水泥混凝土路面再生利用技术(多锤头破碎)

目录

一、前言 (1)

二、旧路面的破损分析 (2)

三、旧路面常用的处理方法 (3)

四、旧水泥路面破碎及再生利用技术方案 (4)

五、旧水泥路面效益分析 (7)

六、应用案例 (8)

一、前言

水泥混凝土路面具有强度高、刚度大、荷载扩散能力强、稳定性好等特点，与沥青路面相比，其施工简单、取材方便、性价比高。因此，在我国高等级公路、干线公路，尤其是地方道路得到广泛应用，但其致命弱点是损坏后修复困难。由于路基、路面受力体系的特殊性，传统的修补方法或加铺技术已不能很好的解决旧路面面临的负责结构问题。在路面维修处理中，往往投入大、成效小，存在环境影响、交通干扰、工效低、经济性差和社会影响大等严重问题。

旧水泥混凝土路面破碎和再生利用技术汇集了交通运输部重点科研项目《水泥混凝土路面再生利用关键技术研究》的最新研究成果，自主研发了多锤头和门板式破碎设备，为解决水泥混凝土路面复杂的结构和受力问题提供有效的技术手段。

典型病害图例及说明

断板：水泥混凝土路面在施工养生期或正常使用过程中在无切缝处产生裂缝，经发展使整块混凝土板块断裂形成两块或两块以上不规则的现象。

纵缝：路面沿着公路纵向产生裂缝的现象。 角损：路面面板边角处损坏的现象。

错台：面板接缝处相邻两块板垂直高差在8mm 以上出现的竖向相对位移的现象。

沉降：路面连续数块板下沉，低于相邻路面板平面的，深度在3cm 以上

的

断板 纵缝 角损 错台

网裂 脱空 剥蚀

沉降

下沉。

网裂：路面表面产生纵横交错呈网状的较小裂缝。

脱空：基层材料形成泥浆从接缝处或板边缘挤出，板底出现脱空的现象。

剥蚀：路面由于车辆碾压、风化、侵蚀等原因使面板剥落的现象。

路面破损后的影响

路面平整度降低，影响行车舒适性；

消弱公路整体强度，诱发其它病害；

面板渗水，导致路基毁损，缩短公路使用寿命；

路面坑洼不平，影响车辆操纵稳定性和行车安全。

二、旧路面的破损分析

旧路面的破损类型主要有：面板破碎、裂缝类；变形类；接缝损坏类；表面损坏类。其中多是由水泥混凝土面板和路基特性引起的。水泥混凝土面板破裂或断裂的主要是早期干缩裂缝和后期温胀、荷载等应力作用导致的疲劳或拉裂破损不断延伸所致。

干缩与早期裂缝的关系

由于水泥稳定特性，在早期（养生期）水泥强度随着时间延长而逐渐增加，到28天后达到最大。而收缩张拉应力则快速增长并很快达到最大。一般来说，水泥混凝土面板干缩裂缝主要产生在养生期间，而面板后期裂缝主要是温度变化和荷载作用所引起的裂缝。

温胀与面板裂缝的关系

面板受温度变化会产生热胀冷缩，相邻板与路基间会产生不同步的位移和应力作用，受变形空间和应力集中的影响可导致面板的拉裂或隆起。当温度降低所

引起的拉应力超过水泥板抗拉强度时，则导致裂纹产生。当温度升高引起的膨胀变形超过伸缩缝允许，则可能导致面板隆起脱空。

超载与面板破损的关系

路面在车辆荷载下受多重应力作用，当路面在允许荷载反复作用下，具有抗疲劳破坏的能力。当荷载超过允许时，会加速路面开裂损坏

根据国内外对公路寿命与轴载的关系研究表明，道路设施破坏与轴载荷成指数关系，且与道路结构强度有关，道路弹性模量越大，超载对其影响越大。

三、旧路面常用的处理方法

与沥青路面相比，水泥混凝土路面的修复比较困难，常用的方法包括“路面快速修补法”、“局部挖除补强法”、“直接加铺罩面法”和“挖除换填法”等。

路面快速修补法

该方法利用快凝材料对路面破损部位进行局部快速修

补，适用于局部破损或表面损坏的修理。主要方法包括浇

筑修补法、灌缝密封法、压浆灌注法、板下封堵法等。其

特点是一次性造价低，但是由于强度和模量与原结构不同，

易产生局部跳车和病害，所以适应临时性养护需要。

局部挖除补强法

该方法主要是针对部分水泥板断裂而采用的补救措

施，该方法是将破损的水泥板挖除，处理基层后，重新铺

筑水泥面板。其特点是适用局部修理，整体效果差、寿命

短。

直接加铺罩面法

该方法为路面“白”改“黑”的方法之一，它是将原

有水泥路面经过局部处理（纵、横缝封填、沉陷、错台等

处理）作为基层，喷洒粘层油后直接加铺沥青混凝土上面

层。特点是加铺速度快，基层强度高，整体效果好。缺点

是裂缝反射快，使用寿命短，一般2-3年即发生病害。

挖除换填法

该方法是将旧水泥路面破碎成块状后拆除丢弃，或将

拆除块破碎重新利用，制作底基层，然后重新加铺面层。

该方法改造较为彻底，但对交通干扰大、工效低、环境污

染大、造价高。

常用方法的优缺点比较

四、旧水泥路面破碎及再生利用技术方案

要彻底解决旧水泥路面问题，最有效的方法之一就是完成路面结构的改造，即变“白色路面”为“黑色路面”。在白色路面黑色化过程中必须解决以下三个问题：①路基层的稳定性；②防裂缝反射；③新铺结构层间弹性模量的合理匹配。本资料提供的旧水泥混凝土路面的破碎方法和再生利用技术，为水泥混凝土路面的改造提供了更为简便、高效、环保、可靠、经济而又有效的手段。

锤式破碎技术也叫多锤头碎石化技术，它是采用多个重锤反复冲击打碎面板，将路面分层打裂成大小均匀的块径。这种技术破碎后的路面，可形成上面层粒径较小，中面层粒径稍粗，底层粒径较大的嵌挤结构。就

地破碎，工艺简单，一次成型，完成破碎后通过Z形压

路机压稳，形成平整、稳定的基层结构。路面通过破碎

和冲击压实后既能满足基层强度要求，又可消除反射裂

缝，为新铺面层提供了理想的基层结构。破碎机见图

4-1。图4-1 多锤头破碎机

旧路面情况破碎施工情况

破碎后情况Z型压稳及成型

锤式碎石化施工工艺流程

试破碎试坑检查确定破碎工艺破碎施工Z型压路机压实钢轮压路机压撒布透层油撒布石屑及碾压改性沥青混合料施工