水泥混凝士路面全厚式移動(dòng)破碎就地冷再生技術(shù)
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一、水泥混凝土路面全厚式移動(dòng)破碎就地冷再生的定義
????水泥混凝土路面全厚式移動(dòng)破碎就地冷再生技術(shù)，系利用移動(dòng)破碎專用設(shè)備，就地將舊水泥混凝土路面板全厚度破碎成具有一定級(jí)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(jí)配滿足公路水泥穩(wěn)定碎石基層的級(jí)配要求），然后添加再生劑、活性劑（根據(jù)需要填加，改善再生結(jié)構(gòu)層的性能）、水后，通過再生機(jī)就地拌和成水泥穩(wěn)定碎石混合料，經(jīng)初壓、整形、終壓、養(yǎng)生，一次性形成30~40厘米厚的再生水泥穩(wěn)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(wěn)基層。
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二、水泥混凝土路面全厚式移動(dòng)破碎就地冷再生工藝流程
水泥混凝土路面全厚式移動(dòng)破碎就地冷再生工藝流程共分為破碎和再生兩個(gè)環(huán)節(jié)，預(yù)破、一破、二破（前三步為破碎環(huán)節(jié)）、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(yǎng)生（后七步為再生環(huán)節(jié)）10大步驟組成。
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(1)預(yù)破：是指利用路面破板機(jī)（俗稱“啄木鳥”）或者多錘頭等（根據(jù)不同路段的路側(cè)環(huán)境靈活運(yùn)用）對(duì)舊水泥混凝土路面板進(jìn)行簡易破碎，為后續(xù)的就地破碎設(shè)備提供附著力。農(nóng)村公路等水泥路面板不厚，強(qiáng)度不高的情況下，可無需預(yù)破。預(yù)破在破碎作業(yè)前一天開展作業(yè)，預(yù)破后的作業(yè)面，及時(shí)用壓路機(jī)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(dòng)破碎機(jī)，對(duì)經(jīng)過預(yù)破的路面進(jìn)行第一次全厚式移動(dòng)破碎，形成10厘米左右的粗破碎料。破碎機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向與行車方向一致，避免了銑刨類設(shè)備針片狀含量高、設(shè)備損耗大、綜合作業(yè)效率低的缺陷。破碎厚度通過電子標(biāo)尺精確控制并帶自動(dòng)保護(hù)裝置，如未破碎到底，則設(shè)備不行走。通常一個(gè)班組2~3臺(tái)，日均作業(yè)4000～5000平方米。
(3)二破：是指利用全厚式移動(dòng)破碎機(jī)，對(duì)經(jīng)過一破后的路面進(jìn) 行第二次全厚式移動(dòng)破碎，通過調(diào)整二破設(shè)備的行進(jìn)速度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、刀頭數(shù)量和粗細(xì)等進(jìn)行組合，最終使得二破后的集料滿足水穩(wěn)基層級(jí)配要求。二破設(shè)備與一破設(shè)備性質(zhì)類似，只是轉(zhuǎn)子、刀頭、設(shè)備功率、轉(zhuǎn)速等存在差異，轉(zhuǎn)子方向與一破相反，刀頭略小。通常一個(gè)班組1 臺(tái)，日均作業(yè)4000～5000平方米。二破設(shè)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(jí)配不變。
(4)添加新集料：添加新料的數(shù)量和級(jí)配，綜合考慮設(shè)計(jì)厚度、級(jí)配范圍，通過篩分和計(jì)算得到。對(duì)于單一粒徑的集料可以采用堆方方法，通過挖機(jī)、鏟車和平地機(jī)鋪展，多檔集料必須逐檔單獨(dú)添加，避免堆放和鋪展過程中產(chǎn)生離析。添加新集料后的路面必須用壓路機(jī)進(jìn)行初步壓實(shí)。
(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+活性劑等精確撒布至破碎后（或者添加新集料后的）路面，粉料撒布車通過電腦控制，以確保撒布的精確性和均勻性。水性再生劑和活性劑也可參入水中進(jìn)行摻配。水泥、再生劑和活性劑用量通過配合比試驗(yàn)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(jī)，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(wěn)混合料。含水量通過擊實(shí)試驗(yàn)確定，通常8～10%之間，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的新鋪水穩(wěn)基層含水量，通過再生機(jī)的電子閥進(jìn)行含水量噴淋的精確控制。再生拌和盡量選擇料倉較大的再生機(jī)組，再生機(jī)行進(jìn)速度控制4～6m/min，再生機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不超過1800r/min，其目的確保混合料拌和的充分，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(tǒng)的壓實(shí)厚度，因此需采用較大噸位的壓實(shí)設(shè)備。初壓是指利用30t的羊足碾對(duì)再生拌和后的混合料進(jìn)行初壓，通常強(qiáng)震3遍。初壓緊跟再生拌合機(jī)及時(shí)進(jìn)行，以最大限度的防止水分散失；整形是指對(duì)初壓后的作業(yè)面，通過平地機(jī)整出路面的平縱橫線型，通常需要設(shè)置一些控制點(diǎn)，同時(shí)安排專業(yè)技術(shù)人員伴隨進(jìn)行指揮調(diào)度；終壓利用26t單鋼輪+30t的膠輪組合進(jìn)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(shí)踐表明，該碾壓工藝能實(shí)現(xiàn)較好的壓實(shí)效果。
(8)養(yǎng)生：再生基層的養(yǎng)生與新鋪水泥穩(wěn)定碎石基層類似，不再贅述。工程實(shí)踐表明：就地冷再生基層往往在3~4d齡期即具備較高強(qiáng)度，可滿足通車條件。
三、水泥混凝土路面全厚式移動(dòng)破碎就地冷再生工藝技術(shù)的比較優(yōu)勢
該項(xiàng)新工藝技術(shù)將剛性的水泥路面就地直接改造成了半剛性的水穩(wěn)基層，避免了傳統(tǒng)的水泥路面碎石化后加鋪新水穩(wěn)基層或者ATB柔性基層等技術(shù)方案帶來的一系列弊端。具有如下顯著的比較優(yōu)勢：
(1)低碳環(huán)保節(jié)更能：與傳統(tǒng)的場破場拌再生只利用舊路面的粗集料不同，該技術(shù)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(jié)構(gòu)層——基層，而不是傳統(tǒng)的用作底基層，即無需在加鋪新的水穩(wěn)類機(jī)構(gòu)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(fā)展理念，也符合交通運(yùn)輸部路面廢舊材料必須100%循環(huán)利用的要求。
(2)路面標(biāo)高抬升小：相較于傳統(tǒng)的碎石化加鋪方案，該技術(shù)路面標(biāo)高抬升幅度下降約2/3（跟板厚有關(guān)）,大大降低了因標(biāo)高抬升幅度過大而導(dǎo)致的路面有效寬度不足、水溝深度加大、護(hù)欄難以設(shè)置、平交道口難以接順、施工工期較長，易造成公路管養(yǎng)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(tǒng)碎石化“隱蔽工程”性質(zhì)的弊端，徹底消除了碎石化不徹底、難以有效檢驗(yàn)其效果、工后產(chǎn)生反射裂縫等諸多弊端、碎石化結(jié)構(gòu)層本身不具有長壽命性能，為下一輪大修埋下嚴(yán)重隱患等缺陷。水泥混凝土路面再生成水穩(wěn)基層后，下一輪大修時(shí)可對(duì)水穩(wěn)基層再次進(jìn)行再生循環(huán)利用，可大大降低路面全壽命周期的養(yǎng)護(hù)成本，具有顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
(4)施工作業(yè)影響：施工作業(yè)振動(dòng)小、噪音小、揚(yáng)塵少，對(duì)沿線房屋建筑、橋涵構(gòu)造物、板下基層等損害幾乎沒有，對(duì)沿線學(xué)校、村鎮(zhèn)居民的正常生產(chǎn)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(jié)省造價(jià)有優(yōu)勢：與同厚度新鋪水穩(wěn)基層相比較，節(jié)省造價(jià)15%～20%（跟碎石等地材價(jià)格有關(guān)）；跟碎石化加鋪ATB柔性基層技術(shù)方案相比較，大修補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)高30元/平方米。
(6)施工作業(yè)效率高：日臺(tái)班3000～4000平方米， 相較于碎石化加鋪技術(shù)方案縮短工期約1/4～1/3。
(7)質(zhì)量效果非常優(yōu)：大量的工程時(shí)間表明，采用該項(xiàng)新工藝技術(shù)路面取芯效果非常好，通常7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不低于5MPa，代表彎沉值不超過20（0.01mm），壓實(shí)度、平整度、平縱橫等指標(biāo)滿足規(guī)范或者設(shè)計(jì)文件要求，基層開裂情況遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的普通新鋪水穩(wěn)基層。
四、水泥混凝土路面全厚式移動(dòng)破碎就地冷再生工藝技術(shù)的推廣應(yīng)用
(1)2023年，交通部運(yùn)輸批復(fù)湖南省“國省干線公路養(yǎng)護(hù)科學(xué)決策與技術(shù)應(yīng)用交通強(qiáng)國建設(shè)試點(diǎn)任務(wù)”，其中，水泥路面再生利用為公路養(yǎng)護(hù)低碳長效耐久技術(shù)推廣應(yīng)用試點(diǎn)任務(wù)之一。
(2)自2019年以來，湖南省開展了水泥混凝土路面移動(dòng)破碎就地冷再生技術(shù)的應(yīng)用研究，獲批2022年湖南省交通廳科技進(jìn)步與創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目“舊水泥混凝土路面全厚度移動(dòng)破碎就地冷再生利用成套技術(shù)研究”。在該項(xiàng)目研究中，結(jié)合工程實(shí)踐中的情況反饋，不斷改進(jìn)設(shè)備和工藝，使該技術(shù)日臻完善。省公路事務(wù)中心和各地市州組織各類施工現(xiàn)場觀摩與交流學(xué)習(xí)培訓(xùn)活動(dòng)20余場次，反響熱烈。湖北、安徽、廣西、四川、江西等地公路管養(yǎng)部門也組織相關(guān)人員赴湖南進(jìn)行交流學(xué)習(xí)。
(3)2022年，全省7個(gè)地市州采用該項(xiàng)新工藝技術(shù)，累計(jì)實(shí)施96.5km水泥路面大修（含路面改善工程），實(shí)施面積達(dá)99.5萬平方米。2023年，全省13個(gè)地市州采用該項(xiàng)新工藝技術(shù)，累計(jì)實(shí)施170km水泥路面大修（含路面改善工程），實(shí)施面積達(dá)150萬平方米，該項(xiàng)新工藝技術(shù)已經(jīng)成為湖南省普通國省干線公路大修和農(nóng)養(yǎng)干線公路路面改善工程的首選方案，受到全省基層管養(yǎng)部門的普遍認(rèn)可。