廢舊水泥
混凝土路面再生利用方法依據大中修或升級改造后的新路設計目標以及原有路面狀況,廢舊水泥混凝土路面再生利用的可能方法有:
一是挖除重修,將已經嚴重病害的水泥混凝土路面挖除、運走,將基層稍事修整,在其上重新鋪筑新路面。采用這種傳統的方法,舊路的病害基本不會影響新修路面,但對挖除的路面板材料有一個運輸、丟棄或再利用的問題。
二是對舊路稍加處理,然后在其上直接加鋪瀝青混凝土罩面。這種方法最大的好處是充分利用了舊路的殘余價值,但是最大的問題是原有路面病害對加鋪層的影響,尤其是原水泥混凝土板脫空及裂縫對加鋪層的影響,如果處理不好,會很快向上反射到加鋪層。
三是將原有水泥混凝土板打碎、壓穩,將原有路面結構層作為新路的墊層或下基層,在其上鋪筑新路的路面結構層。
舊路面結構層的再利用技術無論原有的水泥混凝土路面具有怎樣的病害,其結構層以及組成結構層的材料都有其殘余的利用價值,我們公路人的責任之一就是在公路養護、維修、改建過程中盡量利用原有公路的殘余價值,使其為新路服務。
瀝青混凝土薄層直接加鋪技術當水泥混凝土路面產生病害后,對其做一些技術處理,然后直接鋪筑瀝青混凝土薄層,以迅速恢復路面的服務功能或迅速提高路面承載等級。
這種方法適用于下述路段:不允許局部封閉進行維修工程(如機場跑道、重要的咽喉性大橋等)的重要路段;交通繁忙而無法局部封閉(立交主向、繁忙的城市道路等處)的重要路段;路面技術狀況比較完好的路段。
瀝青混凝土加鋪技術的施工程序如下:首先是對老路的檢測與評價:對瀝青混凝土加鋪層的最大威脅是舊路病害對加鋪層的影響,尤其是水泥混凝土板縫可能形成的反射裂縫的影響。水泥混凝土路面上瀝青加鋪層開裂的主要原因有水泥混凝土板在外荷載作用下的垂直變形以及板體自身水平向的溫度變形。因此在做瀝青混凝土加鋪之前必須對老路進行檢測,探明老路病害,分析其對加鋪層可能的影響。
其次是對老路局部病害進行處置:填充板底脫空,減少不同位置的垂直變形差;維修路段排水設施;拆除或調換局部嚴重碎裂的板體;板縫處置以及局部找平。
最后是確定裂縫隔斷技術。目前較多采用的裂縫隔斷技術有設置瀝青+土工布隔斷層與瀝青應力吸收層兩種。兩種隔斷技術均具有裂縫與水分的隔斷作用。
加鋪層瀝青混凝土與常規瀝青混凝土最大的區別在于加鋪層底面水泥混凝土板的剛度與模量均比加鋪的瀝青混凝土大,表面又比較光滑,在外荷載作用下更容易產生車轍、推移、壅包;如果加鋪層過薄,瀝青混合料中的粗集料又存在被
壓路機壓碎的可能。
廢舊水泥混凝土路面的破碎壓穩技術對已經產生病害的水泥混凝土路面,另一種處理方法是將現有的普通硅酸鹽水泥混凝土路面敲裂,然后碾壓這些破裂的混凝土直到固定,將原剛性路面變為柔性基礎,并在其上鋪設符合當地交通需求的柔性面層。
目前,國內對舊水泥混凝土路面破碎化改造技術主要有沖擊碾壓、打裂壓穩及碎石化這三種路面破碎改造技術。
沖擊碾壓技術:該技術采用的沖擊壓路機是一種具有高沖擊能量的壓實機械。它一改傳統的拖式光輪壓路機的圓形鋼輪為三角形或正方形,當機器行走時,沖擊壓路機以每秒1.5次至2.2次的低頻率、連續周期性的高振幅撞擊力、直接沖擊破碎混凝土板面。沖擊路面產生的強烈沖擊波還可以向板下基層和土基傳播,對舊路基進行補充壓實。
打裂-壓穩技術:打裂可以在板塊中形成緊密的裂紋,從而以部分結構性的損失來換取傳荷能力的增強;另一方面,壓穩則消除板下的脫空,恢復了基層對水泥混凝土板塊的支承作用。
碎石化技術:該技術是將水泥混凝土路面的面板,通過專用設備一次性破碎為碎塊柔性結構,因破碎后其顆粒粒徑小,力學模式更趨向于級配碎石,因而將其命名為碎石化。
打裂-壓穩是把舊的水泥混凝土板打成微裂的小塊,打裂的縫寬只是很小的裂縫,因此也叫“發裂”,將舊水泥板打成發裂后,接著就壓實,鋪一層瀝青混凝土整平層,然后噴上瀝青粘接層,再加鋪土工布,最后才鋪瀝青混凝土面層。
沖擊碾壓改建工藝與打裂-壓穩工藝不同,沖擊碾壓具有沖擊能量大、影響深度深,對舊路基和基層具有補充壓實的作用等特點。因此沖擊碾壓后的舊水泥混凝土路面裂紋深度增加,板塊縮小,而且沖擊碾壓破碎后水泥混凝土路面出現豎向貫穿板厚的裂縫,相當于將水泥板破碎成多個小的水泥巖塊。
碎石化改造技術通過對水泥混凝土路面進行均勻的沖擊、破碎、壓實,在不同深度處形成不同尺寸的破碎,上部板塊破碎成粒徑更小的顆粒,而下面部分粒徑則較大,破碎后形成的裂紋不是豎向貫穿的,這樣水泥混凝土板塊碎裂后除表面局部厚度范圍(小于2c m)外,在其原位形成了裂而不碎的嵌擠效果。
在損失一部分結構強度和整體性的情況下,把水泥混凝土路面在溫度、濕度變化和荷載作用下的位移降低到瀝青混凝土面層可以允許的范圍內,從而徹底解決了反射裂縫的發生。
處置方法的選擇廢舊水泥混凝土路面養護維修及升級改建中對老路面的處置方法有很多,各有可取之處,又各有應用局限性,應根據具體情況具體分析,選擇最佳處置方法。
對于那些具有一定數量水泥混凝土路面或水泥混凝土制品,且每年都有一定數量的報廢水泥混凝土需要處理的大城市,建議選擇合適地點建立廢舊水泥混凝土處理廠,集運輸、儲存、破碎、篩分、拌和為一體,徹底解決水泥混凝土的再利用問題。對于那些對路面標高、路面重量有嚴格限制的路段,較適宜的處置方法是挖除重建。對于那些極端重要或交通繁忙不允許局部封閉,或路面技術狀況比較完好的路段,可以考慮采用瀝青混凝土薄層加鋪的方法。
破碎壓穩技術可以充分利用原路面結構層的殘余利用價值;充分消除原路面的病害,得到較為理想的攤鋪承載層,適合公路或城市遠郊道路。