碎石化技术论文范文

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随着公路交通量的不断提升，公路路面也出现了很大程度的损坏，这使得其承载能力被很大程度的降低了。为了能够有效地解决这个问题，公路管理部门需要利用合理、科学的修复方法对其进行处理，以便对公路路面的承载力进行提高。过去公路管理部门所采用的修复方法有两种，一种是对局部破损的路面进行挖出，另一种则是压浆。然而，这两种修复方法都存在相同的缺点，即无法保证公路路面能够被完全修复，以及经过修复的公路路面的强度没有完全恢复，这就使得经过修复的路面很容易出现缝隙。碎石化技术的应用则可以很好地解决这个问题，碎石化技术的原理是通过使用相应的施工设备打碎破损处的公路路面，这一过程可以有效的解决破损路面存在的所有问题，且可以将路面下出现的问题进行很好地展现，在进行修复的时候，再以打碎的路面为修复基层，并在其上面加上新的路面。在对破损路面进行修复的时候，利用碎石化技术对混凝土进行处理，可以使其变得更加平整，容易铺设，同时也可以是路面结构的内部变得更加结实、紧密，这不仅能够提高公路的承载能力，也可以预防公路路面再次出现缝隙，对延长公路使用寿命也有很大的帮助。

1．2特点分析

(1)一般情况下，公路施工人员在修复破损的公路路面时，会嵌挤破损处的混凝土块内部，并将其进行结合，使其能够成为具有较高密度的混凝土路面，而这种路面的使用能够很好地提高公路的承载能力。

(2)碎石化技术的工作原理比较简单，容易操作，而且修复公路所需的时间比较短，这也代表修复所需的成本不是很高。

(3)碎石化技术所具备的优点有很多，但其的最大优点是不需要将已经损坏的混凝土路面打碎、移走，这不仅能够很好的节省施工材料，也能够在很大程度上对施工成本进行降低，同时还能够提高公路工程的施工速度。而且，利用碎石化技术对破损公路路面进行修复，还可以有效的避免公路路面出现缝隙。

(4)利用碎石化技术对公路进行修复，一般都是就地取材，不会对四周的环境造成破坏。而且，破损处的路面也可以被用作修复时的基础材料层，这样既能够达到对旧的路面进行使用的目的，也可以降低公路修复时造成的不利影响。

2路面碎石化技术的实施要求

2．1对碎石化技术的实施流程进行确认

现如今，随着碎石化技术的广泛应用，碎石化技术在这一过程中得到了很好地发展，使得其逐渐产生了一套比较完善的施工流程。这一施工流程是:第一步，先使用破碎机对破损的混凝土路面进行破碎(1次);第二步，利用Z型压路机对公路路面进行振动压实(2次);第三步，利用级配碎石对公路路面的破损处进行填充;第四步，利用光轮压路机对填充好的路面进行振动压实(5－6次);第五步，对公路路面的回弹弯沉值进行测量，并替换掉旧的弹簧板;第六步，在修复好的公路路面上铺设沥青透层油，并撒上石屑;第七步，在经过10－12小时后，在公路路面铺设沥青混合材料。

2．2做好碎石化技术实施前的准备工作

在实施碎石化技术之前，施工人员需要做好以下几项准备工作。一是要对出现破损的混凝土路面进行一定程度的清除，并移除路面上的杂物，否则这些杂物很容易对碎石化技术的实施造成不利影响，从而导致公路施工质量出现问题。二是全面标记公路内部的结构，并依据施工图纸和施工资料对公路内的管线分布状况进行调查，以免碎石化过程会对这些公路内部结构造成影响。三是对公路和桥梁之间的连接点进行标记，尤其是出现破损的地方，必须要标记具置，以便施工人员对其进行修复。四是在施工过程中，需要对破损处的公路进行交通管制。在实施碎石化技术的时候，没有铺设水泥的公路一般是不可以被使用的，所以施工单位需要对施工处的公路进行交通管制，如果条件允许，最好是在全封闭式环境下进行路面修复，假如无法对公路进行全面封闭，则需要对公路进行半封闭，否则公路施工质量就无法得到保证。

2．3重视碎石化技术的实施要求

在实施碎石化技术前，施工人员需要清理破损处公路上的杂物，并将公路的凹陷处填充平整，否则公路的碎石效果就无法得到保证。在对破损处的路面进行振动压实前，施工人员也需要将凹凸不平的路面进行处理，以使其能够变得平整，从而确保公路路面的振动压实质量，并使其能够达到碎石化技术的实施标准。在实施碎石化技术时，施工人员需要从高到低沿着公路路面进行实施，否则公路路面的排水能力就会受到影响。

3公路工程中路面碎石化技术的应用分析

3．1对旧混凝土路面进行修复的要求

一般情况下，利用正常养护方法对公路进行养护是无法满足碎石化技术的实施要求，而且也无法有效解决公路路面出现的问题。比如，公路路面较常出现的错台、翻浆等问题。在公路路面出现这些问题也代表公路有超过20%的接缝需要处理;有超过30%的工作长度出现了宽度大于10cm的缝隙;有超过20%的路面结构没达到标准。当公路路面出现了以上问题后，就需要利用碎石化技术对其进行修复。

3．2碎石化路面的再次使用

碎石化技术的实施所需要使用到的设备有破碎机及Z型压路机。这些设备在使用过程中能够在一台班内破碎路面1－1.3km。在对路面进行破碎后，施工人员需要利用Z型压路机对其进行振动压实，以使其能够变得更加平整。此外，将破碎后的混凝土路面作为基础材料层进行再次使用的优点有很多，比如碎石化过程可以使混凝土路面的强度分布的更加合理;碎石化过程也能够有效解决旧混凝土路面存在的问题;经过碎石化处理的混凝土颗粒，不会再次出现应力集中问题。以上这些优点能够有效地保证公路路面的修复质量。

3．3对经过碎石化处理的公路路面进行强度检测

一般在设计公路路面结构的时候，设计人员往往是将碎石化层的强度作为整个公路路面的代表强度，也就是顶面回弹模量。假如经过碎石化处理后的强性模量能够达到一定的水准，那么在设计公路路面结构的时候，就可以使用这种措施，以便更好地降低公路路面的厚度;相反，假如碎石化处理后的强性模量无法达到最低标准，则需要采取一定方法增加公路路面的厚度。

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中图分类号：U416.216 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0163-02

1、概述

1.1 碎石化的概念

水泥混凝土路面碎石化（Rubblization）是一种旧水泥混凝土路面破碎处治技术，是对旧水泥混凝土路面大修或改造的重要手段。实施碎石化的主要设备有MHB（Multiple-Head Breaker）类设备和共振式设备两种类型。这两种设备相比，共振式碎石化设备破碎程度较高，破碎后颗粒粒径更小，因而板块强度损失程度也较大，需要加铺的路面结构要求更高，不够经济，因此，MHB逐步发展成为碎石化的主要设备。

本册是主要针对MHB碎石化再生技术编制，主要内容是MHB类设备碎石化再生技术的研究和应用。

1.2 碎石化技术的主要特点

MHB碎石化再生技术的主要优势是：通过破碎将旧水泥混凝土路面结构强度降低到一定程度，防止反射裂缝的发生，同时能够实现两者较好的平衡，旧路面进行MHB碎石化后应具有以下特点：碎石化能使原水泥混凝土板块在平面上强度分布均匀、仍能保留原水泥混凝土路面的一定强度、消除原水泥混凝土路面病害、碎石化后的粒径合理，不会产生应力集中现象。

1.3 碎石化技术专用设备及特点

实施MHB类碎石化技术，主要设备是MHB（Multiple-Head Breaker）多锤头破碎机和Z型压路机；设备特点：MHB的破碎机理是通过重锤的下落对水泥混凝土板块产生瞬时、点状的冲击作用。这种破碎机械具有以下特点：整幅车道宽度单次多点破碎、锤击功可以方便调节、破碎效率很高、破碎后颗粒组成特性较好、破碎后的表面平整度较高、方便调节，作业灵活。

2、路面碎石化的施工工艺和质量控制办法

2.1 MHB设备的一般施工工艺

使用MHB设备进行路面碎石化处理并加铺沥青路面结构的一般过程如下：

2.1.1 路面碎石化前的处理

2.1.2 移除现存的沥青罩面和沥青修补

2.1.3 排水系统设置或修复

2.1.4 特殊路段的处理

在路面破碎之前应对出现严重病害的软弱路段进行一下修复处理：

2.1.5 构造物的标记和保护

施工前，针对调查的结构物资料在现场做出明确标记，以确保这些构造物不会因施工造成损坏。

2.1.6 设置高程控制点

在有代表性路程设置高程控制点，以便在施工中监测高程的变化，指导罩面施工。

2.1.7 交通管制及分流

在碎石化施工之前制订交通管制及分流方案，满足通车及施工要求。

3、路面碎石化施工

3.1 试验段与试抗

试验区主要用于设备参数调整，以达到规定的粒径和强度要求。

（1）试验区。在路面碎石化施工正式开始之前，应根据路况调查资料，在有代表性的路段选择至少50m、宽4m（或一个车道）的路面作为试验段。根据经验一般取落锤高度为1.1～1.2m，落锤间距为10cm，逐级调整破碎参数对路面进行破碎，目测破碎效果，当碎石化后的路表呈鳞片状时，表明碎石化的效果能满足规定要求，记录此时采用的破碎参数。

（2）试抗。为了确保路面被破碎成规定的尺寸，在试验区内随机选取2个独立的位置开挖1的试坑，试坑的选择应避开有横向接缝或工作缝的位置。试坑应开挖至基层，以在全深度范围内检查碎石化后的颗粒是否在规定的粒径范围内。如果破碎的混凝土路面粒径没有达到要求，那么设备控制参数必须进行相应调整，并相应增加试验区，循环上一过程，直至要求得到满足，并记录符合要求的MHB碎石化参数备查。在正常碎石化施工过程中，应根据路面实际状况对破碎参数不断作出微小的调整。当需要对参数作出较大的调整时，则应通知监理工程师。

3.2 MHB破碎

一般情况下，MHB应先破碎路面两侧的车道，然后破碎中部的行车道。

在破碎路肩时应适当降低外侧锤头高度，减小落锤间距，既保证破碎效果，又不至于破碎功过大而造成碎石化过度。

两幅破碎一般要保证10cm左右的搭接破碎宽度。

机械施工过程中要灵活调整行进速度、落锤高度、频率等，尽量达到破碎均匀。

3.3 预裂要求

在一些少见的路段（如岩石基层或混凝土基层路段），应采用打裂等其他手段进行混凝土路面的预裂，确保碎石化后达到预期效果。预裂后，根据情况进行试验段施工，重新确定碎石化破碎的施工参数。

3.4 软弱基层或路基修复

对于在碎石化施工过程中发现的部分软弱基层或路基进行处理。

3.5 凹处回填

路面碎石化后表面凹处在10cm×10cm以上的应利用沥青混合料找平，以保证加铺沥青面层的平整度。

3.6 原有填缝料及外露钢筋清除

在铺筑HMA以前所有松散的填缝料、胀缝材料、切割移除暴露的加强钢筋或其他类似物应进行清除，如需要，应填充以级配碎石粒料。

3.7 破碎后的压实要求

压实的主要作用是将破碎的路面表面的扁平颗粒进一步破碎，同时稳固下层块料，为新铺沥青面层提供一个平整的表面。

破碎后的路面采用Z型压路机和单钢轮压路机振动压实，压实遍数1～2遍，压实速度不允许超过5km/h。

在路面综合强度过高或过低的路段应避免过度压实，以防造成表面粒径过小或将碎石化层压入基层。

3.8 乳化沥青透层

为使表面较松散的粒料有一定的结合力，建议使用慢裂乳化沥青做透层，用量控制在2.5～3kg/。乳化沥青透层表面再散布适量石屑后进行光轮静压，石屑用量以不粘轮为标准。

3.9 破碎路段边缘处理

碎石化和非碎石化混凝土路面接缝应考虑相应的过渡措施，如在接缝上设置格栅等。

4、路面碎石化的施工质量控制方法

MHB作为一种施工机械，主要控制的指标是落锤高度和锤迹间距。这两项指标决定了冲击能量大小和分布密度，从而最终决定了破碎后结构层在整个厚度范围内的粒径分布特性以及其力学性质。

水泥混凝土板块下的基层、土基强度较高时可能造成碎石化困难，所以要对其强度作出定性评估。土质较好情况下的挖方，应属于下卧层强度较高类，土质一般的挖方和填方属于一般强度类，而路基填料土质较差或含水量可能相对较高的情况属于下卧层强度较低类。

5、MHB碎石化施工质量标准

5.1 路面碎石化后的粒径范围

水泥混凝土板块的厚度一般在20～26cm之间，破碎后顶面粒径较小

5.2 路面碎石化后顶面的当量回弹模量

水泥混凝土路面碎石化后顶面的当量会谈模量是根据前述新加铺结构设计方法进行设计的基本参数之一。对于直接加铺沥青混凝土的路面结构，回弹模量平均值宜控制在150～500Mpa之间。

5.3 MHB碎石化施工质量标准及检测频率

为满足直接加铺面层的技术要求，保障加铺层施工质量，碎石化层作为基层直接加铺沥青路面，目前我国技术规范中没有相应规定，本方案技术指标要求，参考我国现行技术标准〈〈公路路面基层施工技术规范〉〉（TJT034――2000）和原技术标准TJT034――93的基础上，结合试验路的实际情况提出的，具体实施中可以灵活掌握。但是，必须提出：如果碎石化层的表面平整度与上述要求差异较大，在铺筑沥青路面前，必须进行处理。处理措施主要有：

（1）可根据平整度情况合理选择沥青混合料的型号；

（2）填充级配碎石找平、碾压后洒布热沥青或乳化沥青，再进行压实；

（3）采用其他合适的技术措施进行找平。如果不经进行找平，可能会影响沥青路面的平整度，影响路面使用效果。

参考文献

[1] 山东省交通厅公路局，东南大学，山东省公路工程总公司.水泥混凝土路面碎石化综合技术研究，2005.

[2] 张玉宏.水泥混凝土路面碎石化综合技术研究.东南大学博士论文，2006.

[3] 王松根等.水泥混凝土路面碎石化改造技术应用与探讨.北京：公路，2004.5.

[4] 张玉宏等.国外水泥混凝土路面碎石化技术简介.北京：公路，2003.9.

[5] 李昶等.冲击压实与MHB类设备对水泥混凝土路面破碎效果的对比研究.北京：公路交通科技，2004.11.

[6] 张玉宏等.水泥混凝土路面碎石化中MHB设备应用.北京：公路交通科技，2005.3.

[7] 张玉宏等.旧水泥混凝土路面碎石化后的沥青加铺层设计。北京：公路交通科技，2005.4.

[8] 黄晓明等.水泥混凝土路面碎石化层应力强度因子有限元分析。北京：公路交通科技，2006.2.

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一、工程概况

大连石化新厂新建项目，场地位于大连石化分公司院内，拟建餐厅长36.0m，宽20.7m，二层框架结构。

二、基础以下工程地质条件及地下水

（一）基础以下工程地质条件

①素填土，黑褐色，松散，由灰岩碎石及少量粘性土等组成，层厚2.5～4.6m，属软弱土，不稳定。

②中风化石灰岩，岩体具中厚层结构，岩芯呈碎块状、短柱状，岩体较破碎，属较软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。

（二）地下水

地下水稳定水位埋深2.0～3.0m，为海水和第四系潜水混合的地下水，水位受潮汐影响。

三、设计参数

由于拟建餐厅周边分布石油管线及建筑物，处理范围小，不适宜采用桩基及强夯，综合考虑，采用注浆处理后的素填土为复合地基，处理后复合地基承载力特征值fak不小于200Kpa，压缩模量Es不小于20Mpa，即可满足设计要求。

处理基础范围为36.0*20.7m，根据理正软件计算，按1.4m的等边三角形布点，共布置17排注浆孔，总孔数为434个，注浆孔径为110mm，注浆孔钻至中风化石灰岩，注浆套管管径为108mm。①注浆压力：　注浆过程中，由于填土位于上层，层顶位于地表，浆液沿水平剪切方向流动会在地表出现冒浆现象，因此注浆的极限压力值Pu须满足下式：

Pu＝γhtan2（45°+φ/2）+2ctan（45°+φ/2）

式中h为注浆孔的深度。在实际注浆过程中，应考虑注浆管道的压力损耗、注浆端头浆体堵塞等影响。经调整后采用注浆压力为0.5～2.0MPa。

②注浆浆液配比为1：1（体积比），此次注浆加固法选用水泥作固相材料。免费论文。免费论文。水泥可采用425普通硅酸盐水泥，液相用一般饮用淡水。③注浆量

注浆量按单孔注浆量控制，单孔注浆量按下式计算：

Q=πLR2nη

式中：Q——单孔注浆量（m3）；

L——注浆段长度（m），取全孔长减去孔口段；

R——浆液扩散半径（m），0.85；

n——注浆段土层孔隙率，取54.3%；

η——浆液损失率1.2。

单孔注浆量根据深度不同经计算在3.5～5.8 m3之间。

四、现场试验和施工要点

由于该场地地下水为海水，且受潮汐影响，为保证地基处理后，复合地基承载力满足设计要求，特选取了一块4.8*5.6m的场地进行试验，检测合格后再进行整个场地的钻孔注浆施工。①平整场地，使XY-100型钻机能够进场施工

②施放钻孔，依据设计图现场放孔，水平偏差不大于25mm，垂直偏差小于1%。

③花管制作，在无缝钢管管壁按0.5m左右切割3个孔径10mm的注浆孔，地面以下一米不用切割

④钻孔施工，钻至中风化石灰岩，钻孔应按基岩面由浅至深的地方施工，成孔后，将108mm花管下入孔中距基岩面0.5m处，孔口预留长度0.2m以上。

⑤注浆：先用水泥砂浆将花管四周密封，待封孔水泥凝固24小时后，对该孔进行高压注浆，浆体经搅拌机充分搅拌均匀后，将注浆管与花管连接上，开始加压注浆，若漏浆严重，可采取分段分次注浆。

⑥注浆压力超过设计压力，地面冒浆或注浆量小于1L/min，即注浆结束，挪至下一孔，重复上述钻孔注浆工作，注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行，宜采用先外围后内部的施工方法。

⑦检验合格后进行全场施工

五、质量检验

注浆检验时间在注浆结束28d后进行，抽2～5%个孔进行重型动力触探检测，取样10组和不少于3个静力载荷试验。六、注浆加固的范围内钻孔取芯观察，浆脉呈纵向和水平分布，局部岩芯呈短柱状，与理论设计相符；动力触探检测结果：连续动探击数均大于5击，承载力特征值为200KPa；载荷试验3点结果承载力特征值为200KPa，相应沉降量为2.5～4.2mm。注浆加固地基效果满足设计要求。

六、结语

本本工程施工及检验情况均良好，证明在填土地基中进行注浆地基加固是可行的。免费论文。注浆效果的成败还在于施工管理和质量控制，须建立详细、可操作的管理程序和丰富的经验及可靠的检测手段。

参考文献

1、中华人民共和国建设部．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）

2、刘景政，等．地基处理与实例分析 北京：中国建筑工业出版社，1998．

3、中华人民共和国建设部．建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）

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中图分类号：TU73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0194-02

水泥混凝土路面具有成本低，结构刚度大，耐久性及抗灾能力强等优点。八、九十年代，国内在各种等级公路上大量修建水泥混凝土路面。本文着重介绍了平百二级公路改造工程技术路线，可供其它水泥混凝土路面改建工程参考，并结合国内外路面修复技术进行了分析，提出改进意见。

1 平百公路改造工程技术路线

1.1 工程简介

平果至百色二级公路起点位于平果县铝业路口（国道324线K1807+750），接扶照至平果公路，经过田东县、田阳县，终点为百色市右江区（国道323线K1532+500），接百色市市政路道，路线全长115.003公里。该公路于1990年至2002年先后分段建成通车，为二级公路标准。调查统计显示，本路严重沉陷（含拱起）6930平方米、板底严重脱空（唧泥板）217800平方米、严重破损板124600平方米、板角断裂严重破损8708平方米、错台1444米，图1为破损严重的路面。

1.2 水泥混凝土路维修技术路线

根据平果至百色二级公路路况调查，广西壮族自治区交通科学研究所设计了改造技术方案。先对旧混凝土路面进行处理，然后进行沥青混凝土加铺，以提高混凝土路面的使用性能。本工程水泥混凝土路面维修技术路线见图2：

根据《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ073.1-2001）和国内外的研究成果，针对旧水泥混凝土路面的实际情况和病害，提出水泥混凝土路面的处治和修理方法如下：

（1）裂缝的修理：对于裂缝宽度小于3mm的非扩展性的表面裂缝采用扩展灌浆法；对于裂缝宽度大于3mm，且无碎裂的表面裂缝采用直接灌浆法；对于裂缝宽度在大于3mm，小于15mm的中等裂缝采用带罩面补缝。

（2）更换破碎混凝土板：挖除破碎混凝土板及松动基层，铺筑15cm？厚C15混凝土基层+24cm？厚C35混凝土面层。

（3）脱空板下灌浆：采用灌浆稳板，然后进行加铺层施工。

（4）旧沥青面病害处理：测定出现坑槽、龟裂、拥包等破坏部分的范围和深度，按“圆洞方补”的原则，划出大致与路中心线平行或垂直的修补轮廓线，挖除病害或规则的方块，若基层强度不足，则应先处理基层，处理出现病害的基层后，再采用沥青碎石罩面、调平等方法重做面层。

（5）用多锤头破碎机进行旧水泥混凝土路面碎石化处理：碎石化技术，就是将水泥混凝土路面破碎成一般小于38cm的混凝土块，用以限制新铺的热拌沥青（HMA）罩面上出现反射裂缝，并经压实产生一个用于施工热拌沥青（HMA）罩面的均匀基层。

本工程选用MHB-16型多锤头自动力破碎机，见图3，该设备后部平均配备两排成对锤头，利于设备全宽范围内可以连续破碎，锤头提升高度可独立调节；多锤头自动力破碎机具备一次破碎13英尺（396cm）的能力，且破碎机翼锤装备帷幕防止破碎飞屑，机械破碎效果较好。压路机Z型震动压路机和震动钢轮压路机，用于破碎混凝土后的补充破碎并压实其表面，同时为HMA罩面提供平坦破碎后混凝土路面表面，图4为碎石化后的水泥混凝土路面。

2 水泥混凝土路面改造技g综述

2.1 旧水泥混凝土路面的处理

传统的旧水泥混凝土路面处理方式有更换断板、修补裂缝、磨平错台、灌浆填封板底脱空等。处理方法的选择应根据旧水泥混凝土路面的损坏程度来确定。当旧水泥混凝土路面结构损坏严重时，传统的处理方式费用高，效果差。宜采用碎石化技术以消除旧水泥混凝土路面的板体性，以及由旧路面结构破损所带来的路面结构整体刚度的不均匀性，以保证新罩面结构有一均匀稳定的承重层[1]。与其它处理方法相比，碎石化技术具有可以彻底解决板块的反射裂缝、施工速度快、不显著提高路面标高、施工时扰民少等优点[2]。

（1）打裂压稳：打裂压稳是指在旧水泥混凝土路面上施加高能量低频冲击外力，使旧水泥混凝土路面板开裂而丧失板体性；随后用压实机械进行碾压，从而形成稳定均匀的结构层。高能量低频冲击外力的作用使旧水泥混凝土路面板裂缝不规则且较细微。因此，开裂的旧水泥混凝土路面层仍有较高的整体刚性，但均匀性稍差，如直接加铺薄层沥青混凝土，仍有出现反射裂缝的可能。打裂压稳技术的代表性机械有冲击式压路机、铡刀式冲击破损机2种。

（2）打碎压稳：打碎压稳是指采用落锤而低频振动等方式使旧水泥混凝土路面碎裂，再用专用压实机械碾压形成下粗上细的碎石结构层。打碎压稳技术形成的结构层均匀性优于打裂压稳技术形成的结构层的均匀性，但整体刚度明显低于后者。打碎压稳技术的代表机械有多锤头冲击破碎机、共振式破碎机等。

（3）集料化：集料化是一种最彻底的重建手段，是将旧水泥混凝土路面再生为集料；然后，再用于修筑基层、底层或垫层。集料化处理技术成本较高，适用于路面标高受到严格限制的场合。

2.2 旧水泥混凝土路面的修复

旧水泥混凝土路面的修复主要有加铺分离式水泥混凝土路面（俗称白+白）[3]和加铺沥青混凝土路面（俗称白改黑）[4]2种方式。

2.2.1 加铺分离式混凝土路面[3]

在旧水泥混凝土路面加铺水泥混凝土板可以明显提高路面的整体强度。新铺板上作用荷载后，对应于旧板的接缝处的弯沉明显降低，并且错缝铺设新板可以明显消散传递至旧板接缝处的荷载，减小旧板接缝处的变形[5]。

2.2.2 加铺沥青混凝土路面

内外研究表明，对于重交通水泥混凝土路面，最可行的改造措施是加铺沥青混凝土面层。由于旧水泥混凝土路面上沥青加铺层的主要破坏形式是反射裂缝，因此反射裂缝的防治是加铺沥青混凝土面层的关键。目前采用的主要方法有以下几种：

（1）碎石化技术预处理旧水泥混凝土路面。

（2）在沥青加铺层中采用应力吸收夹层，如加铺土工布、玻璃纤维网等作为应力吸收层和防水层[6]。

（3）沥青混合料掺加纤维稳定剂。近年来，深圳多条主干道在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土路面时采用这种措施，加铺通车后使用至今，路面性能良好，尚未发现反射裂缝病害[4]。

合安高速公路小西冲试验段（14K+410～17K+257.8）双向四车道旧水泥混凝土路采用冲压技术断裂、稳固旧水泥混凝土路面，然后加铺沥青混凝土路面。加铺层结构为：4cmAC-16Ⅰ+6cmAC-20Ⅰ+封层+6cmAC-25Ⅰ+找平层。通车至今，只在上面层出现一些小坑槽，路面总体状况良好，未发现裂缝等其它损坏情况[7]。

4 平百公路改造工程技术路线分析与建议

（1）综合国内外路面改造工程技术来看，平百公路改造工程技术路线合理，在广西境内首次采用打碎压稳的碎石化技术，施工设备先进。

（2）对于混凝土路面应加强早期裂缝控制，尤其是高强混凝土路面。早期混凝土路面板的上部相对于其下部有较高的开裂风险，而且，40小时后，该开裂风险急剧上升。因此，对修建于混凝土基层上的高强混凝土路面板，其切缝时间最迟不得晚于40小时。高强混凝土路面的实际工程试验结果也表明，如果高强混凝土路面板在48小时还没有切缝，就会观察到明显的早期断板现象，而在高强混凝土路面板浇注后的15个小时进行切缝，则根本不会出现由于收缩应力所导致的早期断板现象。由于高强混凝土在早期（48小时以前）会产生较大的自收缩，并在受限的情况下导致较大的收缩应力。为降低高强混凝土路面板的早期开裂风险，可以采用添加减缩剂等方法[8]。

（3）抗渗性和强度是评价混凝土路面的两个重要性能指标。美国联邦公路局对15块使用时间在11年～51年的完好路面进行了研究，检测了混凝土的抗渗性和强度。结果表明，对于水泥混凝土路，抗压强度高则抗渗性能好。一般抗压强度控制在40～50MPa可以保证足够的抗渗性。抗压强度超过65MPa以后，抗渗性不会有明显的增加[9]。对于严寒或多雨地区，需要重视混凝土的抗渗性，可以通过适当提高混凝土抗压强度或掺加矿物掺和料（粉煤灰等）等方式来提高混凝土的抗渗性。

（4）沥青混凝土路面可以考虑回收再利用。对于旧沥青混凝土路面的改造，通常是挖除破损部位，重新填补沥青混凝土。随着沥青混凝土路面的增加，大量废弃的旧沥青混凝土必然会严重污染环境。循环利用废弃的沥青混凝土是实施“绿色施工”保护环境的必然选择。试验研究表明，用破碎后的废弃沥青混凝土作为骨料来配制水泥混凝土由于铺设路面，虽然与普通骨料水泥混凝土相比抗压强度与抗拉强度降低，但是可以显著提高路面韧性。只用废弃沥青混凝土最为粗骨料可以尽可能保证强度而得到较大的韧性[10]。从试验结果来看，这种技术值得进一步通过实际工程来检验。

5 结论

平果二级公路改造工程技术路线设计合理，设备先进。在广西自治区首次采用打碎压稳技术，可供其它水泥混凝土路面改造工程参考。加铺混凝土路面应当加强对混凝土早期裂缝的控制并提高混凝土的抗渗性。沥青混凝土路面的维修是即将面临的重要问题，如何回收利用破损的旧沥青混凝土值得进一步研究。

参考文献

[1] 柳正华，谈至明.旧水泥混凝土路面的碎石化技术综述.公路.2005年12月，第12期：187-190.

[2] 李发玉.水泥混凝土路面碎石化技术.养护机械与施工技术.2005年第8期：29-32.

[3] 周书林，林有贵，李春雷，蒋曙萍.广西旧水泥混凝土路面加铺层结构选型研究.交通科技.2005年第5期：17-20.

[4] 黄始南.沥青混凝土加铺层反射裂缝的防治实践.城市道桥于防洪.2006年1月第1期：136-137.

[5] 李静，杨传永，陈修林.旧水泥混凝土路面“白+白”改建设计方案.交通标准化.2006年第2/3期：68-71.

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[7] 李静，王吉双.旧水泥混凝土路面改建技术.交通标准化.2006年第1期：112-114.

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Abstract: With the rapid development of our national economy, the construction of transport infrastructure into the unprecedented period of rapid development. The design requirements for highway construction, the highway pavement base and cushion construction design brief analysis.

Keywords: road pavement base; cushion construction; design

中图分类号：U412.36文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

针对我国当前的交通状况和道路的服务水平，急需对道路进行改扩建。但是由于当前技术的不成熟和经验的匮乏，在改扩建的设计中存在着一些问题。为了改善现有的交通状况，提高道路等级和服务水平并减少交通事故，急需对原有道路进行改扩建。公路改扩建的基本原则是尽可能的利用旧路，但在利用旧路的过程中，由于技术的不成熟和经验的匮乏，在路基路面的设计上难免会存在一些问题，对这些问题的分析研究对提高公路的设计、施工质量有着重大的影响。

1 石灰稳定土的强度标准与所受影响的因素

在松散的土（包括各种细粒土、中粒土和粗粒土）中，掺入足够量的石灰和水，经拌和、压实和养护后，当其抗压强度符合规定的要求时，称为石灰稳定土。石灰对土的改善，主要是提高强度，而强度的形成与很多因素有关，如土质、灰质、石灰剂量、含水量和密实度。

1.1 土质

塑性指数为15～20 的粘性土或含有一定数量粘性土的中粒土和粗粒土（加天然砂砾土和砾石土，旧级配砾石路面等），用石灰稳定效果比较理想。塑性指数偏大的重黏土，不易粉碎、拌和，石灰难以与其充分反应，对强度形成不利，这种情况下，可采用两次拌和工艺，即：第一次加部分石灰拌和后，闷放 1～2d，再加入其余石灰进行第二次拌和。塑性指数 10 以下亚砂土和砂土，使用石灰较多，难以碾压成型，施工时应采取适当的措施，或采用水泥稳定。塑性指数为15 以上的粘性土更适宜于用石灰和水泥综合稳定。适宜做石灰稳定基层的材料有：级配碎石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、煤矸石和各种粒状矿渣等。石灰土集料混合料中集料的含量应在 80%以上，并具有良好的级配，土中 15～20mm 的土块不要超过 5%。作基层时，颗粒最大粒径不应超过 40mm，作底基层时，最大粒径不应超过500mm。

1.2 灰质

石灰中氧化钙加氧化镁的含量直接决定了石灰对土的稳定效果，石灰等级愈高，在掺加相同石灰量的情况下，有更多的 CaO 和MgO 起作用，因而稳定效果愈好。一般情况下，石灰质量应达到Ⅲ级以上的生石灰或消石灰的技术指标。对于高速公路和一级公路，宜采用磨细生石灰粉。生石灰在土中消解，可放出大量热能，加速灰土的硬化。另外，刚消解的石灰其活性和溶解度均较高，能保证石灰与土中胶粒更好地作用。因此，采用生石灰稳定土的效果优于熟石灰，但施工成本要高些。

1.3 石灰剂量

石灰剂量对石灰土强度影响显著，石灰剂量较低时，对土起到稳定作用最为重要的就是石灰。土的强度与密度会得到一定的提高，另外，土的膨胀性与塑性也会相对减小，并且，土的聚水量与吸水量也会相对减少。随着石灰剂量的加强，对石化土的强度、水稳性、耐冻性显著提高，但超过一定剂量，过多的石灰在土中以自由灰存在，这时石灰土的强度反而有下降的趋势。这表明石灰稳定土存在最佳石灰剂量。石灰剂量的选用，应根据路面结构层位要求的强度，并考虑气候、水文地质条件等因素初步确定剂量范围，再由混合料组成设计最终确定。

1.4 含水量和密实度

石灰与土进行反应需要水这一最基本的因素，以满足压实的需要，并对反应起到重要的作用。足够的水分是保证石灰稳定混合料的必要基础与条件。最佳的含水量对于石灰稳定土混合料的重要作用，可以通过重型击实试验确定。

2 水泥稳定土的强度及所受影响的因素

在松散的土中，掺入足量的水泥和水，经拌和、压实和养护后，当其抗压强度符合规定的要求时，称为水泥稳定土。影响水泥稳定土强度的因素有：土质、水泥类型标号和剂量、含水量和施工质量等。

2.1 土质

一般而言，除了有机质含量超过 2%或硫酸盐含量超过 0.25%的土以外，各类黏土或砂铄土均可使用。但是，考虑到经济性和施工的便利，具有一定级配的砂土用水泥稳定效果较好。黏土粒含量多，塑性指数高的土质，采用水泥稳定时，需要加大水泥剂量，往往是不经济的。研究表明，水泥剂量随土中粘粒含量的增多而增大，这是因为水泥的水化物需要在强碱介质中才能硬化，当水泥稳定含粉粒和粘粒含量较多及塑性指数较大的粘性土时，水泥水解、水化的生成物首先与粉粒和粘粒作用，致使碱性介质不能顺利形成，从而妨碍水泥水化物的正常硬化。适宜做水泥稳定土基层的材料有：级配碎石、级配砾石、未筛分碎石、碎石土、砂砾土、煤矸石和各种粒状矿渣等。若集料为均匀细砂，用水泥稳定时施工难于压实。解决这一问题的方法是：在砂中可以加入一定量的粉煤灰，并添加小于10 的塑性指数的石灰石，以改善其颗粒组成。

2.2 水泥

水泥的类型、标号和剂量是决定水泥土强度的重要因素。硅酸盐水泥稳定效果较好，铅酸盐水泥则较差。由于从拌和到压实通常需要的时间至少为 2h，所以一般不能采用快硬水泥或早强水泥，应选用终凝时间较长的水泥。如选用初凝时间为 3~4h 终凝时间 6h 以上 32.5 级水泥。水泥强度等级不宜太高。另外，大多数级配好的材料经水泥稳定后，其强度随剂量呈正比例增加。这表明，使用较高的剂量，对强度形成十分有利。选用水泥剂量应综合考虑强度、裂缝、造价诸方面，通过混合料配合比设计确定一个经济而实用的剂量。

2.3 含水量

水泥土中的含水量对水泥土强度有重大的影响。水泥土中要有足够的含水量以保证大土团被粉碎和水泥在土中的均匀分布，有利于水泥的完全水化和水解结晶作用。

2.4 施工质量

施工质量包括拌和均匀度和压实度，还有竣工后的湿养生，也直接影响水泥土的强度。

3 稳定类混合料的配合比设计

为确保达到稳定土的强度要求，需认真做好混合料配合比设计，即确定必需的或最佳的灰剂、最佳含水量（最大干密度），在需要改善混合料的物理力学性质时，还包括掺加料的比例。配合比设计步骤如下：

3.1 选择配制剂量制备同一种土样，五种不同剂量的稳定土混合料试件。

3.2 确定最佳含水量做五组混合料重型击实试验，也可只做三组不同剂量（最小剂量、中间剂量、最大剂量）击实试验，分别获得混合料的最佳含水量和最大干密度，其余二个剂量的最佳含水量和最大干密度用内插法确定。

3.3 制备试件由工地预定达到的压实度，分别计算不同灰剂量试件应有的干密度，按最佳含水量和计算得到的干密度制备试件。

3.4 强度试验试件在规定温度（冰冻地区 20℃±2℃，非冰冻地区25℃±2℃下保湿养生6d，浸水1d后，进行无侧限抗压强度试验。

参考文献：

[1] 中华人民共和国行业标准.公路排水设计规范[S].北京：人民交通出版社，2008.

[2] 中华人民共和国行业标准.公路设计[S].北京：人民交通出版社，2006.

[3] 甘磊，王家强.沪宁高速公路扩建工程路基路面设计探讨与研究[C].第十届中国科协年会论文集（四），2008.

篇6

中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：

前言

由于气候的变化，交通的压力等原因，沥青路面在使用了一段时间之后，就会出现破损，需要翻修或重建，并由此产生大量的沥青废料，这些废料如果随便丢弃，不仅会产生造成严重的生态环境问题，还会造成极大的资源浪费。因此沥青路面再生利用技术十分重要。而所谓的沥青路面再生利用应用技术，就是将需要翻修改造的旧沥青路面材料，通过一系列的再生技术进行再利用，主要的流程是先对旧的沥青路面材料进行回收，然后用机器将他们破碎、筛分，再把它们和新的再生剂、材料、新沥青按照比例进行适当的配合，重新拌和成能够满足新道路建设需要的、符合国家以及交通行业标准的沥青混合料，最后把它们用于道路建设。它是一整套完整科学的生产技术。

沥青路面再生利用应用技术的重要意义

交通的发展关系着整个社会。保证公路的畅通，对交通运输业等各种经济的发展至关重要，可以说交通是整个国家社会保持运转的根本。从我国目前的情况来看，由于已经修建的公路的使用时间的逐年增长，许多公路开始出现破损，需要进行翻修、养护，我国的公路事业已经由以前的建设为重点转变成现在的养护建设并重的新阶段。新建、维修、重建、养护、升级这些任务重叠起来，我国的公路事业十分有压力。怎样获取每年新建，重建公路的资源，怎样处理每年废弃的沥青路面产生的废料，这些问题一直存在和困扰着公路建设人员。经过不断实践研究，终于有了沥青路面再生利用应用技术，在处理废料的同时还能产生新的资源，这一技术直接解决了公路建设的两大难题。

从全球范围来看，沥青再生利用应用技术是公路建设事业实现可持续发展战略目标的重要组成部分，具有重要的实际意义。体现在：

环境保护已经成为全球的一个共同目标，旧的沥青废料、碎石料的处理问题也是环境保护面临的一个重大问题，它的合理处理对环境保护相当重要。

从我国的国情看，我国人口基数大、数量大，对资源的需求量也是十分巨大的，优化资源的利用是我们一直追求的目标，再生利用技术恰恰就做到了资源优化利用的这一点。

3、修建公路是一项长期艰巨的工程，国家每年在它的身上投入了不少了人力、物力、财力。它的花费是巨大的。资源的多次利用就可以节省购买新材料的花费，在一定程度上减少了公路建设的成本投入。

国内外沥青路面再生利用应用技术的发展现状

1、国外的发展现状

美国是最新开始研究和使用沥青路面再生利用应用技术的国家，他们的试验研究最早开始于1915年，但是由于就此之后美国进入到以大规模公路建设为重点的阶段，这一技术的研究就被忽视了。直到1973石油危机爆发，才重新得到重视并开始迅速发展，得到广泛的推广和应用。随着技术的成熟这一技术在美国进入到常规实践，据最新资料的了解，美国废旧沥青路面重复利用率在近年来达到了到80％。在欧洲大陆，这一技术的研究开展比较晚。其中，联邦德国是对这一技术的研究比较成熟的国家，首先将该技术用于公路路面养护。而芬兰全国发展到现在已经进入到几乎全国都在做废料的收集和储存工作。日本是从1976年开始对这一技术进行研究的，到现在的发展水平已经极大地节约了材料、投资费用并有效保护了环境。纵观国外，他们对这一技术的研究发展都取得了很高的成就，几乎已经形成了一套完整的沥青再生利用技术，达到了规范化和标准化的程度。

该技术在我国的发展现状

我国对这一技术的试验研究开始于20世纪70年代，发展较慢。后来进入到大规模公路建设为重点的时期，这一技术的研究几乎是处在停滞状态。直到近几年，由于公路养护和重修的迫切需要，这一技术开始再发展并得到较大的进展。

四．沥青路面再生利用应用技术的关键及针对性措施

1、技术关键。沥青路面再生利用应用技术的关键在于：

沥青路面废料的变异性：不同的废料它所包含的沥青含量以及沥青的老化程度是不一样的，并且这些成分的变异性较大。这直接影响到再生沥青混合料的成分及质量；再生沥青混合料的拌和工艺：在不烧伤旧沥青的前提下，保证拌和温度并使用新旧沥青均匀混合是技术关键，这也是一个技术的难点。再生沥青混合料的配合比设计及其抗裂性能和耐久性能评价：这是确保其性能不低于普通沥青混合料的关键。

2、针对性措施

建立健全质量即时监测和快速反应系统及相关制度，以科学、针对性强、有效的统计方法评价废料的质量，对其做严格而细致的管理控制，争取较好的解决废料的变异性问题。先行直接引进国外先进的再生沥青混合料拌和设备，确保拌和工艺和质量控制满足要求，下一步再积极的开展设备的研发工作。引进专用的试验设备，解决混合料抗裂性能和耐久性能评价问题，事实上，国内一些机构已具备相应的试验能力。

五．沥青路面再生利用应用技术的发展前景

1、积极开发和研制灵活机动的再生机械

沥青路面的再生铺筑工作是很困难的，它的工艺复杂且程序多。要想高效有质量的完成这一工作，就需要大量的人力、物力、财力。因此，机械化操作就成为了关键，要想提高机械化的施工的水平，减少劳力物力财力的投入，就需要新的灵活几点到再生机械的辅助。机械的开发和研制就是相当重要的。

2、国外再生剂大都是化工部门研究提供的，我国石油部门目前尚未能顾及。由于过去我国公路大部分沥青路面结构厚度较薄，一般不用再利用，所以对再生剂总的需求量不大。然而，随着我国公路建设的发展，今后沥青路面再生利用作为公路的一项日常应用技术，对再生剂的需求量必将大大增加，为此，扩大再生剂的料源和品种，使之规格化、系列化，是石化部门和公路部门的共同研究课题。

3、废旧沥青再生效果的检测与评定

废料在热态下呈熔融状态，能够与液态的新沥青交融混和而成，这仅是一种理论推测。虽然以再生混合料的物理力学性能试验可间接分析再生效果的优劣，但仍不是一种直观的检测方法。有人提出了一种染色检验法，采用这种直观的检测方法，可以为评价混合料拌和工艺水平、再生混合料的品质等提供可靠的依据。但由于染色法较为复杂，仅限于试验研究应用。为此，还必须研究方便而快速的检测与评定方法。

六．结束语

我国公路事业的建设现在面临着巨大的压力，要想实现交通的可持续发展，处理废料和开发新能源是重中之重。沥青路面的再生利用应用技术就实现了一箭双雕。但是由于我国在这一技术的发展时期较晚，所以技术的发展并不十分成熟。鉴于我国目前的情况，引进和利用国外已有的成果是十分重要的，但是引用的同时也要注意结合自身的情况，并且要进行创新的开发研究才有可能在在这一领域得到较好的发展。

参考文献：

[1]杨平 沥青路面厂拌热再生利用研究 (被引用 4 次) [学位论文]2005 - 长沙理工大学道路与铁道工程

[2]许彬 沥青路面现场乳化沥青冷再生应用技术研究 [学位论文] 2009 - 同济大学交通运输学院 同济大学 道路与铁路工程

[3]韦琴 杨长辉 熊出华 凌天清 旧沥青路面再生利用技术概述 (被引用 3 次) [期刊论文] 《重庆建筑大学学报》 ISTIC EI PKU -2007年3期

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Abstract: The interlayer shearing strength is an important index to evaluat the combination situation between asphalt pavement overlay and old pavement layer. Combined with the engineering practice, through the interior and outdoor experiments, this paper analyses the interlayer combining situation laws of the influence factors on the cement road surface and asphalt overlaying to offer the reference for related projects.

Keywords: the cement road surface; asphalt overlay; shear strength; the influence analysis

中图分类号：U416.2 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）

1. 引言

20世纪60年代中期开始，水泥路面就开始在我国得到应用，它以强度高、使用寿命长、维护保养费用低、抗磨耗能力强等特点，得到了广泛的应用和发展。目前，我国已成为世界上水泥混凝土路面拥有里程最多的国家。但是，早期修建的水泥混凝土路面现在都不同程度地出现了结构性破坏或功能性缺陷，严重影响了道路的服务水平及车辆的行驶安全。为保证这些路面的使用性能，并且能够充分发挥旧路面的结构功能，最有效的方式之一就是对旧水泥路面进行加铺罩面养护。

在对旧水泥路面进行加铺层养护时，最关键的一个问题就是对加铺层与旧路面的层间结合处理。本研究结合目前旧水泥路面加铺层研究现状，以层间抗剪强度作为评价层间结合的重要指标依据，通过试验分析沥青加铺层与旧水泥路面层间抗剪强度的影响因素。

2. 抗剪强度影响因素分析

2.1 粘层油洒布量对抗剪强度的影响

粘层油用量对层间抗剪强度有着十分显著的影响。用量过少，不能够提高足够的粘结力；用量过多，在层间产生富余，不仅无法起到良好的粘结作用，反而会形成层，导致层间滑移等病害的产生。因此，首先应确定粘层油的最佳用量。

采用某种高性能改性乳化沥青为粘层油，制备试件，分别在25℃下进行层间直剪试验，测定不同粘层油用量时的层间抗剪强度，从而确定出粘层油用量对抗剪强度的影响规律。

表1不同粘层油用量时层间抗剪强度

图125℃时不同粘层油用量与层间抗剪强度关系曲线

由表1和图1可知，25℃时，随着粘层油用量的增加，层间抗剪强度先增大后减小。这充分说明，粘层油用量过少，不足以起到充分的粘结作用，而用量过多，则容易在层间起到滑移的作用，反而成为薄弱层。

2.2 温度对抗剪强度的影响

表2为不同温度下，三种粘层油层间抗剪强度对比试验数据。

表2温度对层间抗剪强度的影响

图2 温度与层间抗剪强度关系曲线

由表2和图2可知，随着温度的升高，三种粘层油的层间抗剪强度显著下降；60℃时，普通乳化沥青的层间抗剪能力几近丧失，而高性能乳化沥青的层间抗剪强度较普通乳化沥青和SBS改性乳化沥青都高。由此可说明，温度升高对层间抗剪强度的影响十分显著，而采用温度稳定性较好的粘层油沥青可以一定程度上减缓层间性能的下降。

2.3 旧路面处理方式对层间剪切强度的影响

旧水泥混凝土路面加铺沥青层时，某些旧水泥板块结构完整，但是由于长时间的使用，各项功能都有了相应的衰减，特别是原路面的粗糙程度。

众多加铺过程都未对旧水泥混凝土路面进行表面处理，而是直接加铺了沥青面层，这样会导致层间粘结不够，会在加铺后不久就产生早期破坏。常见的水泥混凝土路面的表面处理方法有：

（1）表面清扫

采用强力清扫机清扫混凝土表面浮浆，可以提高新旧路面之间的粘结程度。在某水泥路面加铺工程中，对进行清扫和未进行清扫的路面加铺效果进行了对比。结果表明，进行旧路面清扫后，层间抗剪强度会提高20%多。

（2）界面粘结增强剂处理

界面粘结增强剂（简称界面剂）的应用属于对原有水泥混凝土进行化学处理，界面剂喷洒在水泥混凝土表面，轻质成分很容易挥发，挥发后即在水泥混凝土表面形成单分子层或多分子层。有关研究表明，界面增强剂剂对层间粘结强度有明显改善作用。水泥混凝土路表面喷洒界面增强剂后，层间抗剪强度提高了15%~20%。

（3）粗糙化处理

目前，旧水泥混凝土路面表面糙化的处理方法分为物理方法和化学方法。物理方法分为喷射处理和机械处理两种。喷射处理包括：喷砂打毛法和射流打毛法。机械处理包括：凿毛处理法、铣刨恢复法和钢刷划毛法。化学方法常用的是酸浸蚀法。试验表明，采用粗糙化处理后的路面的层间抗剪强度相较普通路面会提高30%多。

（4）旧路面破碎处理

破碎工艺按破坏特性的不同分为3种:震裂压稳、碎裂压稳和碎石化。对旧水泥路面进行破碎处理可以有效的预防旧路面的脱空及强度的不足，对层间粘结效果很大的影响，根据破碎程度不同，影响效果也不同。

2.4 层间处治方式对抗剪强度的影响

根据公路等级及各地材料供应状况，按照功能需要，层间处治有多种形式，主要包括沥青砂封层、稀浆封层、碎石封层等。另外，由于应力吸收的功能需要，层间使用的材料还包括土工布、玻璃纤维格栅等强度材料。

使用较广的方法是在沥青加铺层和旧水泥混凝土路面间添加一层夹层。按夹层用途可分为两类：加筋类和应力吸收类。设置中间夹层的主要目，是使温度作用下板长变化引起的接缝变化及车辆荷载作用下相邻板边的竖向位移被大变形率的材料所吸收，从而起到降低裂缝应力峰值的作用，同时还具有防水层的作用。同时，合理地设置夹层还可以加强旧水泥路面与沥青加铺层的粘结，增强层间抗剪切性能，从而能改善路面应力分布。

2.5 竖向荷载对抗剪强度的影响

竖向荷载主要来自于行车荷载，路面在使用期内经受车轮荷载的反复作用，长期处于应力应变反复变化的状态，导致路面材料的路用性能逐渐下降，粘层材料的层间抗剪强度也逐渐降低。现对比三种粘层材料在不同竖向荷载下抗剪强度的变化情况。见表3。

表3不同竖向荷载下三种粘层油的层间抗剪强度

图3 不同竖向荷载与层间抗剪强度关系曲线

由表3和图3可知，同一种粘层油，抗剪强度随着竖向荷载的增加而增大，这是因为层间抗剪强度来自于粘结力和摩擦力两个方面，当竖向荷载增大时，摩擦力增大，所以抗剪强度随之增大。当竖向荷载较小时，抗剪强度主要由粘结力提供，故高性能乳化沥青在0.1MPa时的层间抗剪强度明显高于普通乳化沥青和SBS改性乳化沥青，说明高性能乳化沥青材料本身的粘结性能要优于其它两种粘层材料；随着竖向荷载的增加，抗剪强度主要来自于摩擦力，故在0.5Mpa时三种粘层油的层间抗剪强度差别不是很大。

3. 结论

对水泥混凝土路面进行沥青加铺层养护是一种比较常用的养护方式，而影响旧水泥路面与沥青加铺层的层间结合状态的因素有很多，本文结合工程实践经验及室内外试验，对常见的影响因素作了初步的分析，具有很高的工程参考价值。

参考文献

[1] 袁玉卿.旧水泥路面沥青加铺层间理论与APP油毡防裂技术[D].西安:长安大学,2007,6.

[2] 李林.旧水泥混凝土路面改造加铺技术研究[D].西安:长安大学,2007,6.

篇8

中图分类号:F27文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)27-0161-02

引言

20世纪90年代,随着可持续发展战略在世界范围内的普遍地实施,以“减量化、再利用、资源化(3R原则)”为特征的循环经济思想逐渐深入人心。而传统产业集群以产品配套和同类产品生产为核心,仅着眼于企业间的线性生产联系,既忽视了资源的利用效率和生产的资源约束,也忽视了对生态环境的破坏,造成了环境污染、资源枯竭、能源危机、生态破坏等诸多问题 [1]。于是,产业集群的生态化发展开始成为潮流。产业生态研究(又称循环经济)依据自然生态有机循环机理,在自然系统承载能力内,对特定地域空间内产业系统、自然系统与社会系统之间进行耦合优化,达到充分利用资源,消除环境破坏,协调自然、社会与经济的持续发展 [2]。

衡阳地处南岳衡山之南,是湖南省第二大城市,同时也是国家老工业基地、全国重要交通主枢纽城市、加工贸易重点承接地。对衡阳产业集群发展过程中出现的资源环境问题进行理论和实证分析,提出衡阳市主要工业产业集群的生态化模式及其实现路径,对衡阳市工业的可持续发展具有重要意义。

一、衡阳市工业产业集群发展的条件及现状

1.衡阳工业产业集群发展的条件。首先,衡阳区位优越,紧靠沿海,临近港澳,承东接西,是沿海的内地和内地的前沿。衡阳是全国40个交通主枢纽城市之一,京广、湘桂铁路贯穿全境,京珠、衡昆高速公路与107、322国道纵横交错,湘水、蒸水、耒水四季通航,千吨级港口已完成建设交付营运,千吨级巨轮可直达长江及沿海各地。其次,衡阳有突出的矿业资源。衡阳是中国的“有色金属之乡”,也是中国重要的非金属矿产资源基地。已探明的矿藏主要有金、银、铅、锌、煤、盐、高岭土、纳长石等60多种,潜在经济价值3 511亿元,占湖南省28.85 % ,地均2 294.24 万元/平方公里,为湖南省平均值的3.99倍,人均4.99 万元,为湖南省平均值的2.68 倍。

2.衡阳工业产业集群发展的现状。衡阳是个老工业基地,有厚实的工业基础。几十年来,国家在衡阳集中投资建设了一些具有相当规模和生产能力的工业企业。特别是经过改革开放二十多年来的发展,衡阳已形成冶金、机械、化工、轻工、医药、电子信息、纺织服装、建筑建材、生物制药、煤炭采选、金属非金属采选等36个门类的工业体系。

衡阳主要工业园有高新开发区、衡阳钢管深加工产业聚集区、白沙洲(深圳)工业园、松木工业园、衡东大浦工业园、耒阳市经济开发区、衡阳县西渡经济开发区、常宁市工业园区等12个。形成以水口山为龙头的有色金属冶炼及深加工产业,以衡钢集团为龙头的专业化无缝钢管及深加工产业集聚区,以特变电工衡阳变压器公司为龙头的输变电制造产业,以衡阳建滔为龙头的盐卤化工产业,以亚新科、天雁机械、风顺车桥、长丰六合、湖南机油泵等企业为龙头的汽车及零部件产业,以中钢衡重为龙头的机械设备制造产业,以紫光古汉、恒生制药为龙头的生物医药产业,以泰豪通讯、北方电子为龙头的电子产业,以燕京啤酒、金六福雁峰酒业为龙头的酒类制造产业。

3.衡阳工业产业集群发展的特点。(1)自然资源依赖程度高。衡阳工业产业主要依托其丰富的矿产资源,如,依托硫铁矿、盐卤矿、芒硝矿等化工原料非金属矿产发展化工产业集群,依托钠长石、硅灰石、高岭土瓷泥、萤石、石膏等建材及其他非金属矿产发展新型材料制造产业集群等等。这一特点使得衡阳工业发展受资源因素的制约较大。而依托于自然资源发展起来的企业多是高耗能企业,2006年电力、钢铁、有色、石化、建材、化工、轻工、纺织八个行业主要产品单位能耗平均比国际先进水平高40%;每万元生产总值综合能耗为1.39吨标准煤,高于全国平均水平1.2倍,世界平均水平2.7倍[3]。(2)产业链处于初级阶段。衡阳工业园主要是以大型企业为中心,发展上下游产品,产业链为“生产―产品―生产”。如,松木工业园以建滔化工为核心,莱德生物(天宇农药)每年要用大量的建滔化工生产的氯气和烧碱,骏杰化工每年要耗用两万吨氯气,西渡纸业要耗用一定量的氯气和烧碱等等。尽管这些化工企业都存在不同程度的上下游关系,但整个产业集群从规模、技术含量和附加值高低等情况看,链核不强不大,链接不精不细,只是处于一个相当初级的阶段,缺乏市场竞争力。(3)技术含量低,污染严重。衡阳生态环境标胶脆弱,产业集群仍处于初级阶段,而其又以资源依赖性强、污染物排放量大的重、化工业发展为主,环境压力较大,加之企业以中小企业为主,而这些企业又多为传统产业,采用常规技术,技术创新能力不足,导致其不仅产品技术含量低,生产过程中的资源利用、污染处理等都比较落后。

二、衡阳市工业产业集群生态化发展模式设计

工业生产系统中实际上存在着类似于自然生态系统食物链的工艺关系,它们之间是相互依存,相互制约,这就是“工业生态产业链” [4]。“工业生态产业链”既是一条能量转换链,也是一条物质传递链,形成的能量流和物质流沿着“工业生态产业链”逐渐逐层次流动,并在其中获得最大限度利用,实现废弃物再生增值。而工业园区中的生态产业链是指在园区范围内的企业模仿自然生态系统中的生产者、消费者和分解者,以资源纽带形成的具有产业衔接关系的企业联盟,实现资源在区域范围内的循环流动 [5]。

由于金属冶炼及压延加工行业与盐化工行业是衡阳市工业依托自然资源发展的代表性行业,同时又是污染较为严重的行业,下面便以这两大行业的产业集群生态化研究为例。

1.金属冶炼行业生态产业链设计。近年来,衡阳市钢铁产业形成了以衡钢工业园为载体,以衡阳钢管(集团)有限公司为核心的一批钢管深加工企业和产业配套企业的聚集区。钢铁产业生态化发展,一方面,要延伸上下游产品产业链,如发展从矿石采选、炼铁、炼钢到管材加工,再到钢管被覆、高压气瓶管深加工、油田用管车丝等领域一条链的发展;另一方面,更要注意加大生产过程中科学技术的投入,实现“减量化、再使用、再循环”的循环经济发展原则。

钢铁生产过程中产生的副产品和废弃物有多种用处,有些可以返回生产系统进行再循环,有些可以参与其他行业生产,还有些兼具两种特性。第一种如生产过程中产生的粉尘、炉渣等可以提炼回收金属,冷却水也可以重复使用。第二种如煤燃烧过程产生的的粉煤灰可以作为水泥的添加剂。钢渣属于第三种,不仅可以作烧结溶剂、作高炉或化铁炉溶剂、作炼钢返回渣、利用磁选工艺回收废钢铁,还可以作为生产无熟料或少熟料水泥的原料和掺和剂,同时钢渣碎石具有密度大、强度高、表面粗糙、稳定性好、耐磨与耐久性好、与沥青结合牢固等特点因而广泛用于铁路、公路和工程回填,特别适于沼泽、海滩的筑路造地等等。

2.盐化工行业生态产业链设计 [6]。衡阳市现有盐卤化工企业69家,总资产33亿元,年产值过5亿元的企业1家,过亿元的企业5家。2010年盐卤化工及精细化工产业年产值预计突破100亿元,实现利税10亿元以上。盐化工行业为衡阳经济发展作出了突出贡献,但其对环境的破坏也是不容忽视的。盐化工行业原材料和产品种类繁多,且多为易燃、易爆、有毒、有害的物质;生产装置中的非标准设备有的是高温、高压,风险较大;企业的生产(技术)方案、工艺流程繁杂多变,生产过程产生的“三废”成分繁多,数量大,相关产业排放的污染物种类几乎涵盖全市所有污染物种类,包括燃煤烟气和二氧化硫等各种工业废气、污水以及煤渣、煤灰、盐泥等固体废弃物等等。

盐化工行业污染物种类多样,同时可循环利用的部分也很多。采用以化学肥料为主产品的苦卤综合利用工艺,原料利用中镁、钾、硫的回收率都在96%以上,工艺构成闭路循环,不仅可以提高原料利用率,还可以不构成二次污染,从根本上解决苦卤资源充分利用、保护原料资源和生态环境的难题。而纯碱生产过程中产生的副产物碱渣不仅可以提取氯化钙、作为燃煤脱硫剂用于环保工程,还可以应用于建筑工程、化工轻工业、农牧业等等。而盐泥经过一系列的处理以后可制的轻质氧化镁,用于油漆工业、橡胶工业、造纸工业的填充剂,还可制镁砖、坩埚等优质耐火材料。

衡阳市四大支柱产业链条之间存在多处交叉点,如金属冶炼及压延加工为机械加工提供了原料,盐化工生产为金属冶炼等提供化学原料,金属冶炼与机械加工而生产过程中产生的煤气提供给发电厂作为发电能源的来源,电厂的电力又直接服务于金属冶炼、机械加工和化工产业。而除了支柱产业外,衡阳还发展有支柱产业的衍生产业和相关产业,以及电子信息、纺织服装、建筑建材、生物制药等几十个门类的工业体系,这些产业由某一种或多种产品相联系,或生产过程中产生的某种废弃物可以共同应用于另一相同行业,根据循环经济原理深入研究这些联系,设计生态产业链,建设生态工业园区。

参考文献:

[1]陆辉陈,晓峰.基于循环经济理念的传统产业集群生态化研究――以江苏省南通市为例的分析[J].生态经济,2009,(10):123-126.

[2]邓伟根,王贵明.产业生态理论与实践:以西江产业带为例[M].北京:经济管理出版社,2005.

[3]王海燕.加快衡阳循环经济发展初探[J].新闻天地:论文版,2008,(4):17-20.