白灰稳定技术在路基修复与再生工程中的应用体系研究-吉林白灰

日期:2025-12-03 10:48 来源:润丰矿业 作者:赵明 浏览量:25

日期:2025-12-03 10:48 作者:赵明 浏览量:25

随着我国早期建设的大量公路进入养护维修期,路基病害修复与废旧材料再生利用成为行业可持续发展的核心课题。白灰稳定技术不仅适用于新建路基,其在旧路改造、路基补强和废料再生领域同样展现出独特的技术经济优势。本文系统构建白灰稳定技术在路基修复与再生工程中的应用体系,深入剖析其技术原理、工艺方法及全生命周期价值,为道路养护改造提供创新解决方案。

一、既有路基典型病害与白灰修复机理对应性分析
既有路基病害主要表现为结构性损坏和功能性衰退,白灰稳定技术提供针对性的修复机理:

图片描述

  1. 路基强度衰减与承载力不足:

病害特征: 在重载交通和水损害作用下,路基回弹模量显著下降,弯沉值超标,导致路面出现结构性车辙和疲劳开裂。

修复机理: 通过注浆或开挖回填方式将白灰浆液或白灰土注入路基软弱区域。白灰的凝硬反应生成新的胶凝网络,与原有土体形成复合加固体系,显著提高路基整体刚度和承载力。其作用不仅在于“填补”,更在于“重构”土体结构。

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  1. 不均匀沉降与路基脱空:

病害特征: 由于局部压实不足、地下水侵蚀或土质差异,路基产生差异沉降,引发桥头跳车、路面纵向裂缝等问题。

修复机理: 采用白灰土进行换填或压力注浆。白灰的离子交换作用可快速降低高含水量区域土体的塑性,加速固结;凝硬反应形成的稳定结构能有效阻止沉降进一步发展,并通过填充脱空区域恢复支撑连续性。

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  1. 膨胀土路基的反复胀缩破坏:

病害特征: 膨胀土路基在干湿循环下产生体积变化,导致路面起伏、开裂,常规养护效果有限。

修复机理: 这是白灰技术的优势领域。对既有膨胀土路基进行就地掺灰改良,通过钙离子置换降低土体的膨胀势,并通过胶结作用锁定土颗粒,从根本上抑制其胀缩活性,实现永久性处治。

二、废旧道路材料白灰稳定再生技术体系
将旧路面破碎料(RAP)和旧基层材料(RBM)与白灰结合,可实现资源的高价值再生利用:

  1. 全深式再生(FDR)技术:

技术核心: 对旧沥青路面和部分基层进行现场破碎、掺加适量白灰(有时配合水泥或乳化沥青)、拌和、压实,形成新的稳定基层。

白灰的作用: 在FDR中,白灰主要发挥三种功能:一是调节破碎旧料(含沥青和细料)的含水量和工程特性;二是与旧料中的细颗粒发生反应,提高整体强度和水稳性;三是降低混合料的温度敏感性。

优势: 100%利用旧料,避免废弃和开采新石料,节省成本30%-50%,并显著缩短工期。

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  1. 厂拌冷再生技术:

技术核心: 将铣刨的旧料运至拌和厂,破碎筛分后,与精确计量的白灰、水及必要时的新集料进行拌和,再生产品运输至现场摊铺压实。

白灰的作用: 作为主要的活性粘结剂,将RAP/RBM中的沥青包裹集料和矿物集料重新胶结成整体。其碱性环境还能一定程度上中和旧沥青的老化酸性成分。

质量控制优势: 厂拌生产质量均匀稳定,配比精确,可生产出性能媲美甚至优于传统半刚性基层的再生材料。

  1. 路床改良再生技术:

应用场景: 针对路基上部含水量过高、承载力不足的土体。

技术方法: 采用路拌法将铣刨的旧路面细料(富含沥青和细集料)与路基土、白灰就地拌和。沥青细料起到隔水、增韧作用,白灰提供主要强度,形成性能优良的改良路床层。这为解决“软基”问题提供了经济新途径。

三、修复与再生工程中的关键工艺创新
精准注浆修复技术: 开发适用于白灰浆液(可掺加微膨胀剂、早强剂)的高压旋喷或花管注浆工艺。通过地质雷达等探测技术精确定位病害区域,实现“定点注射、定量加固”,避免大面积开挖。

分层差异再生设计: 根据旧路不同层位材料的性能(如RAP中沥青含量的梯度分布),设计差异化的白灰掺量及是否需要添加新集料。例如,上层RAP富含沥青,可适当降低白灰剂量并注重养生;下层材料则可提高剂量以获得更高强度。

复合再生稳定技术: 采用“白灰-水泥”或“白灰-乳化沥青”二元复合稳定体系。白灰改善工作性、减少收缩,水泥或乳化沥青提供早期强度,实现性能互补,特别适用于重交通道路的再生。

低温与快速开放交通技术: 研发适用于低温季节施工的白灰基修复材料(如掺加防冻剂和促凝剂),以及通过优化配比和养护工艺,缩短养生时间,满足养护工程快速开放交通的需求。

四、全生命周期效益与决策模型
修复与再生工程的价值需从全生命周期视角评估:

经济性: 大幅节约新材料购置费、运输费和弃置费。虽然初期设备投入或材料成本可能略高,但考虑环境成本和社会成本后,全生命周期成本显著降低。

环境效益: 实现废旧材料的资源化循环,减少矿山开采和耕地占用,降低能源消耗与碳排放。据统计,采用白灰稳定全深式再生技术,可比传统铣刨加铺方案减少60%以上的碳排放。

社会效益: 施工期间交通干扰小,社会影响低;延长道路使用寿命,提升路网整体服务水平。

建议建立基于多目标决策的修复方案比选模型,综合考虑技术可行性、初期成本、寿命周期成本、碳排放、施工工期和对交通的影响等因素,为工程决策提供量化依据。

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五、标准体系构建与发展建议
当前,白灰稳定技术在修复再生领域的应用尚缺乏系统完善的标准规范。建议:

加快制定《道路废旧材料白灰稳定再生应用技术规程》,明确材料要求、混合料设计方法、施工工艺和质量控制标准。

建立再生材料与结构的性能评价体系,包括长期耐久性(抗疲劳、抗水损)和环境影响评价方法。

鼓励在公路养护和大中修工程中,优先采用白灰稳定再生技术,并配套相应的激励政策。

结论
将白灰稳定技术系统性地应用于路基修复与废旧材料再生,是推动道路工程向“绿色、循环、低碳”转型的关键技术路径。它不仅是材料的物理循环,更是通过化学反应实现材料性能的“再生”与“升级”。通过深化机理研究、创新工艺工法、完善标准体系,白灰稳定修复再生技术必将成为未来道路养护改造的主力军,为构建节约型、环境友好型的交通基础设施提供坚实支撑,创造巨大的经济、环境和社会综合价值。

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