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1、旧水泥混凝土路面多锤头破碎破碎改造方案、水泥混凝土破碎再生利用技术介绍为解决水泥混凝土路面复杂的结构和受力问题，同时考虑环境影响、交通干 扰、提高工效和经济性等因素，近年来，交通运输部广泛推广应用水泥混凝土 路面再生利用关键技术研究的研究成果。尤其多锤头破碎机碎石化技术，通过 各地业主的充分论证，成为目前国内旧水泥混凝土路面改造最成熟、最可靠、最 经济的技术：1）使旧水泥混凝土板块破碎后在平面上强度分布均匀；2）旧水泥混凝土路面破碎后具有一定的强度；3）破碎后旧水泥混凝土路面病害可以消除；4）破碎后的粒径合理，不会产生应力集中影响加铺层；5）进行简单处理就可以作为新路面结构的基层或底基层。1、
2、多锤头碎石化工艺适用范围多锤头碎石化技术是采用多锤头式破碎设备将水泥混凝土路面破碎成上层 不大于7.5cm，中间层不大于22.5cm，底层不大于37.5cm的混凝土块，用以限 制新铺的沥青罩面上出现的反射裂缝，形成一个用于热拌沥青混合料罩面或新加 铺水泥混凝土面层所需的均匀基层。碎石化技术是目前解决反射裂缝问题的最有效方法。破碎并压实的混凝土路 面是由破碎混凝土块组成的紧密结合、内部嵌挤、最高密度的材料层，可以为热 拌沥青混合料罩面提供更高的结构强度。该破碎工艺施工简便迅速，综合造价较 低，环保，无污染。一般而言，水泥混凝土路面出现下列情况时，可以考虑进行多锤头碎石化改 造技术。1）水泥混凝土
3、路面有大量病害：错台、翻浆和角隅破坏等达到总接缝长度 的20%以上；2）板块出现开裂、断板或下沉，需要修补的面积达到路面总面积的2070%；3）水泥混凝土路面基层及面层厚度超过33cm的；4）20%的路面面板已被修补或需要被修补；5）混凝土路面断板率介于20%-45%；6）其它认为需要碎石化的路段；7）在下列情况下建议不要使用碎石化技术： 旧路改建中遇到的挡墙、桥梁和涵洞等的承载力不足以承受再生设备荷载 需加固的路段； 公路近旁有敏感建筑物或设备（安全距离小于5m）不能经受再生设备引起 的地面振动路段； 路面以上受净空限制，不容许加铺新路面的路段。二、水泥混凝土路面再生利用经济性、环保性评价综
4、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、从而得出一个分析期内的总体效益评价。1、处治后加铺面层与再生后加铺面层的使用性能变化与寿命分析1）处治后加铺面层的使用性能用沥青混凝土作加铺层，所带来的一个严重问题就是反射裂缝，反射裂缝是 水泥混凝土路面原来裂缝和接缝透过加铺层向上扩散而产生的。沥青加铺层的裂 缝主要是位于原裂缝或接缝上方的加铺层底部产生应力集中，形成局部高应力区 造成的。经过处治后加铺沥青面层，不能有效减少水泥混凝土板接、裂缝处在荷 载和温度、湿度变化下的位移
5、，从长期看，尤其是在重交通的情况下，效果并不 理想，使用2-3年就会出现反射裂缝，地表水将沿裂缝渗入基层造成水损害，更 加速了沥青路面的损坏，需要投入更多的人力物力进行维修养护，增加养护成本， 影响交通安全。该方法改造的水泥混凝土路面的使用寿命为5年以上。2）再生后加铺沥青面层的使用性能将水泥混凝土破碎碾压后直接作为基层或底基层，提供了一个相对比较柔性 的基层结构，避免旧的水泥混凝土板块边角沉降和块板裂缝对面层的应力影响， 最大限度地减少涉及到上覆结构层材料的反射裂缝和其他破坏。同时由于旧路面 碎块仍然保持水泥混凝土路面板块的结构性强度，同时也提高了路面基层的强 度，从而为新修路面提供了一个高
6、质量的承重层，延长了公路的使用寿命，根据 大量的工程实践经验，该方法改造的水泥混凝土路面的使用寿命为8年以上。该工艺解决了传统旧水泥路改造中的交通干扰、环境污染、资源浪费、高成 本、低效率等缺陷，使资源得以再利用，在减少了废料丢弃的同时、又保护了生 态环境，实现建筑资源环境可持续发展，促进了人类和谐社会的创建，极大地提 高了旧路改造的性价比指数。2、水泥路面再生利用的环保性评价该工艺解决了传统旧水泥路改造中的交通干扰、环境污染、资源浪费、高成 本、低效率等缺陷，使资源得以再利用，在减少了废料丢弃的同时、又保护了生 态环境，实现建筑资源环境可持续发展，促进了人类和谐社会的创建，极大地提 高了旧路
7、改造的性价比指数。三、旧水泥混凝土路段改造方案旧水泥混凝土路面改造中，用沥青混凝土或水泥混凝土作加铺层，一个严重 问题就是反射裂缝，主要表现在沥青混凝土加铺层上。反射裂缝是水泥混凝土路 面原来裂缝和接缝透过加铺层向上扩散而产生的。沥青加铺层的裂缝主要是由于 原裂缝或接缝上方的加铺层底部产生应力集中，形成局部高应力区造成的。为彻底解决旧混凝土面板对新加铺层的致命影响，只有将原有的旧水泥面板 彻底打碎，完全消除原有路面存在的病害，释放面板下空洞的隐患，将打碎的混 凝土碾压后直接作为基层或底基层，再加铺新的面层（水泥或沥青混凝土），才 是旧水泥路面彻底翻修改造的理想方法。它不但解决了旧面改造的质量问
8、题，而 且大大降低了工程的总费用，节约了路基材料，同时也解决了废弃水泥混凝土碎 块垃圾的环保问题。将废旧水泥混凝土路面板材料再生利用，不仅可以节约工程造价、节省天然 集料资源和废料占地费用、保护集料产地生态环境，同时可以解决混凝土废弃物 处理困难和由此引发的对环境的负面影响等问题，具有良好的经济效益和社会效 益。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年多的共同努力，按期完成了此项科研任务。该技
9、术是利多锤头破碎机将旧水泥路面按的要求的块径（或粒径）破碎后， 重新作为路面基层再利用的一种路面改造新工艺。碎石化技术是目前解决反射裂 缝问题的最有效方法，破碎并压实的混凝土路面是由破碎混凝土块组成的紧密结 合、内部嵌挤、最高密度的材料层，可以为热拌沥青混合料罩面提供更高的结构 强度。该破碎工艺施工简便迅速，综合造价较低，环保，无污染。首先对旧水泥混凝土路面进行处理，清除旧混凝土表面的松散碎屑、油迹、 泥土和修补的沥青表处材料，再采用多锤头式破碎机对旧路面进行完全碎石化成 表面最大尺寸不超过7.5cm,中间层不超过22.5cm,底部不超过37.5cm的粒径，采 用Z型压路机将破碎后路面振动压实
10、2-3遍，上铺设乳化沥青灌入层、薄层石屑 碾压。1、多锤头碎石化设备通过消化吸收国外技术经验，我公司开发了 HB4000- H型多锤头破碎设备， 该设备后部有2排重锤，具有橡胶轮胎，以柴油机作为动力源，该机械所携带的 重锤的质量为454544.8kg，分两排成对装配在整台机械的尾部（后排重锤对角地 装配在前排重锤间隙中心），每对重锤单独地以一套液压提升系统为动力，在破 碎时按一定规律下落，锤头的提升高度可在0.8-1.3m之间调节，同时多锤头破 碎设备具备一次破碎宽度达3.75m车道的能力，重锤下落时可产生1.38ll.lkJ 的冲击能量。该机械破碎后的颗粒尺寸是可控制的，其颗粒范围在7.53
11、0cm之 间能取得良好的使用效果。控制破碎后颗粒尺寸可通过控制重锤下落高度和刀距 来实现。1）Z型钢轮压路机：Z型钢轮压路机为单压实轮，自装配，自动力，携带Z型钢箍通过螺栓固定 在压实轮表面，振动压路机的最小毛重不低于8吨，而且能进行振动压实。其作用为：保证轮下颗粒不至于向外挤出；对表面颗粒有更好的压碎效果，有利于表面平整。图1多锤头破碎机图2 Z型压路机图3破碎后路面图4碾压后路面2、多锤头碎石化施工工艺及技术要求1）破碎施工工艺流程试破碎试坑检查 7 确定破碎工艺-破碎施工 - Z型压路机压实透层施工，:下封层施工，临时开放交通或进行面层施工图5破碎施工工艺流程图2）首先在最开始的一段进行
12、试破碎，多锤头破机分别采用不同的行走速度 及锤头提升高度；3）对试破碎的路段现场刨坑，检查破碎粒径及路面板破碎率是否满足要求，并及时进行调整;4）根据试破碎确定破碎工艺，即确定合理的锤头提升高度和行走速度，本试 验段采用的锤头提升高度为1.1m，行走速度为1m/mim；5）对破碎完成的破面采用Z型压路机压稳，一般情况下碾压2-3遍。图6破碎施工图3、多锤头碎石化后乳化沥青灌入层多锤头碎石化是通过重锤下落产生的高频低幅的波动冲击力来进行破碎，破 碎时的能量会传播到较大的深度范围，同时，由于水泥混凝土板块吸收能量满足 从近到远递减的规律，因而碎石化层并不是一个均匀的层次。破碎后的混凝土颗 粒粒径沿
13、深度方向递增。可以根据物理特性沿板块厚度方向，将其简化为松散层、 碎石化层上部和碎石化层下部三个子层次。顶层颗粒吸收的能量最充足，水泥混 凝土板块震裂成片状颗粒，且由于其与重锤锤刃直接接触，所受到的扰动很大， 混凝土颗粒无法形成嵌锁，而在表面形成一个松散层。经Z型压路机的进一步 破碎，以及光轮压路机的压实后，这种松散状况得到一定程度的改善。碎石化技术引入我国后，完全不对该层次造成扰动是不现实的，尽管已进行 了交通管制，然而施工车辆的扰动不可避免，由于施工车辆的轴重普遍较大，扰 动不仅造成了表面的不平整，也使碎石化层顶面变得松散，这就将使该层次成为 一个滑移面。采用在碎石化层顶面洒布乳化沥青灌入
14、层的方法来防止层间的滑移。乳化沥 青渗透松散层，增强了其与下面稳定层次间的联系。1）灌入施工工艺流程-整理破碎层洒土乳化沥青开放交图7灌入施工工艺图2）整理破碎层。保证路幅平整无杂物。安排专员负责，民工2-4人；3）洒布乳化沥青。乳化沥青在常温下撒布，加温撒布的温度不超过60C, 用量为2.5-3.5kg/mL采用自动式沥青撒布车进行撒布。保证乳液均匀；4）撒布石料（规格3-5哑）。撒布乳化沥青后立即撒布集料，采用人工撒布， 达到全面覆盖，厚度一致，集料不重叠也不露出沥青。局部有缺料时适当找补， 积料过多的将多余集料扫出；5）碾压。撒布集料后不等全段撒完立即用钢筒双轮压路机从路边向路中心 碾压
15、23遍，每次轮迹重叠约30mm，碾压速度不超过5km/h；6）开放交通。压路机碾压后不能立即开放交通，待到乳化沥青充分破乳， 水分蒸发并基本成型后方可通车。图8灌入施工图4、碎石化及灌入层施工技术要求1）碎石化后的路面要求破碎率达到75%；2）破碎后的材料粒径要求：表面层最大粒径小于7.5cm，中间层最大粒径 小于22.5cm,底层最大粒径小于37.5cm；3）破碎施工应从路面高处向低处过渡，保证排水畅通；4）破碎应从边幅到中幅，边幅较中幅易破碎；5）破碎的搭接宽度应在15cm以上；6）破碎前应清除路面松散的填缝料、沥青或沥青混合物等；7）透层施工前清理路面的杂物，并对凹面大于5cm的地方采用级配碎石填 补，以保护平整度；8）乳化沥青在常温下撒布，加温撒布的温度不超过60C，严格控制用量, 采用自动式沥青撒布车进行撒布，保证乳液均匀；9）撒布乳化沥青后立即撒布集料，达到全面覆盖，厚度一致，集料不重叠 也不露出沥青。局部有缺料时适当找补，积料过多的将多余集料扫出；10）撒布集料后不等全段撒完立即用钢筒双轮压路机从路边向路中心碾压 23遍，每次轮迹重叠约30
