再生料技术，乳化沥青灌入再生料技术，以增强碎石化基层与面层的粘结、并提高路以增强碎石化基层与面层的粘结、并提高路面整体强度。面整体强度。洒灌入改性乳化沥青,其用量为2.5-3.5 kg/m2；洒乳化沥青作防水粘接层,其用量为1.0kg/m2。提高沥青混凝土加铺层抗渗性能的措施提高沥青混凝土加铺层抗渗性能的措施 要保证路面结构的水稳定性和耐久性，预要保证路面结构的水稳定性和耐久性，预防水破坏是至关重要的。防水破坏是至关重要的。除在沥青加铺层底部铺设防水层外，加铺除在沥青加铺层底部铺设防水层外，加铺层本身的抗渗性能也是一个重要指标。尤其是层本身的抗渗性能也是一个重要指标。尤其是粘附性有利于提高抗渗性。采用改性沥青、掺粘附性有利于提高抗渗性。采用改性沥青、掺加抗剥落剂、在矿粉中掺加一定量的无机填料，加抗剥落剂、在矿粉中掺加一定量的无机填料，对抵抗剥离以提高沥青混合料水稳性都有明显对抵抗剥离以提高沥青混合料水稳性都有明显效果。效果。此外，要选择适当的级配范围，提高沥青此外，要选择适当的级配范围，提高沥青用量及提高用量及提高4.754.759.5mm9.5mm规格集料的用量相应地规格集料的用量相应地都可以提高混合料的抗渗性能。都可以提高混合料的抗渗性能。控制空隙率在控制空隙率在4 4左右。左右。日本日本沥青路面要纲沥青路面要纲规定：规定：“抗剥落剂抗剥落剂是以防止沥青混合料产生剥落破坏为主要目的而是以防止沥青混合料产生剥落破坏为主要目的而添加的外加剂。一般采用添加的外加剂。一般采用消石灰消石灰，也可以使用以，也可以使用以油脂为主要成份的胺类、酰胺类、第四铵盐类等油脂为主要成份的胺类、酰胺类、第四铵盐类等阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂”。同时介绍。同时介绍石灰粉及水泥的石灰粉及水泥的剂量为沥青混合料总量的剂量为沥青混合料总量的1%1%3%3%，抗剥落剂的用抗剥落剂的用量为沥青量的量为沥青量的0.3%0.3%以上，并希望使用针入度小到以上，并希望使用针入度小到40406060的沥青，在配合比设计尽量采用水密性好的沥青，在配合比设计尽量采用水密性好的混合料，沥青用量采用上限，水稳定性的检验的混合料，沥青用量采用上限，水稳定性的检验采用浸水车辙试验等等。采用浸水车辙试验等等。在美国，在美国，作为抗剥离措施，也是以掺加作为抗剥离措施，也是以掺加消石消石灰粉和水泥灰粉和水泥作为最基本的方法。美国作为最基本的方法。美国FHWAFHWA出版了出版了一本沥青混合料水稳定性的专著，对各种抗剥离一本沥青混合料水稳定性的专著，对各种抗剥离措施进行了详细的比较，其中效果最好、最稳定措施进行了详细的比较，其中效果最好、最稳定的是掺加的是掺加消石灰粉消石灰粉。对许多抗剥落的评价结果认。对许多抗剥落的评价结果认为在长期性能方面尚有疑问。为在长期性能方面尚有疑问。我国我国公路沥青路面施工技术规范公路沥青路面施工技术规范规定：规定：“当用当用于于高速公路、一级公路的石料为酸性石料时，宜使用针入高速公路、一级公路的石料为酸性石料时，宜使用针入度较小的沥青，并采用了下列抗剥离措施，使沥青与矿度较小的沥青，并采用了下列抗剥离措施，使沥青与矿料的粘附性符合本规范附录料的粘附性符合本规范附录C C表表C.8C.8”。常采用：。常采用：（1 1）用干燥的磨细消石灰粉或生石灰粉、水泥作为填）用干燥的磨细消石灰粉或生石灰粉、水泥作为填料的一部分，其用量宜为矿料总量的料的一部分，其用量宜为矿料总量的1%-2%1%-2%。（2 2）在沥青中掺加抗剥落剂；）在沥青中掺加抗剥落剂；（3 3）将粗集料用石灰浆处理后使用。）将粗集料用石灰浆处理后使用。因此，我们在遇到酸性石料时，应该首先因此，我们在遇到酸性石料时，应该首先考虑采用掺加消石灰粉或水泥的措施，不要动考虑采用掺加消石灰粉或水泥的措施，不要动不动就采用掺加抗剥落剂的办法。不动就采用掺加抗剥落剂的办法。纤维对沥青加铺层的抗车辙与抗纤维对沥青加铺层的抗车辙与抗水损害能力的影响水损害能力的影响 不同纤维对普通沥青不同纤维对普通沥青SMA-16SMA-16和和AC-16AC-16动稳定度的影响动稳定度的影响纤维沥青混混凝土AC-16残留稳定度MS0比较 典型的SMA路面2.2.水泥混凝土加铺层水泥混凝土加铺层 砂浆种类砂浆种类纤维掺量（纤维掺量（kg/mkg/m3 3）开裂指数开裂指数比比 值值提高值（提高值（%）普通水泥砂浆普通水泥砂浆0 0456545651.001.00聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维0 05 5194019400.420.425858聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维0 08 8166016600.360.366464聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维1 10 0125012500.270.277373混凝土种类混凝土种类纤维掺量纤维掺量（kg/mkg/m3 3）抗冻性能（抗冻性能（5050次冻融循环）次冻融循环）强度损失率强度损失率%比比 值值普通混凝土普通混凝土0 03.73.71.001.00聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维0.50.50.20.20.0540.054聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维1.01.00.40.40.1080.108聚丙烯纤维聚丙烯纤维0.90.90.60.60.1620.162纤维混凝土抗冻性能纤维混凝土抗冻性能纤维混凝土抗疲劳性能纤维混凝土抗疲劳性能3.23.2水泥混凝土再生集料的应用水泥混凝土再生集料的应用 一方面，废弃混凝土未经处理，直接外运露天堆一方面，废弃混凝土未经处理，直接外运露天堆放或填埋，耗用大量的征用土地费、废料清运费等建放或填埋，耗用大量的征用土地费、废料清运费等建设费用；同时，清运和堆放过程中的遗散和粉尘、灰设费用；同时，清运和堆放过程中的遗散和粉尘、灰砂飞扬等问题又对环境造成二次污染，严重破坏了生砂飞扬等问题又对环境造成二次污染，严重破坏了生态环境。态环境。另一方面，新路面结构层施工中，砂石骨料用量另一方面，新路面结构层施工中，砂石骨料用量巨大，因而开采天然资源造成资源枯竭和环境破坏。巨大，因而开采天然资源造成资源枯竭和环境破坏。集料场再生技术包括：集料场再生技术包括：路面清除：破碎和清除破损路面,并集中运往中心料厂进行加工处理。集料加工：破碎处理、剔除钢筋、筛分,生产再生集料。集料加工通常在施工现 场附近设置的机动破碎厂进行。再生集料破碎工艺再生集料破碎工艺俄罗斯的破碎工艺德国破碎工艺中国破碎工艺废弃混凝土带有板式给料机的受料斗格栅废料转子破碎机振动给料机磁铁分离器金属钢筋传送带木材分离台塑料双筛网筛分机双筛网筛分机05mm骨料传送带5 10mm骨料10 20mm骨料10 40mm骨料转子破碎机大于40mm骨料540mm骨料俄国工艺流程图筛分机颚式主破碎机45150mm骨料铁件收料台金属钢筋颚式主破碎机料斗废弃混凝土32150mm骨料初筛分机032mm骨料筛分机3245mm骨料4590mm骨料1645mm骨料016mm骨料筛分机4 16mm骨料0 4mm骨料德国工艺流程图混凝土块体破碎预处理（锤击、切割、分拣）磁性分选消除废铁料杂物分选一级破碎处理（颚式破碎机）一级筛分（5mm筛分机）040mm块体5mm以下粉碎料初加工再生粗骨料（540mm）可直接用于一般C15、C20混凝土填充型加热装置（约300热风式）二级破碎处理（内置竖轴式偏心转筒式碾碎机或水平卧轴式球磨碾碎机）二级筛分（5mm筛分机）三级筛分（0.15mm）高品质0.15 5mm再生细骨0.15mm以下微细粉料消除废木料、塑料等杂物高品质520mm再生骨料可用于C25、C30混凝土李惠强等设计再生骨料生产工艺冲洗40mm以上骨料二次筛分（筛分机）去除泥浆540mm再生骨料05mm碎砂磁性分选（磁铁分离器）分离台去除碎木块、塑料等轻质杂物去除铁屑杂物初级破碎处理（颚式破碎机）手工法筛分除去大块钢筋、木料等杂质初次筛分（筛分机）含有杂质的废弃混凝土块粒径小于5mm的颗粒肖建庄等设计再生骨料生产工艺2.旧水泥路面混凝土再生集料的应用旧水泥路面混凝土再生集料的应用 1)1)作基层用集料作基层用集料通过破碎旧水泥混凝土面板生产再生集料，用作路通过破碎旧水泥混凝土面板生产再生集料，用作路面基层集料显然是一种既安全（相对于配置高标号混凝面基层集料显然是一种既安全（相对于配置高标号混凝土），又经济环保的做法。土），又经济环保的做法。水泥稳定集料的配合比为：水泥：再生集料或天然水泥稳定集料的配合比为：水泥：再生集料或天然集料为集料为5:95 5:95；二灰稳定集料的配合比为：石灰：粉煤灰：；二灰稳定集料的配合比为：石灰：粉煤灰：再生集料或天然集料为再生集料或天然集料为6:14:806:14:80。两种集料的级配范围取规范要求的级配范围的中值。两种集料的级配范围取规范要求的级配范围的中值。各种混合料路用性能指标试验结果各种混合料路用性能指标试验结果项目项目类型类型最佳最佳含水含水量量()最大干最大干密度密度(g/cm3)7d7d无侧无侧限抗压限抗压强度强度（MPaMPa）28d28d间接间接抗拉强度抗拉强度（MPaMPa）28d28d弯弯拉模量拉模量（MPMPa a）28d28d干干缩系数缩系数（1010-6 6）抗冻系抗冻系数（）数（）水泥稳水泥稳定再生定再生集料集料11.011.01.991.992.802.800.280.28310310503.7503.788.188.1水泥稳水泥稳定天然定天然集料集料9.59.52.102.102.372.370.250.25299299742.5742.586.786.7二灰稳二灰稳定再生定再生集料集料13131.821.820.920.920.150.15249249911.8911.877.777.7二灰稳二灰稳定天然定天然集料集料12121.861.860.740.740.160.1622422410145.10145.2 274.274.2 研究表明：再生集料完全能满足作贫混凝土和水泥稳定基层和以及二灰稳定基层使用。2 2）再生集料水泥混凝土）再生集料水泥混凝土 通过试验研究认为：通过试验研究认为：a.a.与新料试件相比，旧料试件早期强度值高，后期与新料试件相比，旧料试件早期强度值高，后期强度值低，强度值不能很好达到要求（按抗压强度为控强度值低，强度值不能很好达到要求（按抗压强度为控制指标）。制指标）。b.b.与与新新料料试试件件相相比比，旧旧料料试试件件早早期期强强度度增增长长速速度度快快，后期强度增长速度缓慢。后期强度增长速度缓慢。c.c.与与新新料料试试件件相相比比，旧旧料料试试件件强强度度值值离离散散性性较较大大，不不及新料稳定。及新料稳定。d.d.与与新新料料相相比比，旧旧料料吸吸水水率率大大，用用水水量量增增大大，同同水水灰灰比、同水泥用量条件下，工作性略差。比、同水泥用量条件下，工作性略差。e.e.对对旧旧料料试试件件而而言言，最最佳佳的的水水灰灰比比应应介介于于0.430.430.450.45。f.f.同种集料相比，压碎值大的试件强度偏低。总的同种集料相比，压碎值大的试件强度偏低。总的来说，压碎值对总体强度影响不大。来说，压碎值对总体强度影响不大。四、软基地区路面改造加宽与桥头四、软基地区路面改造加宽与桥头处理新技术处理新技术 从土工材料室内测试结果分析可知，各种土工材料的性能排序为：钢塑土工格栅优于塑料土工格栅，塑料土工格栅优于土工布。格栅碎石桩复合地基 桩承复合地基 桥头沉降处理桥头沉降处理台背用砂砾石、轻质填料或者灰土回填，用小型压实设备加强台背压实。同时可采取土工合成材料加筋的方法以减少不均匀沉降，避免路面破裂（见图）。此时可计算除土工合成材料筋材料所受最大张力、以及格栅层间距。多锤头碎石化技术录像 多锤头.MPG打裂压稳技术录像 打裂压稳.MPG冲击压裂技术录像 冲击压裂.MPG五、结语五、结语 以上只是我们的一些肤浅认识，尚不够成熟，不过为水泥路面改造与再生利用提供了思路。为了使其能在生产实际中进行推广应用，还有待大家共同努力。