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  自主创新破垄断,工艺改造谱新篇(图)  
  2007-09-14  
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——“水泥混凝土路面再生技术研究”主要成果综述

  由交通部公路科学研究院承担的西部交通建设科技项目“水泥混凝土路面再生技术研究”经过课题组3年的开发研究,最终完成并于不久前通过了交通部西部交通建设科技项目管理中心主持的鉴定验收,与会专家对于该项目成果给予了很高的评价,认为“研究成果达到国际先进水平,其中各类破碎工艺的环境影响评价和适用范围的研究达到了国际领先水平”,“在我国水泥混凝土路面再生利用领域所起的重要作用”。

 

水泥路面改造亟待技术更新

 

  在上世纪90年代后期,水泥混凝土路面作为“高级”路面结构形式之一,曾在我国公路建设中广泛采用,一度超过46%,其中包括多条干线高等级公路。这主要因为水泥混凝土路面较之沥青混凝土路面具有强度高、耐久性好、使用寿命长、施工简单、取材方便、后期维修少、造价低廉等优点。但是从另一方面讲,水泥混凝土路面一旦损坏,修复非常困难,这必然加大路面改造的难度和养护管理工作的繁重程度。

  自1996年以来,我国累计完成水泥路面改造超过5万公里,但是我国水泥混凝土路面改造形势依然不容乐观。究其原因有两个方面:一是早期修建的路面大多已接近使用年限,需要翻修;二是近期修建的路面由于运输、设计、施工等原因也出现不同程度的早期损坏,这些损坏随着交通量的增长会逐渐加剧,进而影响公路设施的正常使用,甚至影响整个路网的营运质量。因此,快速、高效的路面改造技术对于保持良好的路网状况和服务水平非常重要。

  水泥混凝土路面改造技术始终处于探索、改进、完善之中。最初的方法是挖除弃埋法,即先将路面破碎成可以移动的小块,再转运出作废料填埋,这种方法既浪费资源又影响环境。后来,人们开始采用工厂化破碎并再利用,即先将路面破碎成可以移动的小块,再转运至工厂,由工厂将废料破碎后再运输至现场利用,这种方法可以有效利用部分废料,但要求足够的作业面,且影响交通,运输成本较大,集料需要筛分,会造成部分材料浪费和环境问题。

  近年来,水泥路面就地再生利用技术引起了更多的关注。这种技术多是采用小型机械(如风镐)或冲击压实机进行现场破碎并压实。但是,采用小型机械(如风镐)要求有一定的作业面,速度慢,适合小范围;采用冲击压实技术虽然具有速度快、适合大规模施工等优点,却同样需要较大作业面且影响交通,并且这种方法震动大、对沿线结构和路边结构距离有严格的要求。

  再者,对于干线公路水泥混凝土路面而言,不仅仅需要维修或修复,更需要从结构上加以改造。所以,不论从路面改造的角度还是从材料节约和环境保护的角度,现有的改造技术都难以满足要求,亟待更新。

  为了更好地应用新材料、新技术、新工艺和新设备,解决当前公路改造中旧路材料再生利用等环保问题,交通部于2004年6月启动“水泥混凝土路面再生利用关键技术研究”。

 

设计施工指南详解工艺改造

 

  该项目研究成果的一个重要方面是提出了旧水泥混凝土路面改造成套技术,编制了《水泥混凝土路面再生利用结构设计指南(建议稿)》和《水泥混凝土路面再生利用施工指南(建议稿)》。其中,

  课题组编制的《水泥混凝土路面再生利用结构设计指南(建议稿)》提出了水泥路面再生利用结构组成形式和厚度,为水泥路面再生利用设计提供了技术支撑。

  《水泥混凝土路面再生利用施工指南(建议稿)》对常用的门板式打裂压稳工艺、多锤式碎石化工艺、冲击压实工艺、小型机械(如风镐式)破碎压稳工艺、工厂式破碎工艺等5种工艺进行了详细地介绍,提出各方法的适用范围、施工工艺流程、质量检验方法、质量控制标准等。该指南使施工人员明确了在进行路面破碎时,对什么样的路面使用什么样的机械,以及使用这种机械的相关工艺。

 

研制破碎机械打破国外垄断

 

  除了编制出技术指南建议稿外,该项目另一重大成果是自主研发了HB4000-Ⅱ多锤式水泥路面破碎机和PB2500-Ⅱ板式破碎机。“这两种破碎机的研制打破了国外企业在此领域内的垄断”,项目负责人之一卢铁瑞介绍说,“在这之前,国内还没有自主研制的水泥路面破碎机械。” 

  课题组研制的这两种破碎机械能完全满足国内工程的需要。多锤式破碎技术的特点是使破碎后的旧料形成下层尺寸大、上层尺寸小的均匀面层嵌体,可以作为基层全部被利用,并且施工速度快,适合大规模施工,对交通的影响小。由于震动小,这种机械对道路沿线结构和路边结构距离要求小;板式破碎技术的特点是破碎后能解决水泥路面的反射裂缝问题,但是需要一定的作业面,由于震动,对沿线结构和路边结构距离有一定的要求。

  卢铁瑞介绍说,课题组还采用寿命周期费用分析法,对水泥混凝土路面再生利用技术进行总体效益评价。结果显示,应用新技术对水泥路面进行改造,比传统技术可节省资金20%到25%,并具有环保、节约资源等优点。课题组还将对指南进一步细化,使其变得更加实用。

 

结    语

 

  该项目研究成果不仅有助于解决当前各地就水泥混凝土路面面临的改造技术难题,还具有环保优势,能产生巨大社会效益和环境效益。项目成果已作为交通部2007年科技推广的项目之一,已列入交通部“材料节约与循环利用专项行动计划”,将在我国大规模水泥路面改造中发挥重要作用。

  
 
 
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