碎石化技術在水泥混凝土路面大修應用與質(zhì)量控制

黃光峰

摘要：采用碎石化技術對舊路面進行大修，具有較快的施工速度，防反射裂縫效果好，對交通不會造成較大影響等特點。文中結(jié)合工程實例，介紹碎石化技術在路面大修中的應用及質(zhì)量控制措施，以供參考。

關鍵詞：碎石化技術；施工工藝；質(zhì)量控制；舊水泥路面

中圖分類號：U416.216文獻標識碼：A 文章編號：1674―3024（2016）07―04―02

前言

碎石化技術是通過采用專用機械對舊水泥混凝土路面面板進行破碎，一次性破碎為咬合嵌擠碎塊柔性結(jié)構(gòu)，它在不破壞環(huán)境的前提下利用舊路殘余強度，節(jié)約材料與成本。碎石化技術可有效控制反射裂縫的出現(xiàn)，有相當?shù)某休d力；經(jīng)破碎后的石粒，粒徑范圍一般只有2-40cm之間，和級配碎石的力學模式相近，是當前一種較為直接有效控制反射裂縫的技術，目前已廣泛應用在眾多的舊水泥混凝土路面大修改工程中應用，并取得良好效果。

1碎石化處理技術分析

碎石化技術應用初期只是為了打碎水泥混凝土路面以便能及時清除，并把鋼筋從舊路面中進行分離。在進行舊水泥混凝土路面施工時，通過專用的機械，徹底打碎原來的舊路面，使舊路面板的尺寸大幅減小，降低面板接縫、裂縫處在荷載、溫度、濕度變化時的位移，避免出現(xiàn)反射裂縫，解決了原有舊路面存在的質(zhì)量病害及面板下空洞的隱患，同時，可以把經(jīng)打碎了的舊面板作為基層或底基層材料，在此基礎上，再加鋪新的面層。經(jīng)破碎處理后的水泥路面粒徑，自上而下逐漸增大，上部下部顆粒之間形成嵌擠結(jié)構(gòu)，有效強化路基，經(jīng)撒布乳化瀝青穩(wěn)定后，結(jié)構(gòu)上與瀝青碎石基層的柔性基層相似，避免反射裂縫出現(xiàn)，增加路面使用時間。

2采用碎石化技術進行舊水泥混凝土路面大修實踐分析

2.1工程介紹

廣東省茂名某省道混凝土路，道路總長20多公里，設計是雙向四車道，運行已有20多年，隨著沿線經(jīng)濟的發(fā)展，過往道路車多人多，交通量大幅增加，軸載作用次數(shù)增加，道路超載的車輛增多，加上經(jīng)過長期運行，受水、溫度等自然氣候變化的影響，使到混凝土路面板出現(xiàn)了較為嚴重的質(zhì)量病害，該道路所承擔的交通量已遠超其設計流量和軸載能力，為保證交通安全，需要進行大修。在認真分析舊路的交通量及路況調(diào)查基礎上，決定采用碎石化技術加鋪水泥混凝土路面的施工方案。

2.2設計方案確定

采用碎石化技術進行施工，應符合以下條件：

舊水泥混凝土路面存在以下問題：如出現(xiàn)數(shù)量較多的反射裂縫；出現(xiàn)數(shù)量眾多的錯臺、翻漿及角隅破壞；出現(xiàn)質(zhì)量病害的板面已超過10%以上；對堿集料有嚴重反應等。通過對本工程舊路面歷史資料進行分析，符合采用碎石化施工條件，綜合綜合考慮，大修方案采用先把舊路面進行破碎處理后，加鋪10 cmATB-30瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層的方案。

2.3大修路面結(jié)構(gòu)設計方案確定

根據(jù)相關設計單位的設計方案，本工程設計方案如下：

（1）對舊路面進行破碎處理后，加鋪路面結(jié)構(gòu)表面層：4 cmGAC-13C改性瀝青混凝土。下面層：6 cmAC-20中粒式改性瀝青混凝土?；鶎樱?0 cmATB-30瀝青穩(wěn)定碎石。調(diào)平層：0～6 cmATB-30瀝青穩(wěn)定碎石（與基層同時施工）。透層油：2.5～3.5 kg/m2，撒潔凈石屑保護層。底基層：25 cm多錘頭破碎后水泥砼板。

（2）對于嚴重破碎的路面板，需挖除破碎板及部分基層，回填壓實50 cm厚級配碎石，加鋪10 cmATB-30瀝青穩(wěn)定碎石和瀝青砼面層。

3碎石化技術施工方法

3.1做好碎石化前的施工準備工作

（1）施工前要對相關機械設備進行檢查和保養(yǎng)，確認其性能，參數(shù)等符合施工需要，以便在施工中能正常發(fā)揮作用；相應的施工配件，機具等也要準備充足；

（2）正式施工前先要進行100 m試驗段施工，在達到質(zhì)量要求的前提下，確定合適的錘頭高度、頻率和行進速度等參數(shù)，以便能達到對水泥混凝土面板進行打碎，又不會傷害路面基層的板體性和構(gòu)造物。

（3）施工前要按照設計圖紙對施工現(xiàn)場的相關結(jié)構(gòu)物進行調(diào)查，做好標記工作，施工中要保護好這些結(jié)構(gòu)物，避免受到損壞。

進行破碎施工，只對埋深在1 m以內(nèi)的結(jié)構(gòu)物構(gòu)成損壞，故要做好在此范圍內(nèi)的暗涵、通道、水渠等進行打裂標記， 埋深超過1 m的結(jié)構(gòu)物，不用標記。對于有打裂標志的水泥路面，打裂時要降低錘頭高度；對橋梁及明涵等結(jié)構(gòu)物，不能進行破碎施工，施工過程中要嚴格根據(jù)構(gòu)造物標記類型進行施工。

（4）為保證施工效果，打裂時，要把水泥路面上的瀝青修復材料清除，（處在全深度的挖補區(qū)域除外。）

（5）測定土基及基層含水量。進行碎石處理舊路面時，要先了解土基和基層含水量情況，最好有相關的測定數(shù)據(jù)，以保證施工效果。

（6）交通管制。經(jīng)碎石化處理后的路面，面層未完成攤鋪瀝青工序前，不能開放交通，要進行嚴格的交通管制，如果條件許可時，應進行一次性全封閉施工；如條件不具備，應實施半封閉施工。

3.2破碎試驗路段施工

在進行整體工程施工前，施工方要先完成實驗路段施工。通過對試驗路段進行碎石化施工，目的是為了獲取相關技術參數(shù)，確定落錘高度等指標。

（1）試驗段施工

本工程選取三個試驗段進行施工，MHB落錘高度分別為1.00m， 1.10m， 1.20m，落錘間距均為8～10 cm。M H B破碎后路面狀況見圖1。為保護碎石化效果，經(jīng)破碎后的水泥路面，不要進行大面積回填，對局部地方可在壓實前采用密級配碎石粒料回填壓實。

（2）試驗段數(shù)據(jù)測試

a.碎石化前后各斷面標高比較。其中一個試驗段進行碎石化前和碎石化后的地面標高進行測量，測量時按20m一斷面，分左、中、右三個測點。路中板塊碎石化后的平均沉降量相對較大，達到2.2 cm，左、右側(cè)板塊碎石化后平均沉降量相對較小，分別為1.2 cm和1.5cm，沉降量的大小與板底結(jié)構(gòu)層強度和板底是否脫空有較大關系。

b.不同落錘高度的回彈彎沉測試數(shù)據(jù)。通過對M H B不同落錘高度碎石化路段的回彈彎沉測試，回彈彎沉值隨落錘高度的提升、錘擊功的增大而增大，并使破碎層的承載能力有所降低，破碎層表面的回彈彎沉值也相應增大。高度越小，對原水泥混凝士路面的破碎程度較低，破碎層表現(xiàn)出較高的強度，但標準差也較大，變異性增加。經(jīng)測試，落錘高度1.0m的回彈彎沉代表值為71.6，落錘高度1.1m的回彈彎沉代表值為67.1；落錘高度1.2m的回彈彎沉代表值為80.9。

（3）開挖試坑

為檢查舊路面破碎效果，需要對試驗段試坑進行全深度開挖，得出最大粒徑為36cm，粒徑分布達到設計要求。

觀察坑壁，破碎后的舊路面，表層約2cm厚在原位形成碎化顆粒，較深層形成裂而不碎的嵌擠效果，裂縫從淺層由大到小輻射到深層，部分顆粒嵌鎖入基層，基層與舊路面板間緊密接觸并呈鋸齒形分布，見圖2

（4）工藝流程

本工程施工流程如下：

4碎石化技術施工質(zhì)量控制

（1）路面破碎要求

在本工程施工中，要求經(jīng)過碎石化處理，要將四分之三的舊路面的破碎成表面尺寸小于7.5 cm，中間小于22.5 cm，底部小于37.5 cm的粒徑。通過對重錘下落高度進行調(diào)整，達到破碎后顆粒尺寸要求。

要對破碎后的碎塊進行檢查，如出現(xiàn)超標者，要用專用振動壓路機增強碾壓破碎密實，或把不合格碎塊清除，采用密級配碎石替換碾壓密實。碎石化后混凝土顆粒間應形成緊密嵌擠結(jié)構(gòu)，顆粒應嵌入或緊貼舊路基層，消除脫空板原有間隙。瀝青透層油滲透破碎度應達到3—5c m。

（2）原有填縫料應清除干凈

攤鋪瀝青表面前，應清除留在其上面的松散填縫料、漲縫材料或其他類似物。

（3）回填凹處

壓實前如發(fā)現(xiàn)凹地達到5 cm時，要采用回填密級配碎石料，并進行壓實，保證壓實度達到施工要求。進行混凝土路面破碎的順序就由高處開始，再向低處延伸，保證攤鋪瀝青混凝土后排水不受影響。

（4）與相鄰車道連接

進行一個車道破碎，但實際施工中破碎寬度超過預期，應與相鄰車道搭接一部分，寬度以大于15 cm為合適。

（5）破碎混凝土路面的養(yǎng)護

破碎后，除了必須開放的橫穿交通外，其它已進行破碎處理的混凝土路面任何路段嚴禁開放交通，如由于開放交通導致破碎材料松散或不穩(wěn)定時，一定要進行重新壓實。如果需要邊施工邊通車路段，要采用半幅施工、半幅通車循環(huán)作業(yè)。

（6）灑布乳化瀝青透層油

為增強表面粒料的結(jié)合力，在壓實后表面灑布乳化瀝青透層油，按2.5～3.5 kg/m2用量灑布。灑透層油后路面不能馬上行車，避免損壞透層油粘結(jié)層。

5結(jié)束語

上述工程大修工程完成后至今已運行一段時間，經(jīng)歷了行車考驗，道路有關技術指標、性能等均達到設計和規(guī)范要求，水泥混土路面表面平整，抗滑、抗車轍性能良好，HMA加鋪層沒有出現(xiàn)反射裂縫。實踐表明，該工程應用碎石化技術取得了良好的施工效果，可為今后同類工程改造提供借鑒作用。

參考文獻：

[1]馮培，水泥混凝土路面大修中的碎石化技術探討，企業(yè)技術開發(fā)，2012（02）

[2]鄧洪亮，廖丹，王正念，半剛性基層瀝青路面溫度型反射裂縫的擴展機理分析，水利與建筑工程學報，2009（04）