淺論MHB碎石化施工技術(shù)及其應(yīng)用

石常秋 孫欽州

摘要：闡述了MHB碎石化施工技術(shù)的概念、發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀、特點(diǎn)、適用條件、施工工藝與流程、施工質(zhì)量控制指標(biāo)與方法。

關(guān)鍵詞: 水泥混凝土路面 碎石化 施工

中圖分類(lèi)號(hào)：U416.216文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

舊水泥混凝土碎石化技術(shù)是一種利用多錘頭水泥路面破碎機(jī)（MHB）將混凝土板破碎成較小粒徑形成高強(qiáng)粒料層施工技術(shù)。破碎后的高強(qiáng)粒料層可直接作為基層或墊層，是目前最行之有效、最為直接的解決反射裂縫的白改黑路面施工技術(shù)。

1 碎石化技術(shù)概述

1.1應(yīng)用狀況

1998年,美國(guó)在85號(hào)州際公路的修復(fù)工程中首先采用了碎石化技術(shù)。

至2001年，美國(guó)完成項(xiàng)目400多個(gè)，使用里程1600公里。

我國(guó)2002年才從美國(guó)引入MHB（多錘頭破碎機(jī)）型路面破碎設(shè)備。截至2006年，已成功應(yīng)用于500多公里各等級(jí)道路的改造，取道良好效果。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

⑴減少反射裂縫。

⑵形成內(nèi)部嵌擠、緊密結(jié)合、高密度的基層（底基層）。

⑶就地再生，環(huán)保無(wú)污染。

⑷節(jié)約材料及運(yùn)輸成本，降低工程費(fèi)用。

⑸施工簡(jiǎn)便，不必全封閉交通,

⑹改造周期短，綜合造價(jià)低。

2 MHB碎石化適用條件

2.1基本適用條件

⑴水泥砼路面錯(cuò)臺(tái)、翻漿和角隅破壞等不小于總接縫長(zhǎng)度的20%；

⑵開(kāi)裂、斷板或下沉等需修補(bǔ)面積占總面積的20%～70%；

⑶基層及面層總厚度超過(guò)30cm；

⑷斷板率介于20%-45%之間。

2.2 不適宜用的情況

⑴改建中遇到的擋墻、橋涵等承載力不足路段；

⑵公路近旁有敏感建筑物或設(shè)備（安全距離小于5m）路段；

⑶受凈空限制的路段。

3 注意問(wèn)題

⑴對(duì)于損壞嚴(yán)重的水泥混凝土路面，必須判斷其基層狀態(tài)。

⑵路面基層的破損程度是判斷是否可用碎石化工藝的重要標(biāo)準(zhǔn)。

⑶排水設(shè)施是碎石化的必需輔助工程。

4施工工藝

4.1 路面狀況調(diào)查

4.1.1 路面破損狀況調(diào)查

這是選擇修復(fù)方法的基本出發(fā)點(diǎn)。發(fā)現(xiàn)唧泥、斷裂、沉陷等病害，必須提前處理。

4.1.2路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)價(jià)

用于確定路面的剩余壽命。板底脫空調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)軟弱地基，在碎石化前進(jìn)行處理?；鶎禹斆婊貜椖Ａ康恼{(diào)查直接影響到碎石化的效果，只有CBR≥5的路段才可進(jìn)行碎石化。

4.2 碎石化前處理

4.2.1 路面清理

清掃現(xiàn)場(chǎng)的路面上的松散材料，移除瀝青類(lèi)修補(bǔ)材料，以免影響破碎效果。

4.2.2 排水設(shè)施

一般要求設(shè)置邊溝以保證使水能從碎石化區(qū)域排出。

4.2.3 特殊路段處理

對(duì)出現(xiàn)嚴(yán)重病害的軟弱路段進(jìn)行以下修復(fù)處理：

⑴清除路面；

⑵開(kāi)挖基層或路基至穩(wěn)定層；

⑶采用與舊水泥混凝土路面相同的材料回填、振實(shí)、養(yǎng)生。

4.2.4 構(gòu)造物標(biāo)記和保護(hù)

⑴采空區(qū)上MHB碎石化前，應(yīng)探明采空區(qū)的具體范圍、埋深等；

⑵埋深在0.5-1.0m的構(gòu)造物和管線(xiàn)可以采取降低錘頭高度的方式輕度打裂；對(duì)于埋深不足0.5m的構(gòu)造物和管線(xiàn)，應(yīng)禁止破碎。

⑶路肩外5-10m范圍內(nèi)存在建筑物的路段，應(yīng)降低錘頭高度對(duì)路面進(jìn)行輕度打裂；路肩外5m以?xún)?nèi)存在建筑物的路段，禁止破碎。

⑷施工前需測(cè)量上跨構(gòu)造物的凈空。

4.2.5設(shè)置高程控制點(diǎn)：

選擇代表性的路段設(shè)高程控制點(diǎn)，監(jiān)測(cè)高程的變化。

5 施工工藝流程

5.1 試驗(yàn)區(qū)

主要用于設(shè)備參數(shù)調(diào)整，以達(dá)到規(guī)定的粒徑和強(qiáng)度要求。

表1MHB設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)

設(shè)備參數(shù) 要求

錘重范圍（㎏） 700-1000

最大落錘高度（㎝） ≥150

最大破碎寬度（㎝） ≥375

工作速度（m/h） 50-120

選擇長(zhǎng)度≮50m代表性路段的一個(gè)車(chē)道作為試驗(yàn)段?？蓞⒄毡?：

表2MHB設(shè)備控制的參數(shù)范圍

控制參數(shù) 舊水泥混凝土路面強(qiáng)度狀況

強(qiáng)度較高 強(qiáng)度一般 強(qiáng)度較低

水泥強(qiáng)度等級(jí) 32.5 42.5 32.5 42.5 32.5 42.5

落錘高度（m） 1.2 1.2 1.1 1.1 1.0 1.0

錘跡間距（㎝） 8-12 6-10 8-12 6-10 8-12 6-10

調(diào)整破碎參數(shù)，當(dāng)破碎后的路表呈鱗片狀時(shí)，表明碎石化的效果能滿(mǎn)足要求，記錄此時(shí)采用的破碎參數(shù)。

5.2 試坑取樣

隨機(jī)選取2個(gè)獨(dú)立的位置開(kāi)挖1㎡的試坑，在全深度范圍內(nèi)檢查碎石化后的顆粒粒徑；記錄最終符合要求的MHB碎石化參數(shù)備。

5.3 破碎順序:

先破碎兩側(cè)車(chē)道，再破碎中部的行車(chē)道。與相鄰車(chē)道搭接部分，寬度≮15cm。

5.4 檢驗(yàn)破碎效果

表3

厚度范圍 粒徑范圍

板塊頂面（㎝） ＜7.5

上部1/2厚度（㎝） ＜22.5

下部1/2厚度（㎝） ＜37.5

5.5壓實(shí)

碎石化后顆粒間形成緊密嵌擠結(jié)構(gòu)。壓實(shí)的主要作用是將表面的扁平顆粒進(jìn)一步破碎，同時(shí)穩(wěn)固下層塊料，提供一個(gè)平整的表面。

5.6撒布透層油、壓實(shí)

乳化瀝青用量3.5-4.0kg/㎡。灑布后的回彈彎沉值為該層的控制彎沉值。

破碎后或?yàn)⑼笇佑秃缶灰碎_(kāi)放交通，以免影響破碎層強(qiáng)度均勻性和透油層粘。

6 注意事項(xiàng)

6.1基層強(qiáng)度過(guò)高或面板厚度過(guò)大時(shí)，宜采用打裂等其他手段先進(jìn)行預(yù)裂，預(yù)裂后的路段應(yīng)重新做試驗(yàn)段，確定碎石化的各個(gè)施工參數(shù)。

6.2破碎時(shí)宜從高處向低處破碎，避免攤鋪瀝青面層后影響排水；

6.3不得對(duì)破碎后路面進(jìn)行修整以提高路面平整度或改善線(xiàn)形。對(duì)5 cm以上的低洼處應(yīng)用密級(jí)配碎石粒料回填壓實(shí)后再進(jìn)行全面壓實(shí)。

7質(zhì)量控制

7.1一般過(guò)程

選擇長(zhǎng)度≮100米的代表性路段作為試驗(yàn)段，在其中安排不同的錘跡間距（2cm級(jí)差）的子區(qū)段，每段長(zhǎng)度≮50米。

對(duì)不同的子區(qū)段粒徑進(jìn)行檢測(cè)，選擇對(duì)應(yīng)的設(shè)備控制參數(shù)指標(biāo)。

檢測(cè)回彈模量，驗(yàn)證是否滿(mǎn)足要求。如不滿(mǎn)足可增加落錘高度和減小錘跡間距，增加破碎程度，降低變異性，達(dá)到質(zhì)量控制指標(biāo)要求。

7.2 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

7.2.1碎石化后的粒徑范圍

見(jiàn)表3。

7.2.2頂面的當(dāng)量回彈模量

路面碎石化后的頂面當(dāng)量回彈模量是檢驗(yàn)MHB碎石化效果的重要參數(shù)。碎石化處理后的回彈模量平均值應(yīng)控制在150～500MPa。此外，強(qiáng)度偏差也是確定施工質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。

表4

變異系數(shù) 頂面當(dāng)量回彈模量

低 Cv≤0.25

中 0.25＜Cv≤0.35

高 0.35＜Cv≤0.55

碎石化后沉降量受舊路路況影響較大，不宜作為碎石化技術(shù)控指標(biāo)。

8 應(yīng)用實(shí)例

G205蒙陰縣城東外環(huán)段改造工程（K791+800～K795+019.274）,路線(xiàn)全長(zhǎng)3.219公里,路基寬39米,路面寬32米,人行道寬2×3.5米。中間主車(chē)道部分水泥混凝土路面板斷板、錯(cuò)臺(tái)、沉陷等破壞現(xiàn)象嚴(yán)重。在2013年G205綜合整治過(guò)程中，經(jīng)綜合考慮、多方論證，最終決定在改路段采用MHB碎石化技術(shù)進(jìn)行路面的升級(jí)改造。該工程于2013年5月開(kāi)工，至6月中旬完成表面瀝青混凝土鋪筑，通車(chē)至今，使用狀況良好，無(wú)典型早期破壞現(xiàn)象發(fā)生，路面平整，行車(chē)舒適。但是由于通車(chē)時(shí)間較短，截至目前尚不能充分說(shuō)明該改造方案足夠成功，為此我們還專(zhuān)門(mén)成立了后續(xù)檢測(cè)小組，將對(duì)該路段進(jìn)行持續(xù)的、不間斷的觀(guān)察和檢測(cè)。

9、結(jié)論

9.1驗(yàn)證了MHB碎石化施工技術(shù)的適用范圍和適用條件；

9.2 較為系統(tǒng)的總結(jié)了MHB碎石化施工技術(shù)的施工工藝流程；

9.3 結(jié)合相關(guān)研究資料，驗(yàn)證了之前提出的質(zhì)量控制方法和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的可用性。

參考資料

1、張玉宏水泥混凝土路面碎石化綜合技術(shù)研究[D] 南京，東南大學(xué)，2006

2、高昌童申家MHB碎石化施工技術(shù)研究[J]公路工程，2010年03期

3、王松根舊水泥混凝土路面碎石化技術(shù)應(yīng)用指南[M]北京，人民交通出版社，2007

4、秦仁杰舊水泥混凝土路面狀況評(píng)價(jià)與處置方法應(yīng)用研究[J]中南公路工程，2005（1）