合宁高速公路水泥混凝土路面再生利用的研究.pdf

合宁高速公路水泥混凝土路面再生利用的研究 肖益民 唐凛 鲍传富 张洪 (安徽省高速公路总公司 合肥市230061) 摘要：水泥路面的再生，不仅解决了混凝土废料堆放问题，同时还节省了废料运输的费用，尤其 是在地材紧张地区，解决了石料来源的问题。本文以合宁(合肥一南京)高速公路为例，阐述了水 泥路面再生工艺在养护维修工程中的应用，并对混凝土再生工艺、再生集料的技术要求、再生砼的 配合比设计等方面进行了探讨，以供养护工程技术人员参考。 关键词：水泥混凝土路面再生工艺再生集料 配合比设计 1．概述 水泥混凝土路面是高等级公路主要路面结构形式之一。在路面使用中后期，随着累计交通量增 加、环境因素的影响，水泥路面将会出现破碎、下沉、错台、板角断裂等病害，并且随着使用年限 的递增。破损面积将逐年成上升趋势。在路面维修过程中，如果采用破碎设备将砼废料块加以破碎、 筛分，利用筛分后的优质集料(粒径5mm～40mm)重新浇注混凝土路面，这不仅解决了混凝土废 料堆放问题，同时还节省了废料运输的费用，尤其是在地材紧张地区，解决了石料来源的问题，这 不仅降低了混凝土成本，还能节省天然集料开采和加工的能源。达到节能、节资的目的．破碎混凝 土除了用于重新浇注混凝土路面外，还可将现有路面破碎成块状作为护砌材料；用粉碎的混凝土集 料作为基层处理材料；以回收的水泥混凝土路面为材料铺筑新路堤等。因此，水泥混凝土的再生利 用不仅具有经济效益，同时在环保方面具有显著的社会效益。 J|口】的技术已经成熟，本文主要针对合 由于再生混凝土废料用于护砌、基层处理、铺筑新路堤【l 宁(合肥一南京)高速公路水泥路面养护维修现状及快速修补的要求，重点探讨利用混凝土再生集 料作为新拌混凝土的集料(粒径5nh-n～40mm)来浇注混凝士路面，提出混凝土的再生程序、再生 集料相应的技术要求、混凝土配合比设计等方面的要求。充分利用再生集料，达到降低养护成本的 目的。 2．混凝土的再生程序 混凝土的再生是采用破碎设备将混凝土废料破碎、筛分，去除杂物，回收优质集料，用于重新 浇注混凝土路面。再生工序：路面破碎一抽筋一集中粉碎一筛分一杂物的清除一重新利用集料。 2．1路面破碎 混凝土路面的破碎过程，就是混凝土路面破碎板在外力作用下，克服内部分子间的内聚力，而 使之破碎成小块的过程。通常路面破碎设备有风镐、锤车、液压破碎设备等。在破碎路面之前应先 将路面杂物清除，以减少回收集料中杂质含量。破碎后的碎块为15～35cm，将回收的材料运到集 中粉碎的场地，将暴露的钢筋抽去，加工成混凝土可利用的集料。 2．2集料加工 324 道路集料的加工通常采用颚式破碎机与锤式破碎机。颚式破碎设备是通过破碎腔中的石料产生 挤压作用而将石料破碎，主要用于坚硬石料(抗压强度在tOO～250Mpa)的碎石加工㈨。锤式破碎 机是利用高速旋转的钻子上的锤头将石料击碎，用于强度较低石料(抗压强度小于70Mpa)的碎石 加工。由于路用砼抗压强度为30～45Mpa，与天然石料相比强度有所降低，因此集料再生破碎设备 采用锤式破碎机为宜，且加工出来的集料针片状较少。 2．3集料的筛分 经过加工的集料，以各种粒径不同的颗粒混合在一起。为了保证集料的路用性能，须对集料进 行筛分，以便按比例进行砼配合比设计。集料的筛分通常采用振动式筛分机械。集料经振动筛分后， 可分成O～5ⅢlII，5～10∞，20～40mm等几种规格的集料。 2．4集料杂物的清除与堆放 经破碎、筛分的砼集料不同于天然加工的集料，它的表面含有大量的粉尘及其它杂质如碎砖、 泥块、木屑等，这些有害杂质均影响砼的强度。因此，筛分后应清除杂质，并用高压水冲洗骨料表 面的粉尘。为施工方便，对应于筛分后不同级配范围的集料应分别集中堆放。 3．再生利用的集料技术要求 合宁公路原路面结构设计中，水泥砼路面厚度为24cm，设计抗压强度30Mpa，设计抗折强度 4．5Mpa，砼粗集料来源于沿线的石灰岩。破损的砼路面经再生后，集料成多棱角状，含有砂浆。因 此再生集料的力学性质与天然集料在某些方面明显不同，如吸水率、表观密度、压碎值、针片状等， 这就有必要对再生集料提出相应的技术要求。 3．1集料的物理力学性质 3．1．1集料的表观密度 集料的表观密度是材料在自然状态下单位体积(含颗粒固体及其闭口孔隙体积)物质颗粒的干 质量。集料的表观密度在配合比设计中是确定集料用量依据