水泥混凝土路面再生利用关键技术研究

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1、水泥混凝土路面再生利用关键技术研究报告简本1引言水泥混凝土路面具有强度高、刚度大、扩散荷载能力强和稳定性好的特点，与沥青混凝土相比，其施工简单、取材方便，性能价格比好，因此上世纪在我国的部分高等级公路、干线公路，尤其是地方道路得到了广泛的推广应用。截至2006年底，全国公路通车里程已达到348万公里，其中高速公路已达到45,000公里，有铺装路面99.65万公里，其中水泥混凝土路面64.64万公里，占64.87%，沥青路面35.01万公里，占35.13%。其中，20世纪80年代和90年代初修筑的水泥混凝土路面，由于设计、材料、施工技术

2、、施工管理和质量控制等原因，投入使用3～5年后就出现了大量的早期破坏，且随着使用年限的增加，有些路面病害相当严重，已经达到了不得不进行大中修的程度。水泥混凝土路面虽然具有上述优点，但其一旦破损，很难修复。如何对旧水泥路面进行经济、快速、彻底有效地改造已日益成为公路部门必须面对和必须解决的技术问题。为此，交通部在西部交通建设科技项目中安排了“水泥混凝土路面再生利用关键技术研究”课题。该课题由交通部公路科学研究院、广西壮族自治区公路管理局、哈尔滨工业大学承担，重庆交通大学、湖北省公路管理局、广东省公路管理局等单位合作。经过课题组全体成员3

3、年多的共同努力，按期完成了此项科研任务。本课题深入研究了18水泥混凝土路面改造及再生利用关键技术，通过对各种改造技术的调查研究与技术创新，从旧水泥路面检测技术、施工工艺、材料再生利用、结构设计等方面开展研究，并提出了水泥混凝土路面改造的相关技术。2主要研究内容本课题分五个子题进行研究，主要研究内容如下：子题一：水泥混凝土路面快速检测与评价技术研究在交通荷载和自然环境的综合作用下，水泥混凝土路面会出现各种损坏现象，使用性能随之衰减。当路面使用性能下降到最低可接受水平时，就必须采取有针对性的养护措施恢复其使用性能，否则，它将影响汽车的行驶

4、速度、安全性、舒适性及道路的运输费用。因此，对水泥混凝土路面进行试验、调查，并在此基础上对其工作性能进行客观评价，是水泥混凝土路面养护决策的重要依据。技术难点在于水泥混凝土路面板安定性检测，主要是如何判定水泥混凝土路面板脱空状况。子题二：水泥混凝土路面破碎工艺研究目前国内外采用的破碎工艺包括：多锤头碎石化工艺、板式打裂压稳工艺、共振式破碎工艺、冲击压实工艺、小型机械破碎压稳工艺、工厂式破碎集料再生工艺、开路王破碎工艺等，通过对各种改造工艺的技术性、经济性综合评价，优选出五种适合我国的破碎技术，并对其进行关键技术研究，确定各种破碎工艺的

5、适用范围、施工工艺流程以及质量控制、检验标准，编写水泥混凝土路面破碎施工工艺指南。子题三：水泥混凝土再生利用混合料配合比设计研究18主要是从再生骨料性能、振动成型方法、力学性能和路用性能等四方面对水泥稳定全部再生骨料基层进行研究；从再生骨料性能、振动成型方法、力学性能等三个方面对水泥添加碎石再生骨料基层进行研究；对采用再生集料的贫混凝土、乳化沥青稳定再生料的基本力学性能也进行了初步研究。子题四：水泥路面改造的路面结构及修筑工艺的研究根据加铺层的类型，旧水泥路面改造有两种设计：在水泥路面（PCC）上的沥青混凝土（HMA）加铺层、在水泥路

6、面（PCC）上的水泥混凝土（PCC）加铺层，俗称“白＋黑”和“白＋白”路面结构设计。主要研究加铺路面典型结构组合设计、路面厚度计算。根据试验路观测与使用性能检测，给出水泥混凝土路面再生利用的推荐结构。结合水泥混凝土板破碎工艺，研究了再生利用的现场铺筑技术包括：乳化沥青灌入再生料技术和再生料贫混凝土铺筑技术子题五：水泥混凝土路面再生利用经济性、环境性评价研究综合考虑修建费用、日常养护费用、用户费用以及贴现率等关键影响因素，对水泥混凝土路面处治后加铺沥青路面与再生后加铺沥青路面的两种方案做出使用性能变化分析与寿命费用分析，从而得出一个分析

7、期内的总体效益评价。主要研究施工期的环境噪声以及振动对沿线设施的影响的监测与评价、资源再利用的社会效益等。研究总框架图如下：182-1研究总框架图183主要研究成果本课题深入研究了旧水泥混凝土路面改造及再生利用技术的关键技术环节，通过对各改造技术的调查研究与技术创新，从旧水泥路面检测技术、破碎施工工艺、材料再生利用、路面结构设计等方面提出了适合我国旧水泥路面改造及材料再生利用的成套技术。3.1水泥混凝土路面快速检测与评价技术1）课题通过对国内外相关资料的调查，在总结水泥路板底脱空的检测技术和判定评价方法基础上，针对水泥路面板的三部位的

8、脱空方式，建立了判断旧水泥路面板底脱空的有限元分析模型，得到了与实测弯沉盆曲线具有一致性的理论弯沉盆曲线，为板底脱空判断指标的提出，奠定了理论分析基础。2）根据理论计算和实测数据的分析，研究提出的多指标判断集概念，补充了