淺析瀝青路面水泥穩(wěn)定冷再生基層技術(shù)
2016-05-23
我國的公路基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)轉(zhuǎn)為建設(shè)、養(yǎng)護并重高峰期，不再單純的以建設(shè)為主。對于舊路大修養(yǎng)護，傳統(tǒng)的工藝工期長、造價高，并且中斷交通，堆放需要場地、易造成環(huán)境污染、資源浪費。而舊路面的再生利用技術(shù)由于具有良好的社會效益、環(huán)保效應(yīng)和經(jīng)濟效益，已成為路面養(yǎng)護技術(shù)的一大研究方向。鑒于此，本文將對水泥穩(wěn)定冷再生基層技術(shù)進行分析研究。
1 水泥穩(wěn)定冷再生基層技術(shù)分析
1.1冷再生機的結(jié)構(gòu)及工作原理
冷再生機主要由轉(zhuǎn)子、乳化瀝青噴灑裝置、水泥稀漿噴灑裝置、破碎棒等組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
其中，舊鋪層材料的銑刨、破碎及新舊材料的充分、均勻拌和是由動力裝置通過傳動裝置帶動轉(zhuǎn)子完成；而乳化瀝青、泡沫瀝青或水泥稀漿添加劑的自動控制計量和均勻添加是由添加劑噴灑裝置完成；舊鋪層材料的破碎粒度是由粒度調(diào)節(jié)裝置用來調(diào)節(jié)的。
銑刨鼓是冷再生機的主要工作裝置，它的驅(qū)動方式有機械傳動、液壓傳動和液壓機械組合3種傳動方式，銑刨鼓上均勻布置著銑刀，銑刀是按左右螺旋線規(guī)律排列的。冷再生機的工作方式有兩種，一個是水平進給，另外一個是垂直進給。前者指當(dāng)冷再生機垂直銑削路面達(dá)到要求的深度以后，冷再生機沿著行進方向?qū)β访孢M行逆式銑削。后者是指冷再生機原地不動，提升支撐輪，銑削裝置在回轉(zhuǎn)的同時，垂直向下銑削路面。
1.2冷再生基層的工藝原理
水泥現(xiàn)場冷再生基層的工藝原理就是利用現(xiàn)有的舊路面鋪層材料，必要時加入部分新骨料，再按比例加入一定量的水泥添加劑，在自然環(huán)境下連續(xù)地完成路面材料的銑刨、破碎、拌和、攤鋪及壓實成型，使之成為具有所需性能質(zhì)量的新路面結(jié)構(gòu)層。主要包括四道工序：首先是準(zhǔn)備舊路面的再生材料包括破碎和翻松舊路；其次是加入添加劑和水并加以拌合；第三是成型和壓實；最后是在再生的路面上加鋪面層。再生層在采用振動壓路機壓實前，先用平地機整型，最后再用輪胎壓路機完成最終壓實，從而獲得良好的表面特性。
2 強度形成及適用性分析
在經(jīng)過冷再生機的破損后，需要在其中摻入一定量的水泥來穩(wěn)定破損材料，在經(jīng)過拌合、碾壓和養(yǎng)生后，形成具有一定強度的半剛性基層材料，以保證再生結(jié)構(gòu)層具有足夠的承載能力。
水泥穩(wěn)定冷再生混合料的強度形成過程與一般水泥穩(wěn)定類材料相似，要經(jīng)過極為復(fù)雜的化學(xué)、物理作用：
（1）化學(xué)過程：水泥的水化和水解作用，有機物質(zhì)的聚合作用，以及與許多化學(xué)成分復(fù)雜的新生成物有關(guān)的其他化學(xué)過程；
?。?）物理過程：舊混合料的機械破碎、拌和、混合料的壓實以及水泥穩(wěn)定材料在合適的溫度和濕度長期作用下強度的形成；
?。?）物理一化學(xué)過程：舊料中的微小顆粒與化學(xué)產(chǎn)物中個別組分的交換吸附作用，顆粒的凝聚作用以及隨后多種結(jié)構(gòu)的生成。
水泥加入混合料并加水拌和后，水中的水分子和水泥中的各個成分發(fā)生強烈
的水解和水化反應(yīng)，同時氫氧化鈣從溶液中分解出，并形成水化物，具有很強的膠結(jié)能力的，這是水泥穩(wěn)定土強度的主要來源。
根據(jù)我國《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（TJT034-2000）規(guī)定，當(dāng)水泥穩(wěn)
定土用作路面基層和底基層時，其7天齡期的無側(cè)限抗壓強度（6天保溫保濕養(yǎng)生，1天浸水）應(yīng)符合表3.3.1要求。其中，二級和二級以下公路基層強度2.5~3.0 MPa，底基層為1.5~2.0 MPa，高速公路基層強度為3.0~5.0 MPa，底基層為1.5~2.5 MPa。
根據(jù)已有的工程研究，冷再生基層7天無側(cè)限抗壓強度基本3.0MPa以下，很難做到3.0~5.0MPa這個區(qū)間內(nèi)，除非增加水泥的摻量，而這樣的話又會大大增加基層的收縮，增加開裂，綜上所述，水泥穩(wěn)定冷再生基層適用于二級和二級以下公路的基層和底基層、高速公路和一級公路的底基層，不適用與高速公路和一級公路的基層。如下表1：
3 結(jié)語
水泥穩(wěn)定碎石基層材料的再生利用，不但能夠節(jié)約大量的砂石材料、節(jié)省工程造價，而且有利于廢料的處治、保護環(huán)境和節(jié)約能源。鑒于水泥穩(wěn)定冷再生技術(shù)，減少新石料的開采，具有明顯的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。因此，研究水泥穩(wěn)定碎石基層的再生利用，推廣水泥穩(wěn)定冷再生基層技術(shù)有著極其重要的意義。
