浅析沥青路面水泥稳定冷再生基层技术
2016-05-23
我国的公路基础设施已经转为建设、养护并重高峰期，不再单纯的以建设为主。对于旧路大修养护，传统的工艺工期长、造价高，并且中断交通，堆放需要场地、易造成环境污染、资源浪费。而旧路面的再生利用技术由于具有良好的社会效益、环保效应和经济效益，已成为路面养护技术的一大研究方向。鉴于此，本文将对水泥稳定冷再生基层技术进行分析研究。
1 水泥稳定冷再生基层技术分析
1.1冷再生机的结构及工作原理
冷再生机主要由转子、乳化沥青喷洒装置、水泥稀浆喷洒装置、破碎棒等组成，其结构如图1所示。
其中，旧铺层材料的铣刨、破碎及新旧材料的充分、均匀拌和是由动力装置通过传动装置带动转子完成；而乳化沥青、泡沫沥青或水泥稀浆添加剂的自动控制计量和均匀添加是由添加剂喷洒装置完成；旧铺层材料的破碎粒度是由粒度调节装置用来调节的。
铣刨鼓是冷再生机的主要工作装置，它的驱动方式有机械传动、液压传动和液压机械组合3种传动方式，铣刨鼓上均匀布置着铣刀，铣刀是按左右螺旋线规律排列的。冷再生机的工作方式有两种，一个是水平进给，另外一个是垂直进给。前者指当冷再生机垂直铣削路面达到要求的深度以后，冷再生机沿着行进方向对路面进行逆式铣削。后者是指冷再生机原地不动，提升支撑轮，铣削装置在回转的同时，垂直向下铣削路面。
1.2冷再生基层的工艺原理
水泥现场冷再生基层的工艺原理就是利用现有的旧路面铺层材料，必要时加入部分新骨料，再按比例加入一定量的水泥添加剂，在自然环境下连续地完成路面材料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型，使之成为具有所需性能质量的新路面结构层。主要包括四道工序：首先是准备旧路面的再生材料包括破碎和翻松旧路；其次是加入添加剂和水并加以拌合；第三是成型和压实；最后是在再生的路面上加铺面层。再生层在采用振动压路机压实前，先用平地机整型，最后再用轮胎压路机完成最终压实，从而获得良好的表面特性。
2 强度形成及适用性分析
在经过冷再生机的破损后，需要在其中掺入一定量的水泥来稳定破损材料，在经过拌合、碾压和养生后，形成具有一定强度的半刚性基层材料，以保证再生结构层具有足够的承载能力。
水泥稳定冷再生混合料的强度形成过程与一般水泥稳定类材料相似，要经过极为复杂的化学、物理作用：
（1）化学过程：水泥的水化和水解作用，有机物质的聚合作用，以及与许多化学成分复杂的新生成物有关的其他化学过程；
（2）物理过程：旧混合料的机械破碎、拌和、混合料的压实以及水泥稳定材料在合适的温度和湿度长期作用下强度的形成；
（3）物理一化学过程：旧料中的微小颗粒与化学产物中个别组分的交换吸附作用，颗粒的凝聚作用以及随后多种结构的生成。
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个成分发生强烈
的水解和水化反应，同时氢氧化钙从溶液中分解出，并形成水化物，具有很强的胶结能力的，这是水泥稳定土强度的主要来源。
根据我国《公路路面基层施工技术规范》（TJT034-2000）规定，当水泥稳
定土用作路面基层和底基层时，其7天龄期的无侧限抗压强度（6天保温保湿养生，1天浸水）应符合表3.3.1要求。其中，二级和二级以下公路基层强度2.5~3.0 MPa，底基层为1.5~2.0 MPa，高速公路基层强度为3.0~5.0 MPa，底基层为1.5~2.5 MPa。
根据已有的工程研究，冷再生基层7天无侧限抗压强度基本3.0MPa以下，很难做到3.0~5.0MPa这个区间内，除非增加水泥的掺量，而这样的话又会大大增加基层的收缩，增加开裂，综上所述，水泥稳定冷再生基层适用于二级和二级以下公路的基层和底基层、高速公路和一级公路的底基层，不适用与高速公路和一级公路的基层。如下表1：
3 结语
水泥稳定碎石基层材料的再生利用，不但能够节约大量的砂石材料、节省工程造价，而且有利于废料的处治、保护环境和节约能源。鉴于水泥稳定冷再生技术，减少新石料的开采，具有明显的经济效益、社会效益和环境效益。因此，研究水泥稳定碎石基层的再生利用，推广水泥稳定冷再生基层技术有着极其重要的意义。
