水泥混凝土路面的破碎與固定技術(shù)

于 宏

（大唐國(guó)際發(fā)電股份有限公司陡河發(fā)電廠，河北 唐山 063028）

水泥混凝土路面的破碎與固定技術(shù)

于 宏

（大唐國(guó)際發(fā)電股份有限公司陡河發(fā)電廠，河北 唐山 063028）

針對(duì)舊水泥混凝土路面現(xiàn)狀，著重分析了陡河發(fā)電廠水泥混凝土路面在施工中破碎與固定技術(shù)的運(yùn)用，施工中應(yīng)注意的問題及施工工藝等。

水泥混凝土路面；破碎與固定；施工方法

1 水泥混凝土路面和我廠道路現(xiàn)狀

水泥混凝土路面是道路公程中廣泛使用的路面結(jié)構(gòu)類型中的一種，有其自身的優(yōu)點(diǎn)，如材料來源廣泛、施工工藝及設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單、建成初期養(yǎng)護(hù)管理費(fèi)用較低等。但出現(xiàn)損害后也較難以處理，原因如下：①水泥混凝土路面剛度較大，處理起來比較麻煩；②水泥混凝土路面的修補(bǔ)工藝復(fù)雜且耗費(fèi)巨大；③水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土層時(shí)，如果處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生反射裂縫；④水泥混凝土路面在損害前較難發(fā)現(xiàn)其潛在隱患。陡河發(fā)電廠廠區(qū)、生活區(qū)內(nèi)道路幾乎全部為該水泥混凝土路面，早已達(dá)到使用年限，隨著近幾年廠內(nèi)重交通量的劇增（主要是灰罐車、石粉運(yùn)輸車），水泥路面損壞日益嚴(yán)重，局部已出現(xiàn)了大面積塌陷，尤其是到了雨季，積水深度有的已經(jīng)達(dá)到了1 m，嚴(yán)重影響了道路的正常使用，同時(shí)提高了車輛的運(yùn)營(yíng)成本。

2 路基處理方法的選擇

原有設(shè)計(jì)是將原混凝土路面整體挖除，重做碎石基層后再做瀝青混凝土面層。但是該方法面臨著無法處置由此產(chǎn)生的大量廢棄混凝土板的問題。如果廢舊混凝土破板能夠重新利用，既解決隨意堆棄造成永久性占地和環(huán)境污染，又解決開挖山體獲取砂石原材料所造成的環(huán)境破壞，避免物資過多浪費(fèi)，節(jié)省了大量的資金，所以混凝土面板再生利用被作為本工程的一個(gè)重要課題。在清理該段路面的積水和淤泥后，發(fā)現(xiàn)路面具有以下特征：①功能性罩面出現(xiàn)大量發(fā)射裂縫；②大量錯(cuò)臺(tái)、翻漿和角隅破壞；③板開裂超過50%，超過20%的路面需要開挖修補(bǔ)；④出現(xiàn)嚴(yán)重的凍脹反應(yīng)。我廠通過多方論證得出在水泥混凝土路面的整個(gè)使用周期內(nèi)，其路面狀況與修復(fù)方法見圖1。

圖1 使用年限與修復(fù)方法的關(guān)系

在2006年10月11日開始對(duì)原有混凝土路面進(jìn)行破碎取代重做路基方案，2006年11月5日瀝青混凝土路面全線竣工。經(jīng)過四年的超載運(yùn)輸車輛的考驗(yàn)，本段道路幾乎沒出現(xiàn)一處缺陷，可見水泥混凝土路面的破碎與固定技術(shù)是修復(fù)水泥混凝土路面并改善其基礎(chǔ)的一種有效方法。

3 破碎與固定技術(shù)的原理

在舊水泥混凝土路面板上加鋪瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層是我們修復(fù)水泥混凝土路面的常用技術(shù)，但由于水泥板體的不連續(xù)性，導(dǎo)致加鋪層很容易出現(xiàn)反射裂縫，通常我們認(rèn)為反射裂縫產(chǎn)生的力學(xué)機(jī)理是加鋪層承受原路面因垂直和水平位移引起的應(yīng)力。除下層路面板的溫度和含水量的變化以外，裂縫或接縫處的總位移還受板長(zhǎng)的影響。以上關(guān)系可用公式說明：

式中：ac：溫度應(yīng)變系數(shù)；

ΔT：溫度變化差額；

L：板體長(zhǎng)度。

另外，位于加鋪瀝青面層之下的開裂板，其水平位移也會(huì)引起裂縫上方結(jié)構(gòu)層部位很大的拉應(yīng)力。同時(shí)，垂直位移也引起了加鋪層內(nèi)的很大的剪應(yīng)力，因?yàn)闉r青混凝土面層在較低溫度時(shí)抗彎強(qiáng)度較低。車輛通過接縫或裂縫會(huì)引起不均勻的垂直位移，這種位移的量取決于接縫或裂縫處的荷載傳遞以及下層混凝土板內(nèi)產(chǎn)生的位移。

由此可見，如果將水泥混凝土板體的長(zhǎng)度縮短，也就相應(yīng)地降低了板的收縮位移，從而降低反射裂縫出現(xiàn)的機(jī)率，以上過程就是水泥混凝土路面的破碎；水泥混凝土路面板體破碎后，水泥混凝土塊與塊之間要形成嵌鎖，使碎塊均能與基層接觸，以提高該結(jié)構(gòu)層的承載能力，此過程就是水泥混凝土路面的固定，以消除產(chǎn)生反射裂縫的溫度應(yīng)力，并使塊體與塊體之間形成整體，增加基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，對(duì)其上的加鋪層提供較好的支承。

4 破碎與固定技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)

4.1 破碎

破碎與固定是在保留水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的某種程度完整性的同時(shí)，將其破碎成邊長(zhǎng)46～60 cm碎塊的過程，而不是把水泥混凝土路面變成尺寸較小的碎塊，相對(duì)車輛荷載來說是更加均勻的結(jié)構(gòu)層，在壓實(shí)后進(jìn)行加鋪就能有效控制反射裂縫的產(chǎn)生。破碎形式既能減少板的過度位移（垂直的和水平的），又能使板作為加鋪層的穩(wěn)定的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

4.2 固定

水泥混凝土路面經(jīng)過破碎以后，應(yīng)將混凝土塊穩(wěn)固到基層上。固定板塊的目的是各點(diǎn)均能與基層接觸，從而提高承載能力。只有以足夠的重量作用于路面并用碾壓機(jī)械碾壓才能消除板塊松動(dòng)。如果板塊固定不當(dāng)，混凝土塊就會(huì)松動(dòng)并引起加鋪層更為嚴(yán)重的反射裂縫。因此，對(duì)于水泥混凝土破碎板塊的固定，要求水泥混凝土碎塊不能有任何松動(dòng)。

5 破碎與固定技術(shù)的施工方法

破碎與固定分步實(shí)施：首先是破碎，主要是利用各種型號(hào)的打樁機(jī)、截?cái)鄻跺N、沖擊錘及共振式路面破碎機(jī)等將路面破碎。其次是固定，固定的方法是用重型靜碾壓路機(jī)碾壓，以重型輪胎壓路機(jī)為首選，借鑒國(guó)外相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，本工程利用50 T的重型輪胎式壓路機(jī)碾壓幾遍的固定方法比較不錯(cuò)。對(duì)于一些破碎后產(chǎn)生的混凝土過分剝落部分要用砂漿回素混凝土等材料回填，保證加鋪結(jié)構(gòu)層以下沒有空洞。

6 碎石化方法的關(guān)鍵因素

6.1 排水要求

碎石化過程中會(huì)產(chǎn)生一些細(xì)碎的顆粒，而混凝土破碎后的顆粒之間沒有黏接力，在這種情況下，如果有水滲入該層，將會(huì)帶來很大的安全隱患。所以在進(jìn)行正式碎石化施工前，要先建成和完善排水設(shè)施。排水采用碎石盲溝的形式。在排水層設(shè)置好之后才可以進(jìn)行正式的碎石化施工。

6.2 對(duì)土基和基層的要求

破碎過程中產(chǎn)生的低頻高幅振動(dòng)可以傳遞到路面結(jié)構(gòu)較大的深度范圍內(nèi)，也就是說，土基和路基在破碎過程中也會(huì)受到影響。原土基和基層是否具有較好地穩(wěn)定性至關(guān)重要。不穩(wěn)定的土基或路基在破碎重錘下落時(shí)受到?jīng)_擊力作用會(huì)產(chǎn)生一定程度的破壞，局部強(qiáng)度會(huì)降低，特別是地下水位較高時(shí)，這種情況發(fā)生的可能性會(huì)更大。

7 經(jīng)濟(jì)效益分析

由于該技術(shù)是利用舊水泥混凝土板體破碎固定后作為底基層，沒有給水泥混凝土面板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度造成破壞。但如果將水泥混凝土板破壞后清除，再按照有關(guān)規(guī)范做路基，比將水泥混凝土板體破碎固定增加50 %以上的投資。

8 結(jié)束語(yǔ)

舊水泥混凝土路面碎石化技術(shù)是一種重要的水泥混凝土路面原位破碎利用技術(shù)。它一般適用于水泥混凝土路面出現(xiàn)較大范圍的破損情況。通過這項(xiàng)技術(shù)，可大大提高施工效率，大量節(jié)約工程造價(jià)，值得大范圍推廣。

Cement Coagulation Earthen Road Pavement Stave and Fixed Technology

Yu Hong

In view of the old cement coagulation earthen road pavement present situation, has analyzed the Dou River Power plant cement coagulation earthen road pavement emphatically stave and solid decides technical in the construction the utilization, in the construction should pay attention to the question and the construction craft and so on.

cement coagulation earthen road pavement; stave and fixed; job practice

U416.2

A

1000－8136（2011）06－0062－02