水泥混凝土路面循环再生技术及装备

水泥混凝土路面循环再生技术及装备摘要：本文介绍了水泥混凝土路面循环的再生技术及其装备。

0引言

截止2005年底，中国已建成公路总里程1.92×10^6km，水泥和沥青2种高级路面逾4.50×10^5km，其中水泥混凝土路面超过2.40×10^5Km，约占总里程的53％，加上城市道路水泥混凝土路面9.00×10^4km，公路和城市水泥混凝土路面总里程约3.40×10^5km，且仍以每年约2.00×10^4 km左右的速度增长。在已建成的4.10×10^4 km高速公路路面中，水泥混凝土路面约占20％，超过8.00×10^3km。水泥混凝土路面的破损维护问题一直是困扰中国公路界的难题，如何翻修已日益成为公路部门必须面对和必须解决的技术问题。研究水泥混凝土路面的重建和再生技术，使现有已损坏的水泥混凝土路面得到快速有效地改造和重新使用，解除困扰多年的旧水泥混凝土路面改造和维修难题，无疑将对公路界发展产生巨大的推动作用。

目前，破损水泥混凝土路面的处理方法有：

(1)按原结构进行整修，如断板更换、压浆处理、灌注聚脂胶类粘结剂等，该类方法普遍适用于断板率较低、病害较轻的混凝土路面。

(2)以混凝土路面做基层，在其上加铺其他结构层，该类方法适用于路面破损较严重的道路。

(3)将老路面混凝土板全部拆除掉，重新铺筑新的路面结构。

对旧水泥混凝土路面再利用主要有2大类：原地降级和移除粉碎。

破损的水泥混凝土路面(图1)是人工放置的资源，即使移除也不应被简单“掩埋”，为了物尽其用，从保护环境、节约资源的角度，提出水泥混凝土路面循环再

生的概念，即重复利用路面材料，尽可能减少新集料的投入量。将毁损废旧的水泥混凝土路面破碎为集料，重新配合，制备稳定材料或再生混凝土，合理用于新生路面相应的结构层，做到资源化再生，符合循环经济模式。

原地利用的主要方式有：

压浆稳固后作为中下基层，加铺基层后再重新铺筑路面。压浆稳固后作为基层，加铺防止反射裂缝的土工材料后再重新铺筑路面。

破碎后作为中下基层，加铺基层后再重新铺筑路面。破碎后作为基层，直接加铺路面。通常，对于断板率低于10％的水泥路面，采取打裂压稳技术直接加铺沥青混凝土罩面；对于断板率界于0％～15％的水泥路面，在打裂压稳之后铺设防反射裂缝材料后加铺沥青混凝土罩面层；而对于断板率超过1 5％且有明显结构性破坏或相邻板的位移(沉降差)大于4 mm的水泥路面，宜采用碎石化技术。在对路基及基层有问题处进行局部处理后，将混凝土面板进行破碎压实作为基层，保证新罩面结构有一均匀稳定的承重层，然后视交通需要和处理后旧水泥混凝土路面的状况重建路面结构。旧水泥混凝土路面原地利用的破碎处治技术主要包括原地打(断)裂压稳、破(打)碎压稳(碎石化)。

1.1原地打（断）裂压稳

打(断)裂压稳是目前水泥混凝土路面重建中普遍采用的一种比较简单的处理方式。打(断)裂压稳时，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后，再用压实机械进行碾压，从而形成稳定均匀的结构层。目前，对水泥路面进行局部打裂压稳的施工设备有各类夯锤、液压镐及路面多功能养护车，大规模打裂压稳施工的代表性机械有门(铡)刀式冲击破碎机(图2)和冲击式压路机2种。

1.1.1门(铡)刀式冲击破碎

20世纪80年代英国首先应用门(铡)刀式冲击破碎机对旧水泥路面板块进行破碎之后，中国引进了该技术并将设备国产化。该设备利用重达5～7 t的铡刀下

落形成的线状冲击力冲切旧水泥混凝土路面板，从而使旧水泥混凝土路面出现断裂。铡刀宽2.0～2.5 m，刀头厚4 mm左右，提升由液压装置控制，提升高度可调，以使路面板出现裂缝为宜，落距则根据对破裂块的尺寸的要求而定，一般为0.4～0.6m。

1.1.2多边形滚轮冲击破碎

冲击压路机(图3)是通过三边、四边、五边或六边形压实轮的滚动对旧水泥混凝土路面板形成间歇而周期性的冲击作用，从而使其破裂。冲击压路机的工作频率2 Hz左右，振幅0.10～0.22 m，最大冲击力200 t以上(是静压力的10倍)，冲击能量15～25 kJ，(其冲击影Ⅱ向深度较静压大3～5倍，较振动压路机大2～3倍)。因此，冲击压路机在打裂旧水泥混凝土路面时，能有效地消除旧水泥混凝土路面板的脱空，并起到加固地基的作用。据各地的使用经验，在将旧水泥路面板分裂为0.60 m以下块状的要求下，冲击遍数在20～25遍之间。冲击压路机的破碎率约为每台班2～3 km×车道数。打裂压稳机械施工时，由于机械的冲击质量可达到5 t，对地面的冲击力很大，因而会影响沿线民房以及地下浅埋的管网等建筑物。采用多边形冲击压路机进行打裂压稳施工时，压路机要来回冲击压实很多次，持续时间较长，对沿线建筑物有较大影响，故要求建筑物距离道路15 m以上。另外，冲击压路机对浅埋涵洞、管线的破坏性限制了它在城市道路，以及水网地基低路堤道路中的应用。

1.2原地破(打)碎压稳

破(打)碎压稳是指采用低频振动等方式使旧水泥混凝土路面碎裂，进而用专用压实机械碾压形成下粗上细的碎石结构层的一种处理方式，有时也被称为路面碎石化。旧水泥混凝土路面碎石化技术在国外20世纪90年代早有应用，中国到2002年才从美国引进该项技术。打碎压稳技术对路面的破碎要求较高，设备受其限制相对较为严重，目适用的设备主要有多锤头破碎机和共振破碎机2种。

1.2.1多锤头破碎

多锤头破碎机(图4)的工作装置由中间2排各3对锤头，2侧各1对翼锤构成，液压缸的往复运动带动各锤头交替地锤击水泥板块并使其破碎。每对锤头提升高度可独立调节。液压多锤头破碎机的作业宽度可达4 m／次，工作速度可以达到62.5 m／h。多锤头破碎机不具有冲击压路机的碾压功能，与之配套的压实设备为Z型专用单钢轮振动压路机。该压路机的钢轮上增加了斜向Z字波纹凸出条，在碾压粒径不太均匀的水泥混凝土碎块时，Z字波纹凸出条不仅可阻止水泥混凝土颗粒向外挤出，而且能够补充破碎部分混凝土块，从而保证碾压效果和表面的平整。Z型振动压路机的最小自重不低于9 t，主要用于多锤头破碎机破碎混凝土后的补充破碎并压实。上述多锤头破碎机和冲击压实机均存在振动噪声大、工人劳动强度大、碎块尺寸大且不均匀、需要多次重复作业、效率低等缺点，特别是采用不均匀的碎块作为基层使用，难以避免新路面反射裂缝的产生，使其实际使用受到很大限制。

1.2.2共振拍击破碎

20世纪末，美国RMI公司成功研制了共振式破碎机(图5)，其工作原理是由凸轮旋转产生的偏心力使振动梁带动工作锤头振动，频率约44 Hz、振幅20mm。锤头与水泥板接触，振动能量大部分被水泥混凝土板吸收，通过调节锤头的振动频率使其与水泥板块的固有频率成整数倍时，激发其共振，水泥板块因内部颗粒间的内摩擦阻力迅速减小而崩溃。共振式破碎机可控制水泥板块的碎块粒径和破碎深度。该公司生产的PB4型共振式破碎机，其下方的悬挂长3.8 m、宽0.50～0.55 m、厚0.16 m的振动钢梁，并与配有偏心块的轴相连。PB4破碎水泥混凝土路面时随着路面深度的增加，振动能量下降，路面的破碎程度呈上细下粗形态，水泥混凝土碎块的最大粒径可控制在200 mm。PB4的路面破碎效率也较高，每台班约为1.6 km×车道数。共振式破碎机工艺合理、能控制工作参数，具有如下特点。(1)碎块尺寸均匀。共振破碎力发生在整个水泥板块厚度范围内，能使工作锤头下方的水泥板块均匀破裂。通过微调振动频率，可以使碎块粒径达到8～20 cm的理想尺寸。(2)破碎深度可以控制，能够保护路基结构及其内的管线设施完好无损。(3)振动噪声污染轻，施工适应范围大。共振式破碎机所使用的高频低幅振动波衰减速度快、传递范围小(2～3m)，不影响道路下方及周围的结构物和设施，

可适用于水泥路面的公路、机场、港口、城市道路等修复工程。(4)通过调节振动频率和振幅，共振式破碎机作业深度可达66 cm、每天可完成2 000 m或近6 400 m2的破碎作业量，并且单车道作业，不中断交通。共振式破碎机虽然冲击能量传播范围较小，对附近构造物的影响小，但其破碎宽度也小，需往返多次，破碎后板块要受到机械胶轮作用，产生不利影响。目前国内还没有引进该设备。

1.3加铺罩面层

打裂压稳后加铺层的路面结构组合可采取“白+黑”和“白+白”结构，即加铺层可以为沥青混凝土路面，也可以选择水泥混凝土路面。近两三年来，适合中国国情的一些水泥混凝土路面的“白改黑”改造工程在广西、广东、湖北、河南、重庆等地取得了良好的效果。

加铺沥青层时可将碎石化层作为基层和底基层，可能采用的加铺方式有4种：直接加铺上、中、下面层的密级配沥青混凝土；加铺沥青稳定碎石基层(主要是开级配沥青碎石基层)，然后采用2层面层的型式；加铺抗疲劳层后，再加铺沥青面层；加铺无机结合料稳定类基层，然后再加铺沥青面层。无论何种结构，与碎石化层相接的结构层底面的拉应力或拉应变都是关键的控制因素。

采用冲击压稳或打裂压稳技术，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，使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。一般还要先加铺20～25 cm半刚性基层，再加上10～13 cm沥青面层，故标高抬高达30～38 cm，影响原地面排水系统。

打碎压稳施工形成的结构层均匀性优于打裂压稳形成的结构层的均匀性，但整体刚度明显低于后者。混凝土板块经碎石化后，水泥面板的破碎程度比较彻底，水泥碎块的最大粒径在20～30 cm之间，经专用压路机压实稳固后混凝土面板表面碎块最大尺寸范围为5～10 cm，再经洒布乳化稳定，在结构上不再是刚性板块，而成为类似沥青稳定碎石的一种柔性基层。水泥混凝土路面碎石化后，在铺设沥青面层之间，通常采用乳化沥青灌入再生集料技术，以增强碎石化基层与面层的

粘结，提高路面整体强度。可使用乳化沥青洒布设备进行施工，适用于采用多锤头破碎机等设备的碎石化破碎工艺，一般做法如下。

(1)旧路面破碎之前至少2周设置排水设施，然后实施破碎。

(2)切割移除暴露的加强钢筋后，采用专用压实机械，如Z型压路机(20～25t)破碎后，路面振动压实2～3遍。

(3)对破碎后的水泥混凝土路面进行检验性碾压，对软弱区域进行移除替换后再用胶轮压路机振动压实3遍。

(4)洒布、灌入改性乳化沥青，其用量为2.5～3.5kg／m2。

(5)洒布热的乳化沥青作防水粘接层，其用量为1.0kg／m2。

(6)撒布一层粒径为3～5 mm的石屑，用16t钢轮压路机碾压2遍。

(7)封闭交通8～12h后，摊铺热拌沥青混合料调平层和面层，或者铺筑水泥混凝土。

旧水泥混凝土路面碎石化后直接加铺水泥混凝土路面相对来说是不利的，其抗水损害的能力相对较低，因此，当回弹模量小于150MPa时，需要加铺适当的无机结合料稳定基层；当回弹模量大于150MPa时，需要加铺沥青防水封层。水泥混凝土路面的加铺厚度应不低于规范规定的最小厚度，碎石化防水封层应不小于1cm。

2集料化、资源化循坯再生

近年来，许多试验和工程实践证明，即使是来自建筑垃圾的再生集料及混凝土用于道路结构层也是有效而可行的。研究证明，旧混凝土可以经破碎形成再生集料。再生集料可以用作水泥混凝土路面面层的集料或路面基层及底基层的骨料。

集料化、资源化循环再生是一种最彻底的路面重建手段。它将旧水泥混凝土

路面拆除、破碎为集料，筛分级配后，加入稳定、粘结成分(二灰、水泥等)拌和成为稳定土、贫混凝土及再生混凝土，根据性能再重新用于修筑基层、底基层或垫层甚至面层。

2.1主要工艺

水泥混凝土路面的集料化、资源化再生利用技术主要工艺分为3个阶段。

2.1.1废旧水泥路面的拆除和清理。

(1)将旧水泥混凝土路面破碎、铲起、收集或者装运至集料处理地点。

(2)对原始路面基层、岩土基础等结构进行补强和调整。

2.1.2再生粗细集料的加工

(1)清理粘附在水泥混凝土碎块上的基层材料和泥土。

(2)一级破碎。一般采用颚式破碎机(反击式破碎机扬尘大)将水泥混凝土块破碎为粒径为152 mm以下的碎块，并利用电磁铁剔除原路面板内的钢筋。

(1)二级破碎。将粒径大于76 mm的碎块循环破碎，并吸走残余钢筋。

(2)筛分。在一级破碎和二级破碎过程中，根据集料粒径的要求安装双筛网筛分机，对粒径小于76 mm的再生集料进行过筛分级。

2.1.3再生集料的利用

(1)再生粗细集料加稳定料拌和后用于修筑基层(贫混凝土、水泥处治粒料基层的骨料)、底基层(级配碎石、水泥处治砂砾)和垫层(砂砾)等。

(2)再生集料加水泥、化学外加剂以及部分新集料等搅拌后用作路面面层。

(3)再生集料加沥青等热拌后用作路面面层。

2.2集料化、资源化破碎水泥混凝土路面

几前年，中国旧水泥混凝土路面的破碎大多采用小型打桩机、液压挖掘机的破碎器(俗称液压破碎锤)或安装在拖拉机牵引拖车上的落锤进行。这些简易破碎机械的效率较低，噪声大，破碎后的水泥混凝土块大小均匀性差。从工程质量和工作效率来看，均难以适应大面积水泥混凝土路面重建的需求。国外目前废旧混凝土块的破碎筛分技术已经相当成熟，开发出了多种可用于路面拆除现场的移动破碎、筛分设备，澳大利亚DSB公司、RUBBLE MASTER公司以及日本住友建机制造株式会社开发的产品具有代表性。

澳大利亚D S B公司生产的D S B Innocrush系列颚式移动破碎设备，在破碎过程中的技术工艺和结构力学参数不再靠多年的经验获得，而是通过数值计算模拟和广泛的强度与疲劳试验研究得出。破碎室的几何结构设计先进，采用了像42CrM04合金这样的顶级工程材料，核心部件强度高，寿命持久。该系列移动破碎设备的生产能力为100～420t／h。DSB公司同期制造的Innoscreen22、Innoscreen25型两级移动筛分机的生产率分别可以达到250t／h和320t／h，整机结构设计紧凑，易于运输和转场(图6)。DSB公司的移动破碎设备不仅可以破碎水泥混凝土块，而且能够将建筑垃圾和其他固体废弃物回收处理为再生集料(图7)。

RUBBLE MASTER公司生产的RM.OS系列移动破碎设备(图8)将废旧混凝土块通过一次破碎就能获得标称粒径的再生集料，该系列破碎设备具有磨小、生产率高的优点。由于配备有自主专利产权的超尺寸块料分离器，RM.OS系列反击式移动破碎设备能够针对沥青混凝土、水泥混凝土甚至天然岩石加工出粒径范围为0～22 mm和0～63 mm的高质量集料。在对废旧水泥路面的集料化破碎作业中，占主导地位的RM.OS系列移动破碎设备与挖掘机配合使用，能够就地将水泥混凝土路面还原为再生集料(图9)。

住友建机制造株式会社开发的SSl 80RG移动型混凝土破碎机(图1 0)，额定生产率为30～70 t／h，额定功率为103 kW，破碎后的再生集料粒径为0～40mm(取决于破碎前料的大小)，可处理的混凝土块的最大尺寸是600 mm×400mm×

300mm。经破碎设备集料化的废旧水泥混凝土颗粒粒径、级配取决于破碎机的工作原理和结构尺寸，一般不适合直接用来配制再生混凝土或者作为稳定基层材料。要获得理想级配，还需要进行多级筛分和分类，然后根据技术要求重新分级(图11)。

2.3 压研破碎优化再生集料性状

试验检测发现，传统典型工艺破碎混凝土块获得的再生集料，有些性能的确不如普通集料好，主要原因是拆除、破碎原始混凝土时，再生集料中的原始集料表面固结了相当数量的硬化水泥浆体，而且破碎后获得的再生粗集料外形多棱角，轮廓分明但不规则，表面纹理异常粗糙且多孔，颗粒内部缺陷多，面积与体积比较高，吸水率和吸水速率大。另外原始混凝土(路面混凝土)在使用过程中以及解体与破碎时产生累积损伤，使再生集料颗粒内部出现大量微裂纹。从再生混凝土集料的加工工艺来看，如果经过合理、妥善地破碎、筛分过程，尽可能沿集料与水泥石界面剥离下原生颗粒，或者使有些颗粒因解体和破碎时受力沿着原颗粒的岩石解理纹破裂，这不但增多了新的粗糙表面，增加了棱角效应(或称界面机械啮合增强效应)，而且使再生集料中的软质颗粒、粒形不良颗粒在反复破碎过程中被淘汰。通过选优除劣，进一步改善再生集料颗粒性状，使再生集料的性能被优化。

目前国内外破碎废旧混凝土块的设备通常采用高强度的单一作用力，即静压夹裂或碰撞击碎，工作腔对物料没有连续施加作用力，物料一次通过，无循环流动，要实现大的破碎比，还需要采用多级破碎。这种方法用来破碎混凝土块，难以充分剥离原始集料表面固结的水泥石。然而，绝大多数道路废旧混凝土块的整体抗压强度小于60 MPa，其抗剪、抗拉强度远小于抗压强度，根据硬化混凝土的结构组成与破坏机理，采用循环压研破碎技术改善再生混凝土集料的性能与生产(图1 2)。即在混凝土破碎中，运用2块相对转动的粗糙锥面衬板对其间混凝土块连续施加挤压、剪切、搓研和摩擦作用力，使混凝土微结构中最薄弱的组成相--水泥石-集料过渡区内产生压应力和剪应力甚至拉应力的联合作用，导致裂纹快速扩展而破坏，使混凝土块中的原始集料尽可能多的与硬化水泥浆体分离。

2.4振动拌和强化再生混凝土的性能与生产制备

再生集料中含有在原始混凝土中尚未水化完全的水泥团聚颗粒及其形成的水化物，它们仍然具有一定的活性。这些活性集料表面微孔多，吸水率较大，并且具有一定的水硬性(或者称为水化性)，表面具有亲水性，能很快被液相所润湿，若能利用这种活性集料和再生集料的强吸水性，通过浸润、振动等方法使集料表面的微孔和微裂缝吸入或填充新的水泥颗粒，吸收新水泥砂浆中多余的水分，降低粗集料表面水灰比以及拌和物的有效水灰比，使过渡区的水化更加充分而形成致密的过渡区界面结构，就能提高再生集料混凝土的强度。生产制备再生混凝土时，如果能用水泥浆液直接填充再生粗集料的孔隙，或集料中的活性成分反应的生成物能填充孔隙，或浆液能将再生集料本身的微细裂纹粘合，改善再生集料的孔隙结构，解决破碎过程中集料受力后产生的一些微裂纹而导致集料强度低的问题，从而提高再生集料和再生混凝土的强度。

笔者根据振动在混凝土拌和中所起的作用，将振动与强制搅拌相结合，利用动平衡原理设计出深度激振器，将其置于搅拌腔中心，使振动能量充分被混合料吸收，从而改善再生混凝土的微观结构和力学性能。采用振动拌和装置(图13)可以强化再生混凝土的性能与生产制备。该装置的搅拌驱动电机输出搅拌动力，经减速器减速后由弹性联轴器直接传递给1对同步齿轮，带动2根搅拌轴同步反向转动。同时，振动驱动电机输出动力，经带传动后，驱动偏心安装在搅拌轴内的振动轴高速旋转，使搅拌轴和安装在其上的搅拌叶片产生振动。于是物料在搅拌轴和搅拌叶片的振动作用及其搅拌叶片的强制搅拌下，很快就能实现均匀拌和。存在不良粒形的再生集料会使新拌再生混凝土的表观密度及其流动性较普通混凝土有所降低。同时由于再生集料表面粗糙、多棱角的粒形效应增大了拌和物在拌和与浇注时的摩擦阻力，使再生混凝土拌和物的保水性与粘聚性增大。振动搅拌作用下，再生混凝土混合料的物料颗粒在具有一定振动频率下的振幅后处于颤振状态，破坏了流变状态下混合料间的粘性联接，使物料间的内摩擦力大大降低，促进了水泥浆在再生集料表面和裂缝中的流动与浸润，十分有利于物料中的水泥颗粒从结团状变为均匀分布状。鉴于此，笔者认为拌和制备路面再生混凝土时，采用振动强化技术，不仅使搅拌时能耗降低、效率提高，而且重要的是可以使新拌再生混凝土的工作性得到改善，使硬化再生混凝土的强度得到提高，同时也可节约一部分水泥。

2.5双层摊铺再生混凝土经济路面结构

中国现行行业标准《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ 073.1-2001) 中就旧水泥混凝土路面板的再生利用指出：混凝土再生利用主要用做水泥混凝土面层粗集料、基层集料和碎块底基层。旧水泥混凝土板强度达到石料二级标准时，可作为再生混凝土集料使用。面层中的旧混凝土集料的最大粒径应为40 mm，小于20 mm的粒料不再作为面层集料。做水泥混凝土配合比设计时，粒径小于20 mm 的集料宜采用新的碎石。旧水泥混凝土板块强度达到三级标准的可作为基层集料。宜采用石灰、粉煤灰固结旧混凝土集料基层，混凝土基层集料含量宜为80％～85％，石灰、粉煤灰比例宜为1：4。

中国公路水泥混凝土路面设计规范中所提到的复合式混凝土路面结构通常是指：面板的下层为碾压混凝土，其厚度一般取总厚度的2/3；上层为普通混凝土，其厚度一般取总厚度的1／3，并不宜小于8 cm。复合式混凝土路面的设计参数按照普通混凝土及碾压混凝土路面的有关规定采用。但基层顶面的设计计算应按照等刚度原则，将复合式混凝土板换算成等效单层混凝土板，然后进行应力计算。对于一些双层水泥混凝土复合式路面，下层采用较低标号的混凝土(10～15号)，上层采用较高标号的混凝土(35～40号)，厚度一般不小于面板总厚度的1/3，下层厚度一般为15～20 cm，这样的混凝土路面设计也是按照等刚度原则进行的。

近年来，也经常用工业废渣等半刚性材料作基层，用水泥混凝土作面层，来代替双层水泥混凝土路面。因此，根据中国国情和当前的路面设计要求与趋势，笔者认为：除了可以在各类交通等级的路面结构基层中全部使用再生混凝土之外，对于轻交通等级的路面再生采用全厚度再生混凝土面板结构是完全可行的，而且其经济性显而易见：对于中等交通等级的路面再生采用至少2／3厚度再生混凝土与1／3厚度普通道路混凝土组成的双层型复合式面板结构，甚至大厚度整体式再生混凝土面板，能充分显示出经济性优势。对于重交通等级的路面再生采用至少1／2厚度的再生混凝土结合式复合面板结构，不仅可以保证路面强度、疲劳寿命等设计要求，而且更经济、合理，对于特重交通等级的路面再生也可采用不超过1／3厚度的再生混凝土下复合层来增加板厚以提高承载能力。

国外关于混凝土低噪声露石路面的双层摊铺已有成功经验，德国Wirtgen公司专门设计、生产了大型双层水泥混凝土摊铺机。该机可以分上下2层“湿对湿”同步摊铺2种不同配合比、不同厚度的水泥混凝土路面。前半部分铺25 cm厚的常规水泥混凝土，这部分材料由卡车卸在正前方：后半部分在其表面再加铺5 cm 厚的单一粒径“露石面层”，这部分材料由水泥混凝土搅拌罐车从摊铺机侧前方料斗经传送带供应(图14、15)。2层同时摊铺施工方式经济上有如图优势。

(1)可以很方便地从摊铺机前面提供第一层和第二层所需的混凝土。同时不会妨碍相邻车道的交通。

(2)与使用两台机器相比，双层摊铺所需的运行费用明显要低。

(3)由于只需1台机器摊铺，可减少设备投资经费及所需操作人员，操作1台机器比协调2台机器更容易。

根据再生混凝土适用的复合式双层型路面结构，笔者在掌握滑模摊铺施工原理的基础上，提出了再生水泥混凝土路面的双层滑模摊铺施工工艺与方法，尝试改造传统滑模摊铺机成为湿接湿一次铺筑双层结构的具有自主知识产权的国产设备。

与德国Wirtgen公司SP1600型不同，改造后的设备在传统的滑模摊铺机螺旋分料机构上增加下铺层预压实装置和上铺层布料系统，该系统主要包括上铺层材料跨越输送带及贮料仓、料仓底部的搅拌布料叶片及其传动机构等。设计出再生混凝土双层滑模摊铺机的工作装置(图16)。该装置是在传统的滑模摊铺机螺旋分料系统中增加了下铺层预压实装置和上铺层布料机构，上铺层布料机构主要包括上铺层材料跨越输送带及贮料仓。料仓底部的布料搅拌叶片及其传动系统等。这样加装不仅很容易改造现有传统的滑模摊铺机，而且不会过分增大机器前后尺寸避免铺筑路面的最小转弯半径增大，同时也便于上铺层的运料车辆从另一端或者侧面靠近供料。双层滑模摊铺机工作时，路面的下铺层混凝土依据传统滑模摊铺机的摊铺原理，由螺旋布料器将倾卸在路面基层(或垫层)上的再生混凝土均匀地分布在滑模摊铺机的前面，准备接受压实梁的初步压实和预铺高程控制；上铺层

混凝土通过跨越式输送带或者由混凝土输送车直接卸入贮料仓，再经过贮料仓底部排料口处的布料搅拌叶片，将上铺层混凝土进行二次搅拌后在摊铺宽度内按一定落料流量均匀分布在已预压过的下铺层上，随着摊铺设备以设定的工作速度前进，通过计量门进入振动密实区的上下铺层水泥混凝土在捣振棒组的捣振液化下，将2层混凝土界面湿接湿充分结合起来，同时振动梁将上层混凝土中的大骨料压入成形模板以下位置，并使2层混凝土在由侧模板和上模板形成的滑动挤压腔中进一步密实。摊铺机上的拉杆插入装置可根据需要在成形模板的前部和侧部插入拉杆，最后由抹光器对已成形的复合式路面表层进行修整。

3水泥混凝±路面循环再生经济性

水泥混凝土路面集料化、资源化循环再生的经济性不仅可从废旧混凝土集料的低成本和路面结构重组修复少花费中直接看到，而且能从它所产生的社会、环境效益中间接反映出来。实际工程中不乏利用废弃混凝土产生良好经济效益和社会效益的实例。

据介绍，欧盟、美国和日本每年废弃混凝土材料超过 3.6×10^8t，对混凝土和钢筋混凝土废料再加工得到的再生骨料能耗仅为开采天然碎石的1／8，成本可降低25％。中国对于再生集料的应用目前还处于探索阶段，其中经济性是影响和阻碍再生集料大规模应用的主要原因之一。由于再生集料(不论是来自建筑垃圾还是水泥混凝土路面)的生产需要消耗额外的人力和物力，从而导致了再生混凝土的生产成本高于普通混凝土，但对再生混凝土的经济分析应当从社会、环境等方面来综合考虑。一方面，生产新的混凝土不但需要消耗大量的砂石等天然资源，而且会造成自然环境的恶化；另一方面，废弃、填埋混凝土不仅占用了大量的土地，增加了外运费用，而且导致了环境的污染。因此，如果能将废弃混凝土作为再生集料资源加以重新利用，不仅能够解决天然混凝土集料资源紧缺的问题，而且有利于环境的保护，实现混凝土和建筑业的可持续发展。

中国每年用于浇筑混凝土的集料达1.1×10^8～1.4x10^8m3。蕴藏天然砂石的山体、河流是不可再生的资源，它们的消失对人类与环境是难以估计的损失。到目前为止，因过度开采，造成许多人为因素引起的自然灾害(洪水、水土流失、土

地荒漠化、环境污染、生态破坏等)，已经严重影响了中国的可持续发展战略。

4结语

采用集料化、资源化循环再生对旧水泥混凝土路面重建，不仅可以大大减少废料丢弃和废料运输，降低水泥路改造过程中对环境的污染，节约天然砂石集料，降低工程费用，缩短工期，为业主节约大量改造资金，产生的社会效益也很明显。它依据循环经济理论，将废弃物再生利用，符合国家所倡导的走科学发展道路，建设节约型社会、环保型社会的方针。