水泥混凝土再生集料在路面基层中的应用研究
水泥混凝土再生集料在路面基层中的应用研究
水泥混凝土再生集料在路面基层中的应用研究
摘要:通过对S340丹阳皇塘段路面改造工程实例中老路水泥混凝土板块破碎,生产再生集料应用于水泥稳定碎石基层的研究,达到工程经济、环保的效果。
关键词:水泥混凝土,再生集料,路面基层,应用研究
一、课题研究的背景和意义
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,与沥青混凝土路面相比,施工简单、取材方便,性能价格比好。因此水泥混凝土路面在我国的干线公路、部分高等级公路,特别是地方道路得到了广泛的应用。随着水泥混凝土路面修筑技术的推广与应用,水泥混凝土路面里程的不断延长,路面的养护管理工作也日益繁重。一方面早期修建的水泥混凝土路面大多已接近使用年限,随着累计交通量增加、环境因素的影响,水泥路面将会出现破碎、下沉、错台、板角断裂等病害,并且随着使用年限的递增,破损面积将逐年成上升趋势。另一方面部分近期修建的水泥混凝土路面,由于超限运输、设计、施工及保养等诸多原因,出现了不同程度的早期破损坏。为保证道路的安全畅通,破损的路面需要翻修。
对水泥混凝土路面的翻修,现有的一般做法是挖除并废弃旧的水泥混凝土面层,修补基层后,铺筑新的路面结构。破除的旧混凝土作为废料被丢弃,这就引发了许多问题:一是废料丢弃的污染问题。旧水泥板作为废料丢弃,产生大量的建筑垃圾,由于混凝土材料属于无机材料、耐久性较好,这种垃圾不会像有机物一样自然分解,因此这种污染将是永久性的。二是能源的浪费。新建道路所需集料的开采,一般是挖除山体表层风化的岩石,通过爆破和机械破碎把原状岩石加工成集料。这样导致大面积的山体被挖,大面积植被被破坏,造成资源的浪费和环境破坏。三是废弃物堆放。废弃物堆放必然涉及占地的问题,在我国土地资源紧缺的今天,将产生永久资源的浪费。四是废料处理和新料的采集带来巨大的经济浪费。随着环境保护要求标准的提高,特别是城市处理这些废料成了十分棘手、而又耗费资金的问题。有限的资源的开采成本以及资源的浪费,导致总体经济效益和社会效益下降。
总之,传统的水泥混凝土道路改建、修复方式导致社会效益和经济效益下降以及社会资源的浪费,需要新的技术进行整体改进。在采用修复技术来延长现有路面的使用寿命并不经济时,回收水泥混凝土路面就将成为一种可供选择的方案。由于我国各方面资源相对比较紧缺,环境保护的任务很重,因此,旧水泥混凝土的再生利用在我国更具有紧迫性和必要性。使现有已损坏的水泥混凝土路面得到快速有效的改造,并在进行技术处理后能保持其合理的结构形式,满足使用功能要求并达到设计使用寿命,使现有公路网保持良好的营运质量和服务水平,取得良好的社会经济综合效益,这是公路管理部门亟待解决的重要课题,也是影响公路事业健康发展的关键问题之一。本课题旨在通过对S340丹阳皇塘段路面改造工程旧水泥混凝土路面再生集料在半刚性基层中的应用研究,总结出各阶段切实可行的工艺方法,从而解决旧水泥板再生以及再生集料的应用,减少旧水泥板废弃产生的污染问题,节省工程造价。这是建设资源节约型、环境友好型社会的要求。
二、课题研究过程与方法概述
本课题结合S340丹阳皇塘段路面改造工程实例,通过对旧水泥混凝土路面的破碎筛分;再生集料的物理、力学性质试验;作为水泥稳定下基层的配合比设计;铺筑及路用性能的检验等,形成一整套旧水泥混凝土路面再生集料在半刚性基层中的应用研究报告,为后续公路工程改造的旧水泥混凝土路面再生利用提供技术支撑。
S340丹阳皇塘段路面改造工程全长8.4km,全部为水泥混凝土路面,随着地方经济的发展,已无法满足正常的通行需要,必须进行全面的路面改造。改造方案为老水泥混凝土路面全部破除,改造成沥青混凝土路面。考虑到大量的旧水泥板废除引起的环境污染和浪费,我们结合工程建设进行了水泥混凝土再生集料在路面基层中的应用研究。
本课题采用室内试验与室外工艺研究相结合的方法。即旧水泥板的凿除、再生集料的加工及采用再生集料进行的水泥稳定碎石的拌和、摊铺及碾压工艺为室外工艺研究;再生集料的技术指标、级配组成及混合料配合比设计为室内试验。
三、课题研究的基本内容
1、旧水泥混凝土板现场凿除及清运
对旧水泥混泥土板破碎的工艺、大小、清运的方法进行研究,寻求最科学合理的工艺,最大限度是满足集中破碎的需要。
对旧水泥混泥土路面的破除采用凿岩机现场就地破除,挖掘机配合自卸汽车运至石料加工场。考虑到正常的施工和车辆的通行,结合施工进度计划的安排,分段半幅进行破碎。将满足质量要求的碎块用挖掘机配合自卸汽车运至指定地点。同正常的旧水泥板废弃的凿除不同,要求粒径不超过30cm,并剔除碎块中污染物。
将破除后的旧水泥板采用挖掘机配合自卸汽车,集中运至附近的轧石场,或施工单位的水泥稳定碎石拌和场,租用轧石机现场安装就地生产。
本阶段主要注意:
⑴交通的管制。凿岩机、挖掘机、运输车辆同时上路,要分段凿除、运输。
⑵凿岩机破碎粒径控制。与旧水泥板弃运相比粒径要尽量小。弃运只要求便于挖掘机配合自卸汽车装运即可,而旧水泥板在轧制加工时,设备的功率不同,要求破碎的粒径要求也不一样,对于一般功率的轧制设备,粒径一般控制在30cm左右。因为,粒径过大,轧石机喂料口会产生堵、卡的现象,影响破碎的质量和进度。
⑶污染物的剔除。粘附的二灰碎石基层材料以及施工过程中产生的污染物,对破碎形成的集料的质量产生影响,在装运的过程中应剔除。
⑷加工场地的硬化与隔舱。如果委托就近的集料加工场不存在此问题。若自行安装设备集中加工,对旧水泥板块的堆放场地、加工出的集料存放场地及各种集料的隔舱等要严格按照禁污染、无积水、不串仓的原则对场地进行硬化和隔舱。
2、破碎后的旧水泥板的集中加工及集料性能试验
根据破碎后的旧水泥板的特点及再生集料的用途,选择轧石设备的类型、型号及工艺,集中破碎、分级筛分,板块破碎采用的机械主要有750型碎石机、振动给料机、直线振动筛。
碎石机工作原理:工作时,电动机通过皮带轮带动偏心轴旋转,使动颚周期地靠近、离开定颚破,从而对物料有挤压、搓、碾等多重破碎,使物料由大变小,逐渐下落,直至从排料口排出。
直线振动筛(直线筛)工作原理:ZSG系列振动筛工作时,两电机同步反向旋转使激振器产生反向激振力,迫使筛体带动筛网做纵向运动,使其上的物料受激振力而周期性向前抛出一个射程,从而完成物料筛分作业。
用砼板块经破碎机两次破碎后,经振动给料机进入筛分斗,筛分斗从上至下分为三层。筛孔依次为:31.5mm、9.5mm和4.75mm。碎石后的石料经筛分后,分别进入1#、2#、4#料斗仓内。生产的自然比例大概为1#:2#:4#=48:25:27;与新开采集料相比(新开采的各种集料的级配一般为1#:2#:3#:4#=45:22:8:25),4#级配范围在0.075mm~4.75mm,与新开采集料中3#、4#料相当,可以通过外购3#料来补充掺配,满足再生集料的出料比例与水泥稳定集料生产比例相协调,达到提高再生集料的加工速度。
经过室内试验,各项指标均满足水泥稳定基层用集料要求,与新开采的水稳碎石用集料相比,各项技术指标相当,具体对照表详见表1。
再生集料与新开采的集料各项技术指标对照表表1
本阶段主要注意:
⑴对于大量的水泥板,宜自行安装设备(最好为移动式轧石机)进行加工。对于小量的水泥板宜采用委托就近采石场加工,减少加工场地的征用以及设备搬运、安装费用,降低成本。
⑵液限和塑性指数与污染物的多少有关,必须严格控制,在加工的过程中要随时剔除污染物。
⑶自行加工对场地要求较高,否则浪费很大。
3、集料级配组成、混合料配合比设计及施工
采用再生集料进行集料级配组成及水泥稳定碎石混合料配合比设计,用满足规范要求的半刚性基层原材料、混合料,作为下基层混合料进行施工。
根据旧水泥板再生集料的室内筛分结果,按照级配组成设计的方法进行室内水泥稳定碎石配合比设计,找寻满足混合料物理力学性能的混合料配合比。通过试验,经室内试配级配组成为:1#料(9.5~31.5mm):2#料(4.75~9.5mm):4#料(0~4.75mm)=20:40:40,与再生集料的自然比例相比,1号料用量偏少、2号料用量偏多。混合料的合成级配详见表2。
实际采用的水泥剂量为4.0%,其最大干密度2.04g/cm3、最佳含水量10.0%,7天无侧限抗压强度4.4Mpa。各项指标均满足现行规范要求,与先开采集料配制的混合料相比,各项技术指标相当,具体对照表详见表3。
再生集料与新开采的集料级配组成设计对照表表2
再生集料与新开采的集料水泥稳定碎石混合料配合比设计成果对照表表3 本阶段主要注意:
⑴从最佳含水量看,再生集料吸水性较大,因此,施工要求的含水量较高。
⑵再生集料级配组成设计较为容易,合成级配更容易达到规范中值。
⑶同样水泥剂量,再生集料的强度略高。
4、成型下基层的各项技术指标的检验和路用性能观察
现场铺筑路段为K3+000~K3+300右下基层。采用旧水泥板再生集料的半刚性基层的现场试拌铺筑工艺与新生集料配制的水泥稳定碎石混合料相同。
从现场施工情况看,混合料质量均匀、成型路段取芯芯样完整、光洁,各项检测指标均满足规范要求。现场施工水泥稳定碎石混合料(再生集料与新开采集料)筛分结果(详见表4)、现场检测结果对照表(详见表5)。
现场施工水泥稳定碎石混合料筛分结果对照表表4
水泥稳定碎石混合料现场检测结果结果对照表表5
本阶段主要注意:
⑴施工工艺基本相同。
⑵再生集料取芯芯样看,因再生集料中部分1料是由碎石和水泥浆组成,芯样中碎石粒径较小。
⑶达到同样强度的水泥稳定碎石,再生集料需要的水泥用量小。
四、课题研究成果的特色与创新
旧水泥混凝土再生集料在半刚性基层中的应用技术尚无成熟的理论和经验,由于我国旧水泥混凝土路面改造的废弃物污染是最严重的污染源之一,因此该项目的研究对水泥混凝土路面的维修改造中废物利用具有极大的指导意义和应用价值;尤其是水泥混凝土路面大、中修时,通过对旧水泥混凝土路面再生集料的有效利用,以减少环境污染,节省工程造价。
本项目的特色与创新
1、通过研究旧水泥混凝土路面再生集料在半刚性基层中的应用,确定切实可行的工艺及施工参数,以指导具体施工,填补水泥混凝土再生集料在半刚性基层中的应用技术的空白。
2、应用质量得到了有效保证。从混凝土板的破碎、再生集料的物理力学性能的试验到路用性能指标的分析,评价再生集料在半刚性基层中的应用效果的有效性。通过室内试验与现场实际相结合,取得了旧水泥板再生集料在水泥稳定碎石基层中应用研究的有效途径和方法,现场可操作性得到验证,再生的集料、混合料等各项技术指标均满足规范要求,铺筑效果满足道路的使用性能,推广应用可行。
3、废弃物得到了有效的利用,节省造价,具有明显的经济效益。按就近委托采石场加工(量少的情况下)与自行安装设备自行加工(量大的情况下)两种方式。①弃运及场地的征用的费用计算(按1m3计):弃运费(按10km每m3.km1.8元)计18元/m3,场地租用费10元/m3,购进新集料60元/m3,总计18+10+60=88元/m3。②再生利用。A、就
水泥路面板再生集料基层沥青路面性能预测
第12卷第20期2012年7月 1671—1815(2012)20-5091-04 科学技术与工程 Science Technology and Engineering Vo1.12 No.20 Ju1.2012 ⑥2012 Sci.Tech.Engrg.
交通运输
水泥路面板再生集料基层沥青路面性能预测
金荣
(华南理工大学,广州510641)
摘要通过室内试验分析了旧水泥路面板再生集料的技术指标,获取再生集料半刚性基层相关性能。研究结果表明旧水 泥路面板再生集料具有良好的路用性能。在此基础上,笔者运用路面设计软件AASHTO 2002 M—E PDG对再生集料半刚性基 层沥青路面进行性能预测,讨论新建沥青路面结构组合的可行性,从而为实际工程应用提供理论依据。 关键词水泥路面板 再生集料 半刚性基层 性能预测 中图法分类号U416.27; 文献标志码A
在旧水泥混凝土路面白改黑的工程实践中,传
统的处理方法是将旧水泥路面层剔出后重新修筑
沥青路面,这样势必产生大量的废弃破板。由于废
弃路面板的大量堆置,将会造成永久性的占地和环
境污染等问题。如果采用现行破碎设备将旧水泥
混凝土路面板重新破碎、筛分,生产符合规范要求
并且满足一定性能指标要求的再生集料,重新加以
利用;这样不仅解决了废弃水泥路面板的堆放和运
输问题,而且能够保护环境,节约资源,必将产生明
显的经济效益和社会效益。目前,旧水泥混凝土回 收利用的研究已经有很多成果…,但是大多成果主
要集中于再生集料用以铺筑沥青路面和路面基层
的可行性探讨和施工质量控制 J。对于旧水泥路
面板再生集料半刚性基层沥青路面的路用性能发
展预测研究较少,尤其是新建或改建路面结构性能
对于再生集料的敏感性分析更少。
本次研究中,以广西某实际工程为依托,作为 再生集料的来源,试验室内进行再生集料的的相关
试验。在验证旧水泥路面板再生集料应用于高等
级公路半刚性基层可行性的基础上,通过AASHTO
公路路面再生技术简介
公路路面再生技术简介
摘要:本文介绍了公路路面再生技术的发展情况和几种主要的路面再生方式。
关键词:公路;水泥路面;沥青路面;路面再生
引言
路面再生,就是将已老化、损毁的路面进行翻挖,回收路面材料,经过破碎、筛分,在添加部分新骨料和添加剂(沥青、水泥、再生剂等),重新拌和,最终获得满足公路路用性能的再生混合料,用于铺筑路面面层或基层。路面再生是通过重复利用路面材料,最大限度地利用资源和保护环境的现代环保技术。
随着我国公路建设的飞速发展,相当部分的低等级公路扩建为高等级公路,部分90年代后建成的高速公路也已陆续进入大、中修时期,大量翻挖、破碎的旧路面材料被废弃。这一方面造成环境污染,另一方面造成极大的资源浪费。公路路面结构再生技术对降低建设成本、保护生态环境、促进我国公路建设健康发展都具有极大的意义。
1沥青路面再生技术[1-3]
1.1国内外沥青路面再生技术发展概况
沥青路面结构的再生利用开始于20世纪初期,到20世纪70年代石油危机的出现,沥青路面再生利用的经济性又凸显现出来,同时由于路面铣刨机的研制成功,促进了旧料再生利用的发展。1997年,国际经合组织(OFECOAD)对14个国家的路面材料再生利用情况进行了调查,发表了《道路工程再生利用战略》白皮书;其成员国的沥青路面再生利用率为75~100%。其中美国沥青路面材料的重复利用率高达80%,相比常规全部使用新沥青材料的路面可节省成本10%~30%;日本2000年厂拌热再生沥青混合料已达4000万吨,占全国沥青混合料产量的55%。
在我国80年代中期开始了对旧沥青路面进行再生利用的试验研究和推广工作,当时是把旧渣油路面加入适当的清油使之软化,来代替常规沥青混合料,铺筑沥青路面的下面层。2001年,京津塘高速公路开始了沥青路面的就地热再生工程
的实践。2003年,广东省交通厅和交通集团,结合广佛高速公路大修工程,全面开展了沥青路面厂拌热再生技术的研究,成功地用再生沥青混合料铺筑高速公路路面。
路拌水泥冷再生基层定额编制研究
路拌水泥冷再生基层定额编制研究
摘要通过对我省多个养护工程项目中路拌水泥冷再生基层施工的调查研究,系统的介绍了路拌水泥冷再生基层定额的编制思路和方法,编制了路拌水泥冷再生基层定额,填补了目前公路工程定额中的缺项。
关键词水泥冷再生;基层;定额编制
0前言
目前,旧路再生技术发展日新月异,其利用旧路废料再生、节省资源、减少环境污染等方面有着显著的优势,其能够更加经济、有效的提高原有公路使用质量,现阶段在公路养护工程中被广泛采用。特别是路面水泥冷再生基层技术在我省近年来的公路养护施工中大量使用,并取得了良好效果。但是,由于该定额在目前的公路工程定额中尚属缺项,因此给编制工程造价带来了困难。本文根据对我省多个养护工程项目的实地调查,对路面水泥冷再生定额的编制进行了系统的研究。
1路拌水泥冷再生基层技术与施工工艺
1.1路拌水泥冷再生基层技术
路拌水泥现场冷再生是指利用旧路面材料(包括面层材料和部分基层材料)进行破碎加工,需要时加入部分新骨料或细集料,按比例加入一定量的添加剂(水泥、石灰、粉煤灰)和适量的水,在自然的环境温度下连续地完成材料的铣刨、破碎、添加、拌和、摊铺及压实成型的作业过程,重新形成具有所需承载能力的结构层的一种工艺方法。
在旧路维修改造工程中大力推广应用现场冷再生基层、底基层技术,有以下优点:
1)简化施工工序。不需要再对旧路面基层进行特殊的挖掘和回填等处理,保证了结构的整体性,对旧路路基(下承层)的影响和破坏很小。
2)节约材料。所有旧路面材料和破碎的路基材料全部现场利用,从而大大减少了新材料的用量。
3)提高旧路性能。该方法可以提高基层承载力,这一点对低等级公路的提级改造尤其具有特殊意义。
4)节约工期。铣刨、破碎、添加、拌和、摊铺可一次完成,施工工序的简化使得工期缩短。
5)保护环境。因为旧料的利用大大减少了新材料的用量,也不存在废弃旧料的运输和堆放问题。现代再生机械所具有的封闭式自动控制添加系统,防止了粉尘的飞扬,从根本上满足了环境保护的要求。
国内外再生混凝土的研究现状
国内外再生混凝土的研究现状
【摘 要】我国国土面积大,资源丰富,在短期内混凝土的原材料危机还不会十分突出,因而对再生混凝土的开发研究要晚于工业发达国家。然而随着人们环保意识的增强,建筑废物引起的环境问题日益受到人们的重视。近几年我国政府制定了中长期科教兴国和社会可持续发展战略,鼓励开展废弃物再利用的研究和应用,并已对再生混凝土的开发利用进行立项研究。
【关键词】再生混凝土;再生骨料;废弃混凝土
1.国外再生混凝土的研究与应用现状
第二次世界大战以后,为减少建筑垃圾处理费用,有效利用建筑垃圾,美国、日本、荷兰等一些国家就开始了对废弃混凝土的处理和再生利用研究。
对于建筑垃圾的处理,发达国家大多实行的是“建筑垃圾源头消减策略”,即:在建筑垃圾形成之前,就通过有效的控制管理将其减量化;对于已产生的建筑垃圾采取破碎、掩埋等措施,使其具有再生资源的功能[1]。
1.1美国
美国运用再生骨料的现象非常普遍,美国政府制定的《超级基金法》给再生混凝土的发展提供可靠的法律保障。现在已经有超过20个州在公路建设中采用再生集料,26个州允许将再生集料作为基层材料,4个州允许将再生集料作为底层材料,将再生集料应用于基层和底基层的28个州级机构中,有25个州制定了关于再生集料的规定。
密歇根州交通厅在20世纪80年代初利用再生骨料重建了几条州际高速公路。堪萨斯州交通厅的研究认为:从技术层面讲将废弃混凝土再生作为骨料用于新建水泥路面面层或基层是可行的。
佛罗里达州交通厅的研究认为:再生骨料也具有较为优良的性能,并且能满足大多数道路机构对混凝土骨料的规范要求,因此对再生骨料进行研究利用是有价值的。
俄亥俄州交通厅得出以下结论:将再生骨料应用于新浇筑的混凝土中是可行的;再生骨料吸水率很高,施工中应加大用水量,并且在施工前应测定再生混凝土混合物的初凝时间、塌落度等基本参数。
1.2德国
德国的每个地区都有大型的建筑废物再生加工厂,在柏林就有20多个。德国的再生混凝土主要应用在在公路路面。德国钢筋混凝土委员会1998年8月提出了“在混凝土中采用再生集料的应用指南”,要求采用再生集料配置的混凝土必须完全符合普通混凝土的国家标准[2]。
再生混凝土性能与施工研究
No.19,2010 现代商贸工业 Modern Business Trade Industry g010年第19期 再生混凝土性能与施工研究 那娜娜 刘春艳 (黑龙江省富锦市规划局,黑龙江富锦156100) 摘要:研究道路旧水泥混凝土破碎后作为集料利用的关键技术。系统的研究分析了道路旧水泥混凝土破碎后的再 生集料的物理力学性质以及用其配置的粒料稳定土、水泥混凝土和沥青混凝土的物理力学性质,对再生混凝土施工进行了 研究。 关键词:再生混凝土;性能研究;施工研究 中图分类号:Tu 文献标识码:A 文章编号:1672—3198(2010)19—0356—01 旧水泥混凝土路面再生利用技术,国内的成果主要集 中在实验研究方面,是利用旧水泥混凝土路面的再生集料 筑路。对于减少旧路面改建和养护维修废渣造成的环境污 染,使路面改建和养护维修中产生的废旧路面材料得到充 分利用,降低路面工程造价,集中在旧混凝土再生集料用以 铺筑路面基层。道路旧水泥混凝土破碎后作为集料,减少 对有限路面建筑材料资源的开采,既避免了社会资源的浪 费,保护环境和节约资源,实现公路建设的可持续发展具有 十分重要的意义,将产生明显的社会和经济效益。 1混凝土路面再生集料 再生集料在混凝土中的具体应用前景与其物理力学性 质密切相关,再生集料可分为再生粗集料与再生细集料。 特别是对于应用于混凝土中的再生集料,粗集料是指粒径 大于2.36mm的集料,由于粗集料在混凝土中是起骨架作 用,再生粗集料颗粒大部分为表面包裹有部分砂浆的石子, 因此对于粗集料的技术要求除了有良好的物理力学性质级 配外,少部分为与砂浆完全脱离的石子,还要求有很好的力 学性质;从试验过程中可以看出,而再生细集料主要是起填 充作用,再生粗集料具有轮廓分明的边界,因此对其的技术 要求主要是物理性质和级配。进行了各种无机结合料稳定 再生粒科的无机结合料稳定土中集料级配天然集料,如下 表1所示。 表1 无机结合料稳定土中集料级配 方孔筛粒径(ram) 通过百分率( ) 分计百分率( ) 26.5 10O 0 19 87 13 9.5 55 32 4.75 35 20 2.36 20 15 0.6 10 1O 0.075 1 9 do.075 O l 利用再生集料配制的无机结合料稳定土,在参照规范 要求的各种无机结合料稳定土其强度和模量会龄期的增长 而不断增长的颗粒粒径组成范围的要求下,逐渐具有一定 的刚性性质。为研究再生集料配制的稳定粒料,为使试验方 便,表2为各种结合料稳定土的最佳含水量与最大干密度。 表2各种结合料稳定土的最佳含水量与最大干密度 配制稳定 最佳含水量 最大干密度 稳定土名称 土的集料 ( ) (g/kg) 再生集料一 5.5 2.26 水泥稳定土 再生集料二 5。7 2.23 天然集料 5.1 2.41 再生集料一 5.8 2.28 石灰稳定土 再生集料二 6.1 2.Z2 天然集料 5.5 2.38 再生集料一 8.3 2.24 二灰稳定土 再生集料二 8.5 2.19 天然集料 8.1 2.34 2再生混凝土的施工 施工前的准备工作是再生集料水泥混凝土路面施工的 重要组成部分,混凝土搅拌可根据施工场地和运输条件而 采用集中或分散搅拌。按照前面所讲述的破除旧水泥混凝 土以集中搅拌为宜,再生集料生产方法完成原材料的准备 工作。拌制混凝土时,根据工程的工期以及在现场实地踏 勘的基础上,要准确掌握配合比,编制出一套合理并切实可 行的组织设计,指导施工、控制预算、保证质量。收水抹面 就是在路面混凝土浇捣成型,在收水抹面完成的基础上再 进行表面扫毛或滚槽处理,并经过整平后的一道表面处理 工艺。处理后的路面表面要经得起车轮长期作用而不磨 光。对采用再生混凝土的路面进行收水抹面后,其表面应 具有细纹理和一定的粗糙度并应有贯通的小沟槽以利排 水,是使表面磨耗层的砂浆层密实、平整。并符合行车安全 度及雨天行车少滑溜的要求。 3 结语 道路旧水泥混凝土的再生利用工艺简单,社会效益显 著。对f日水泥混凝土进行破碎后得到的再生集料,通过试 验路修筑和经济分析,物理力学性质满足道路工程对粗集 料要求,可以在道路的基层、面层中再次利用。这种道路旧 水泥混凝土的再生利用,为旧水泥混凝土路面的重建和改 建提供了一种新的可供选择的新途径。 参考文献 Eli黄显智,王子明等.再生集料混凝土循环利用的试验研究[J].混 凝土,2003。(10). Ez3刘学艳,刘彦龙.混凝土再生利用的试验研究[J].森林工程, 2002,18(6). [3]许贤敏.再生骨料混凝土的干缩性能EJ].国外建筑科学,1998, (4). E4]邢振贤,周日农.再生混凝土性能研究与开发思路[J].新型建筑 材料,1999,(7). 作者简介:那娜娜(1982一),女,黑龙江富锦人,研究方向:工民建;刘春艳(1961一),女,黑龙江富锦人,研究方向:城市规划。
道路水泥砼再生集料在级配碎石垫层中的应用
城市建筑l道路桥梁I URBANISM AND ARCHITECTURE I ROAD AND BRIDGE
道路水泥砼再生集料在级配碎石垫层中的应用 ■黄文奎 [摘要】本文针对旧水泥混凝土路面废弃材料在道路工程 中的应用进行了适用性分析。结果表明,水泥混凝土路面 再生粗、细集料均可用于级配碎石垫层。利用重型击实法 确定了材料的最佳含水率和最大干密度,利用室内承载板 试验测定了级配碎石的回弹模量。结果表明,其小于天然 集料测值。在此基础上,给出了材料设计参数的推荐取值。 最后,提出了再生集料级配碎石垫层施工注意事项及质量 控制标准,希望能为再生集料级配碎石垫层的施工提供指 导和依据。 【关键词】再生集料适用性回弹模量材料设计参数质量 控制 本文首先对所用路面混凝土再生集料的适用性 进行了分析,结果表明材料满足碎石垫层使用要求。 然后,通过室内试验研究了再生集料级配碎石的材 料指标,并给出了材料设计参数(回弹模量)的推 荐取值。在此基础上,提出了再生集料级配碎石垫 层施工注意事项及质量控制标准,为再生集料级配 碎石垫层的施工提供指导和依据。 一、适用性分析 《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG 表1规范对路用粗集料的技术要求 F30—2003)和《公路路面基层施工技术规范》 (JTJ034—2000)均对不同使用场合路用粗集料的性 能提出了一些要求,具体如表l所示。需要指出的 是JTG F30—2003中粗集料的压碎指标均是以2000 年老版《公路工程集料试验规程》中“TO315水泥 混凝土用粗集料压碎值试验”为基准的,根据《公 路工程集料试验规程》(JTG E42—2005)中提供的相 关关系式换算得到的再生集料压碎值(按老规程试 验方法)为U.7%,由表1可知。
已有研究与应用均表明,再生细集料不可代替 天然砂用于拌制水泥混凝土,再生混凝土中的再生 集料仅为再生粗集料。1993年,国际材料与结构研 究实验联合会(RILEM)颁布了《再生集料混凝土规 定》,限制在混凝土中使用再生细集料。关于再生细 集料是否可以用于无机结合料稳定材料中,国内外 并没有明确的结论。我国在研究与应用水泥(二灰) 稳定再生集料时,一般均使用再生细集料完全取代 石屑或天然砂,效果尚可,但并没有针对再生细集 料对半刚性基层材料的性能影响进行专门研究。 二、材料设计指标及设计参数 i.最佳含水量和最大干密度 级配碎石试件采用重型击实法成型,试验级配 采用《公路沥青路面设计规范》(JTG DSO一2006)中 柔性基层骨架密实型级配的中值。骨架密实结构综 合了悬浮密实结构和骨架空隙结构的特点,既有一 定数量的粗集料形成骨架,又含有适量的细集料以 填充空隙,从而使混合料形成较高的密实度。 表2最佳含水量和最大干密度(修正后) 研究表明,再生集料中的结晶水造成击实试样 的含水量偏大很多,必须对含水量进行修正,即将 所测含水量减去结晶水含量。本文建议,在击实试 验前选取风干的再生集料,采用烘箱加热法测定再 生集料的含水率,将此含水率测值减去再生集料的 风干含水量(即自由水含量,可取0.25%)作为结 晶水含量。
水泥稳定再生混凝土骨料基层的性能研究
第28卷第l期 2011年1月 吉 林 化 工 学 院 学 报 JOURNAL 0F JIUN INS nTUTE 0F CHEMICAL TECHNOLOGY VoI.28 No.1 Jan.20l】
文章编号:1007—2853(201 1)01-007I-03
水泥稳定再生混凝土骨料基层的性能研究
李成发 ,张立东
(1.吉林化工学院后勤管理处,吉林吉林132022;2.吉林化工学院环境与生物 程学院,吉林吉林132022)
摘要:通过对水泥稳定再生混凝土骨料基层的试验研究,考察了水铌稳定再生混凝土骨料基层的力学 性能和收缩性能,结果表明:水泥稳定再生混凝土骨料基层切实可行,具有良好经济效应,更重要的是具 有广阔的应用效果,其中抗压强度、抗拉强度、弹性模量略低于同剂量的水稳碎石,收缩性能略大于同剂
量的水稳碎石,完全满足基层的要求. 关键词:再生混凝土骨料;基层;力学性能;收缩特性 中图分类号:TU411 文献标志码:A
废弃混凝土路面板的再生利用,不仅能保护
环境,还能降低工程造价,具有良好的社会效益和
经济效益¨引.本文就水泥稳定再生骨料用于高
等级公路基层问题进行了研究,利用振动成型废
弃混凝土再生基层,结果表明,水泥稳定再生混凝
土骨料基层力学性能完全能够满足现行规范对高
等级公路基层的指标要求,虽然再生基层的收缩
性能比相同剂量的水泥稳定碎石收缩性能略大,
但是显著小于贫混凝土基层,完全的符合高等级
公路基层要求,是废弃水泥混凝土的再生利用的
一个新途径.
1 原材料与试验方法
1.1 原材料
试验取哈尔滨一同江高速公路的废弃水泥混 凝面板,经过破碎、二次筛分做基层骨料,其筛分
结果满足高速公路基层骨料的粒径规范的要求.
用水泥做胶结剂,水泥选用哈尔滨生产的天鹅牌
325号水泥,水泥各项指标均满足要求.再生骨料
主要指标有颗粒级配和压碎值、洛杉矶磨耗、针片
状颗粒含量等.路用指标检测结果和试验级配如
再生水稳料在市政道路改造中的应用
ValueEngineering
1项目概况本市政道路改造工程位于湘潭韶山市区,需要改造6条道路,全部为通往景区的主干道,全长为13.8km。道路改造采用两种设计方案:方案一现状良好路段采用铣刨4cm,加铺4cm沥青混凝土路面,方案二重度龟裂、沉陷、重度裂缝路段采用挖除既有面层基层,新建水泥稳定碎石基层(18cm厚4.5%水泥稳定碎石底基层+18cm厚5%水泥稳定碎石下基层+19cm厚5.5%水泥稳定碎石上基层)及面层(图1项目道路改造结构图),经计算,全线改造需铣刨及破碎既有水稳碎石料的总量为25844t,生产及摊铺新水泥稳定碎石为67837t。本工程道路路面破损情况主要是重度裂缝和龟裂、沉陷,改造面临的主要问题为:淤六条道路位于城区,道路两侧住宅和商户林立,施工噪音不能太大;于建设单位指定的建筑垃圾收纳场距离工地现场为20km,且需要收取收纳费用;盂因项目施工期处于湖南省“蓝天保卫战”期间,周边碎石厂已停产,最远能提供碎石的厂家在衡阳,采购的市场价格较高,且供料产量不能保证;榆因改造的道路属于通往韶山景区的主路,不能中断交通,采用半幅施工,半幅开放交通,半幅施工完成后,需立即开放交通,满足游客通往景区及商户开业的需要;虞县城周边没有满足项目产量的水泥稳定碎石厂及沥青混凝土厂,最近的水泥稳定碎石拌合站在距离项目50km,以上是道路改造施工面临的材料及施工方面的问题,施工方案的选择须综合考虑以上情况。2水泥稳定碎石料生产及施工方案的选择结合本工程面临的问题,对既有道路结构层破除及水泥稳定碎石方案进行分析及选择,分析如下:淤既有道路结构层破碎方案:破除道路的方案有以下两种方案,方案一采用切割机切除需破除的范围,采用炮击破碎、挖机装车、自卸汽车运输的组合;方案二是采用铣刨机铣刨结构层。从上述两种方案及结合项目面临的主要问题进行分析:项目的施工要求是施工噪音不能太大,同时要求施工周期要短,即半幅破碎施工完成后立即施工道路结构层,然后开放交通,按此要求,方案一不适用于本工程;采用方案二能很好地适合本工程,对本工程的好处为:施工噪音相对方案一较小,且周边住户相对能接受,铣刨速度快,工序简单,铣刨料直接输送到自卸汽车,不需要切割破碎范围和挖机对破碎料装车,节省了时间,铣刨完成的面相对平整,便于周边住户暂时通行,虽能解决部分问题,但同样面临需将破碎料运往20km外的消纳场,经济上不合理及造成了资源的浪费。于水泥稳定碎石混合料供料方案选择:因附近满足本工程需求产量的水泥稳定拌合站距离项目较远,运输时间较长,不能满足水泥稳定碎石运输时间的要求,容易因交通堵塞等意外情况导致水泥凝固,造成水泥稳定碎石混合料报废的风险,同时因原材料价格上涨,运输距离长等原因导致采购的水泥稳定碎石混合料价格过高,经济上不合理。基于以上情况,项目结合新建水泥稳定碎石混合料的数量、建站成本、采购的水泥稳定碎石混合料市场价格进行了测算,采用自建拌合站相对于直接采购水泥稳定碎石混合料成本低,也解决了运输时间满足水泥凝固时间对水稳碎石基层的要求,同时便于水泥稳定碎石基层施工组织,不受水泥稳定碎石拌合厂家的供应计划的限制。采用自建拌合站拌合的方案存在的主要问题是原材料(如碎石)短缺,采购成本高的问题。要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要作者简介院李维(1987-),男,湖南湘乡人,中级职称,主要从事市政施工。再生水稳料在市政道路改造中的应用ApplicationofRecycledWaterStabilizedMaterialsinMunicipalRoadRenovation李维LIWei(中铁二十五局集团第三工程有限公司,长沙410016)(ChinaRailway25thBureauGroupThirdEngineeringCo.,Ltd.,Changsha410016,China)摘要院面对市区市政道路改造存在产生的建筑垃圾多,同时因环境保护的要求和资源的开采导致碎石产量受限、价格上涨的背景下,通过再生技术,利用既有道路改造产生的水稳废料进行破碎筛分,形成再生骨料,经处理增强后,部分代替新骨料用于水泥稳定碎石基层。在本工程应用中,采用方案对比分析的方法,结合现场条件,选择了再生水稳方案。在实际施工过程中,加强了质量问题的防治及成本的管控,所施工的水稳基层质量满足要求、成本可控、经济效益明显。Abstract:Inthefaceofthehighamountofconstructionwastegeneratedduringtherenovationofurbanmunicipalroads,aswellasthelimitedproductionandpriceincreaseofcrushedstoneduetoenvironmentalprotectionrequirementsandresourceexploitation,recyclingtechnologyisusedtocrushandscreenthewaterstablewastegeneratedfromtherenovationofexistingroads,formingrecycledaggregates.Aftertreatmentandreinforcement,someofthemareusedtoreplacenewaggregatesforcementstabilizedcrushedstonebase.Intheapplicationofthisproject,themethodofcomparativeanalysisofschemeswasadopted,combinedwithon-siteconditions,andtheregenerationwaterstabilizationschemewasselected.Intheactualconstructionprocess,thepreventionandcontrolofqualityproblemsandcosthavebeenstrengthened.Thequalityofthewaterstablebaselayerconstructedmeetstherequirements,thecostiscontrollable,andtheeconomicbenefitsareobvious.关键词院厂拌再生水稳料;再生骨料的处理;经济效益;成本管控Keywords:plantmixedrecycledwaterstabilizedmaterial;treatmentofrecycledaggregates;economicbenefits;costcontrol中图分类号院U414文献标识码院A文章编号院1006-4311(
旧路水泥稳定碎石基层冷再生技术的应用
旧路水泥稳定碎石基层冷再生技术的应用 王运超 贾晓宇 董艳兵 (1.南乐县公路管理局;2.濮阳市通达公路工程有限公司) 摘要:本文对旧路水泥稳定碎石基层冷再生技术的应用做了简要论述。 关键词:旧路水泥稳定碎石基层冷再生应用 1概述 从本世纪初至今,高速公路及其他等级公路大量采用水泥类稳 定粒料作为路面基层,随着公路使用年限的延长,公路的服务水平、 功能逐步降低,因此通过公路旧路改造、升级来提升公路的服务水 平。在公路交通领域贯彻科学发展观,落实节约资源和保护环境的基 本方针,在公路建养的各环节树立人与自然和谐的理念,是实现公路 行业可持续发展的必然要求。 在公路工程旧路改造、升级中,因旧路整体强度不能满足行车要 求,一般采用两种方案:一是加铺补强层,二是彻底翻修路面结构层。 以往旧沥青路面大修的传统施工方法多是采取彻底翻修路面结构层 的改造方案,浪费资源又污染环境,施工周期长,给当地居民带来生 活和工作的不便。旧沥青路面就地冷再生技术,优点一是能够满足路 面补强的要求;二是变废为宝,节约工程投资,利于环保,它将废旧路 面材料再生循环,可以节约土地占用和避免对环境的污染,可以降低 对石料、沥青、水泥的材料需求,降低工程成本;三是施工工期大为缩 短,可减少对当地居民生产生活的影响。 2就地冷再生技术介绍 就地冷再生技术采用专用的冷再生设备或铣刨机械,对沥青面 层、基层进行铣刨、破碎和筛分(必要时),掺入一定数量的新集料、活 性填料(水泥、石灰等)、水,经过常温拌和、摊铺、碾压等工序,一次性 实现旧沥青路面再生的技术。 道路就地冷再生施工中使用的骨料主要有铣刨下来的旧沥青面 层材料、碎石、砾石、砂及砂砾混合料等。道路就地冷再生施工中使用 的添加剂主要有石灰、粉煤灰等,水泥、石灰或水泥与粉煤灰的混合 物可以采用就地摊铺的方式,也可以通过机载一体式撒布装置撤布。 这项技术具有施工工艺简便、工期短、可分段施工、工程造价低 等优点。同时充分利用了旧路资源,解决了因旧路挖除重建而产生的 建筑废料及运输和堆放等问题,并减少了新材料的用量,减少了环境 污染与破坏。 3工程概况与特点 S21 2清渠线濮阳县南关至庆祖段公路改造工程,全长 1 9.359km。2000年在原有公路的基础上加宽改造,为平原微丘二级 公路标准。一般路基宽11m,路面9m,路面边缘设0.15m宽路沿 石。经实地调查原有路面的结构型式为3cm细粒式沥青混凝土 +4cm中粒式沥青混凝土1 6cm水泥稳定级配碎石基层。 经过对该旧路的路况调查,该道路主要病害有坑槽、沉陷、块状 裂缝,其使用功能已逐渐降低,严重影响行车质量,急需改造。坑槽由 于超重型车辆的碾压,造成基层结构松散破坏,面层脱落、松散所致; 沉陷由于该段双侧沟渠水位较高,由于季节性冻融及车辆反复碾压 造成路基松软、变形过大而引起路面沉陷:块状裂缝主要是由于沥青 混合料的组成材料和施工不规范,混合料老化产生塑性变形,或由于 道路养护不及时,使面层材料和路基在车轮荷载反复作用下出现纵 横向变形。 因为该路目前的宽度不能满足行车要求及当地经济的快速发 展,需进行加宽、改造,加宽部分路面结构设计方案:5cm中粒式改 性沥青混凝土+透层油+18cm水泥稳定碎石+2 x 18cm石灰水泥 稳定土+60cm5%水泥土路床处理;改造部分路面结构设计方案是. 部分路段旧路结构层进行冷再生处理后做底基层,部分路段注浆补 强后做底基层、然后加铺补强结构层。旧路补强路面结构层从上到下 依次为5cm中粒式改性沥青混凝土+18cm水泥稳定碎石+原路 面及水泥稳定碎石基层冷再生层(23cm)底基层或注浆补强底基层。 4施工前准备 4.1技术准备 对旧路结构材料进行现场冷再生破碎,试验检测人员取土样,迭 公路工程试验检测中心进行了土工试验,试验室标准击实为P:2 28g/cm。,最佳含水量为w=5.9%,水泥:旧路面为5.95,7天无1'1 抗压强度不小于2.OMPa。经工地试验室复核标准击实P=2 06g/cm。,最佳含水量为w=6.4%。 4.2材料准备 经破碎旧路面沥青面层及水泥稳定碎石基层获得的混合料作 冷再生结构的骨料及填充料,4.75mm的颗粒成分通过率 55.3%,9.5mm的颗粒成分通过率为76.1%,19mm的颗粒成分避 过率为94.8%,符合冷再生规范继配要求。 水泥:必须符合路用32.5级缓凝普通硅酸盐水泥(初凝时间 3小时,终凝时间为6小时以上),其各项技术指标的要求,水泥要乡} 批进料,做到既不影响施工进度,又不过多存放:应尽量缩短堆放 间,如存放时间稍长应予以覆盖,并采取封存措施,妥善保管。 水:施工用水为饮用水或沟渠就地取水。 4.3施工机械准备 ;隹备配备齐全的施工机械和配件,做好开工前的检修、保养、证. 机工作,保证在施工期间不发生有碍施工进度和工程质量的故障。主 要设备有:冷再生机、平地机、洒水车、胶轮压路机、推土机等。 4.4施工质量检测设备 ①水泥凝结时间测定设备。 ②压实度检测设备。 ③含水量检测设备。 ④水泥抗压强度检测设备。 ⑥重型击实仪。 ⑥测量仪器如全站仪、水准仪等,钢尺、3米直尺等。 4.5施工放样 恢复中线,直线段每2O米、曲线段每10米设一个中桩,并在老 路面放出该层边线桩,进行水平测量。 5施工方案与施工工艺 依据当地路面结构,用水泥作为活性添加料对沥青路面及水 稳定碎石基层进行就地冷再生是常用的一种方案,水泥的通常剂量 按重量计在4—6%之间比较合适。本项目改造施工采用的是袋装 泥就地摊铺、拌合的方法,考虑到水泥摊铺、拌合过程中的水泥损失、 消耗,实际控制水泥剂量比配合比设计要求高0.5百分点。 因为冷再生技术为新工艺,故先进行了200m的试验段,通过试 验段施工、试验检测,确定压实机械的组合、碾压次序、遍数、强度等 参数,最后明确其主要施工方案及工艺流程。 5.1旧路面破碎拌和 (上接第118页) 失。 总之,从上文中的分析来看,对于房屋建筑中出现裂缝和渗漏这 一病害,灌浆处理是可行的,它具有方便快捷、绿色环保等特点,能使 房屋建筑保持美观的同时延长使用寿命。只要能合理利用灌浆技术, 就能提高房屋质量和人们的居住水平。 参考文献: …陈宏伟.房屋建筑墙体裂缝成因及其控制措施探究.【J】.建筑科技与管 理201O(O7)95. 119 [2j陈真,闰丰梅房屋建筑墙体裂缝成因及其控制措施 商品与质量・ 建筑与发展2010(08)144 [3】范志强探讨灌浆技术在治理房屋渗漏中的应用[J】广东建材2O()8 (O3)79 [4】陈新壮浅谈房屋常见裂缝的原因和防治[Jj山西建筑200 7{ 171 [5]简春荣.浅谈混凝土(房屋)裂缝的原因与防治【J】科技致富导向20i0 (19)
路面基层材料水泥稳定碎石的再生利用
2013年第9期
(总第235期) 黑龙江交通科技
HELLONGJIANG JIAOTONG KEJ No.9,2013
(Sum No.235)
路面基层材料水泥稳定碎石的再生利用
棠世文
(贵州省凯里公路管理局)
摘要:路面基层材料的再生利用技术非常适合道路维修改造,应该在路面大量大修改造工程中,尤其是缺
乏砂石材料的地区推广应用。在我国废料再生利用尚处于起步阶段。
关键词:路面基层;水泥稳定碎石;再生利用
中图分类号:U416.214 文献标识码:C 文章编号:1008—3383(2013)09—0033—01
1路面基层材料的再生机理
(1)水泥的水化作用。水泥与旧}昆合料中的水分通过 水化作用生成了具有胶结能力的水化产物ca(OH) ,ca
(OH) 进入旧混合料空隙中与其相互结合,将原本有塑性
的旧混合料包裹起来,形成稳定性较强的新混合料。(2)碳 酸化作用。水化产物Ca(OH) 不仅与旧混合料反应,还可
以与CO,反应生成CaCO ,此反应增大了水化产物的体积,
同时使得新的混合料钙化,再生混合料的密实度和稳定性都
有所提高。(3)离子交换作用。旧混合料粉碎后颗粒小,相
对表面积大,其活性就高。通过复杂的离子交换作用,旧混
合料就会相互凝聚靠拢,使得再生混合料的强度和稳定性提
高。(4)化学激发作用。混合料中ca“与SiO2和A12O3反
应生成胶凝物质硅酸钙和铝酸钙,胶凝物质将旧混合料凝结
一起,形成一个整体来提高再生混合料的强度。 2路面基层材料再生混合料施工
2.1施工准备 (1)病害处理:基层再生施工前,需按设计要求与实际
状况对路面病害先行处理,一般有下列情况:①软土路基。
软土路基按设计要求与具体状况处理,一般浅层软基采用换
填方式解决。②浅度病害。针对小于再生层厚度的沉陷、车 辙、坑槽,需加铺级配碎石新料,弥补再生混合料因其不足。
③深度变形。对于超出再生层厚度的沉陷、坑凼,应先铺筑
