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摘要：依托宁常高速公路?韬?互通项目，通过试验研究，论证了旧板再生集料用于水泥稳定碎石基层的可行性，同时为旧路改造中水泥混凝土板的再生利用提供了一种途径。
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关键词：水泥稳定碎石基层；再生集料；生产控制；配合比设计；试验
中图分类号：TU528.45文献标识码：A文章编号：
Abstract: Based on rather often highway interchange Ge lake project, according to the test results, demonstrates the old board regeneration aggregate used for the feasibility of the cement stable macadam, at the same time for old road reconstruction of the cement concrete board recycled provides a kind of way.
Key Words: the cement stable macadam; recycled aggregate; production control; mix ratio design; test
随着近年来各种建筑材料日趋紧张，材料市场已转化为卖方市场。特别是在公路、桥梁等大型基建工程，过去是买家挑卖家，现在角色调过来了。这样，原材的价格和质量都受到一定的影响。付款方式一般也要偏向卖家。基于此建筑企业的资金压力不言而喻，工程造价也水涨船高。同时，对于新材料的开发和在老路改造中废物的利用就显得越来越重要。特别是近几年水泥混凝土路面的改造越来越多，这个问题越显得突出。挖除的板块堆放困难、占地面积大、不易处理而且污染环境。对于常州这样一个发达的现代化城市来说，对土地资源的占有那不异于对环境的二次污染。在此，笔者依托?韬?互通路面工程建设中成功利用旧板块轧制后集料用做基层骨料的技术做一个总结，供大家参考。也为旧水泥板块变废为宝提供一个参考。
水泥混凝土再生是指一种重新利用路面改建项目中现有水泥混凝土路面材料的技术。对于水泥混凝土板而言，再生技术有两种类型：现场再生技术和料厂再生技术。
（1）现场再生技术过程是破碎和粉碎现有路面，然后将破碎和粉碎后的路面用作新路面结构中的基层或底基层。如2009年改造的嘉成线环镇路段中采用的兰派压路机冲压稳固与多锤头碎石化技术。
（2）料厂再生技术通常也称为水泥混凝土再生技术，即将破碎和清除的破损路面板，集中运往中心料厂进行加工处理成集料，再用于水泥混凝土工程的技术。
在旧路改造过程中，采用破碎设备将挖除的旧路面板加以破碎、筛分，生产出符合工程要求的再生集料，重新用于工程，不仅解决了水泥混凝土的废弃堆放问题和废料的运输费用，而且能够保护环境，减少资源的浪费，具有一定的经济效益和显著的社会效益。在此本文主要介绍料厂再生技术及其在水泥稳定基层中的试验研究。
1 再生集料的生产控制
1.1 再生集料生产工艺流程
旧板破碎→分拣→运输→喂料机→颚式破碎机第一级破碎→圆锥机第二次破碎→废铁料分选→圆锥机第三次破碎→振动筛筛分→再生集料(0~4.75mm，4.75~9.5mm，9.5~37.5mm)。
1.2 再生集料生产控制
再生集料的生产控制包括旧路面板清除控制、含泥量控制、剔除钢筋控制与再生集料粒径和级配控制。
（1）路面清除控制。水泥混凝土路面的清除一般采用带炮头挖机、振动梁共振破碎机和剪切破碎机。炮头打孔挖起后，路面破碎机在路面上往返行驶若干次，将路面破碎成边长0.6m碎块，便可送往料厂进行破碎加工。无法破碎的零星大块用炮头单独破碎。如果旧路面上铺有沥青混凝土罩面或沥青灌缝，应在水泥混凝土路面破碎前清除沥青混凝土罩面或沥青灌缝材料，分别回收再生。
（2）含泥量控制。在路面清除时，夹杂在水泥混凝土碎块中的粉土和底基层材料约占运输材料的10%。其他废料源于在破碎加工中产生的粉末，即粒径小于75μm（200号筛孔径）的粉料。在路面破碎后为了减少底基层材料和粉土的泥入量、增加装载效率，通常使用带有耙齿的反铲挖掘机或履带铲车将水泥混凝土碎块推成料堆。常用履带设备进行堆料，轮胎式装载机用来装载，以避免破碎水泥混凝土中的钢筋刺破机械设备的轮胎。破碎开始前，先将底基层材料和粉土筛去。为了进一步减少在凿除、装卸、运输过程中所含的泥土，在颚式破碎机和圆锥机之间安装筛孔为10mm的振动筛，将绝大数的杂质筛除，以保证进入圆锥机旧板块的洁净。此外，也可增加集料的水洗装置，来减少含泥量。
（3）剔除钢筋控制。可通过对个别含筋碎块进一步破碎或堆料设备的选择，避免在道路现场剪断加强钢筋。同时，破碎过程中由安装在传送带上部的电磁铁剔除钢筋。
（4）颗粒级配控制。根据最大粒径的要求，再生过程中粗集料的回收率约占总量的60%~80%。最大粒径越大，回收率越高。粒径和级配控制主要通过破碎和筛分设备的选择进行控制，一般采用颚式破碎机进行初级破碎，破碎的水泥混泥土碎块的最大粒径为76~152mm，通过传送带集中堆放。然后采用圆锥破碎机进行二级或三级破碎将大于76mm的水泥混凝土块循环破碎，小于76mm的碎块传送到辊式破碎机，破碎出需要粒径的集料。粗（粒径大于4.75mm）细（粒径小于4.75mm）集料在此通过4.75mm（4号筛孔径）的方孔筛进行分级。粒径小于75μm（200号筛孔径）的粉料通过砂筛加以控制。在上述的工艺流程中，在颚式破碎机和圆锥机之间增加储料仓：一是利于当流程后段发生机械故障时，前段仍可继续生产，有提高产量作用；二是利于供应给碎石机的石料均衡稳定。从而保证成品料颗粒形状颗粒级配稳定。
1.3 再生集料主要技术指标试验研究
水泥混凝土再生集料的质量决定与旧水泥混凝土板自身质量和加工工艺。旧板再生集料加工工艺对再生集料质量影响较大，主要因素有加工工艺流程、加工设备及调试，如加工流程中是否有水洗工序、筛分工序、二级破碎工序、三级破碎工序等。加工工艺的选择与再生集料利用途径有关，对再生集料的要求越高，则加工工艺越复杂。通常，再生集料与新生集料质量存在的不同方面主要有含水率、吸水率、含泥量、压碎值和针片状含量，因此工程中利用时一般依据利用途径确定相关的技术指标，达不到要求时可采用改变加工工艺、掺配新生集料或改变利用途径等措施。
（1）本项目采用的再生与新生粗集料主要技术指标试验结果（表1）.
2 再生水泥稳定碎石的配制
再生集料用于水泥稳定碎石基层，混合料的配合比设计十分关键，需要考虑再生集料吸水性能及其对工作性的影响。旧板块在轧制过程中产生的粉吸水性较大，在拌制中加水量根据实验相应加大。为保证成品料的成型及强度其水泥含量也应根据实验结果进行提高但不能高于5%的上限值。
2.1 配合比设计
2.1.1 水泥
采用P.O32.5复合缓凝水泥，要求质量稳定，其化学成分、物理力学指标应满足特重交通对水泥品质的要求。水泥强度实验结果见表4。
2.1.2 集料合成设计
再生碎石集料采用3个单级配：0~4.75mm；4.75~9.5mm；9.5~31.5mm。依照图解法确定的不同粒径碎石的质量比例为34：37：29，合成级配合格，结果见表2。
2.2 重型击实试验
重型击实试验用于确定水泥稳定碎石在施工时的最佳含水量与最大干密度，试验结果见表5、表6。结果表明，本项目采用的两种集料（再生和新生集料）最佳含水量和最大干密度符合要求，施工中可行。
2.3 水泥稳定碎石工作性及强度试验
为了了解再生集料水泥稳定碎石是否达到新生集料水泥稳定碎石的性能，本文分别对两种集料所配置的水泥稳定碎石的特性进行了对比，试验结果列于表7、表8。水泥稳定碎石无侧限抗压强度设计值为3.63Mpa，根据试验结果再生集料水泥稳定碎石无侧限抗压强度为3.8Mpa，新生集料水泥稳定碎石无侧限抗压强度为3.9Mpa。两种集料试验结果相近且满足设计要求。表明再生集料完全可以用作本项目的施工。
3 试验路施工
本项目试验路段桩号为K0+500~K1+000。试验段铺筑完后，现场检测结果表明：再生集料水泥稳定碎石基层各项指标均达到设计要求，充分说明再生集料完全可以用于水泥稳定碎石基层。
4 结语
（1）通过旧路面板清除控制、含泥量控制、剔除钢筋控制与再生集料粒径和级配控制，旧路面板破碎后其技术指标完全能满足基层水泥稳定碎石对粗集料的技术要求。
（2）再生集料水泥稳定碎石含水量的控制必须加大，增加量根据试验结果而定并考虑天气、运输等因素。
（3）完全利用旧路面板加工的再生集料用于水泥稳定碎石基层在技术上是可行的。
参考文献：
[1]JTJ0.34-2000，公路路面基层施工技术规范。
[2]JTG E42-2005，公路工程集料试验规程。
[3]宁常高速公路路面施工指导意见。
[4]马晓立 等。水泥板块利用综合技术研究。公路刊物2007.8。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。 |
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发表于 2018-7-16 16:44:56