舊水泥混凝土路面多錘頭碎石化施工技術(shù)

王福偉

(新疆交通建設(shè)管理局項目執(zhí)行一處，新疆 烏魯木齊 830000)

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舊水泥混凝土路面多錘頭碎石化施工技術(shù)

王福偉

(新疆交通建設(shè)管理局項目執(zhí)行一處，新疆 烏魯木齊 830000)

文章結(jié)合國道312線石河子過境段公路改建工程，介紹了碎石化施工技術(shù)在水泥混凝土路面改造中應(yīng)用的技術(shù)原理、設(shè)備參數(shù)及工藝要點，提出了相關(guān)施工質(zhì)量控制措施，為多錘頭碎石化施工技術(shù)的實際應(yīng)用提供參考。

舊水泥混凝土路面；多錘頭碎石化施工技術(shù)；運(yùn)用；質(zhì)量控制措施

0 引言

近些年來，社會經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，交通運(yùn)輸量成倍增加，對公路交通帶來了極大壓力，許多舊有水泥混凝土公路已經(jīng)出現(xiàn)一定損傷，需要對其進(jìn)行改建、維修，對改造施工技術(shù)也就提出了更高要求。多錘頭碎石化施工技術(shù)具有工藝簡單、便于施工、成本低等優(yōu)勢，在舊混凝土路面改造中得到廣泛應(yīng)用，本文就對其運(yùn)用實踐展開探究。

1 工程概況

國道312線石河子過境段公路改建工程路線起點位于石河子鄉(xiāng)山丹湖村，新疆張裕天球葡萄酒業(yè)有限公司門口，起點樁號K4308+000.000；終點位于石河子鄉(xiāng)五工村，石河子市與沙灣縣分界處，終點樁號K4322+670.000。路線總體為東西走向，在石河子市區(qū)北側(cè)過境，全長14.670 km。

2 多錘頭碎石化施工技術(shù)運(yùn)用實踐

2.1 碎石化技術(shù)原理

碎石化施工技術(shù)是通過應(yīng)用多錘頭破碎機(jī)，在液壓泵的壓力作用下，提升錘頭至一定高度后，使其近乎無阻力自用落體，利用其自重形成的沖擊力，通過反復(fù)多次沖擊，將混凝土路面砸碎，起到破碎效果。

在碎石化施工技術(shù)應(yīng)用中，錘頭對混凝土路面沖擊力會逐漸遞減，導(dǎo)致路面上部、中部以及底部形成不同粒徑的顆粒，其中，上部約有2 cm的松散層，粒徑≤7.5 cm。碎石化施工技術(shù)中破碎機(jī)錘擊是在行駛過程中完成的，其對路面面板帶來的合力是傾斜向下的，會使下部面板出現(xiàn)斜向貫穿裂紋，原有路面保留有一定剩余強(qiáng)度，成為半剛性結(jié)構(gòu)層，有效消除反射裂縫，且不會對路基造成傷害；經(jīng)碾壓后，舊路的密實性、承載力可以有效提升。

2.2 施工質(zhì)量要求

在本工程項目中，應(yīng)用多錘頭碎花施工技術(shù)時，應(yīng)當(dāng)達(dá)到的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有：(1)水泥路面破碎要達(dá)到混泥土路面破碎層底部尺寸<37.5 cm，表面最大尺寸<7.5 cm，中間尺寸<22.5 cm的粒徑要求；(2)破碎的水泥塊之間的斜向嚙合緊鎖結(jié)構(gòu)一定要保證完整；(3)水泥板塊破碎尺寸>30 cm的破碎塊≤2%，大部分的碎塊應(yīng)該在25～100 mm之間；(4)沖擊碾壓完成后，彎沉值應(yīng)不大于設(shè)計值143.15(0.01 mm)[2]。

2.3 施工設(shè)備參數(shù)

本工程碎石化施工技術(shù)應(yīng)用屬于新疆省內(nèi)第一例，缺少成功應(yīng)用案例，在施工設(shè)備參數(shù)上，需要通過現(xiàn)場試驗來確定，本工程水泥混凝土路面破碎分別試驗頻率高錘頭、中頻率中錘頭、高頻率低錘頭三種施工方式，試驗路段長100 m，分別使用Z字型壓路機(jī)對破碎后路面進(jìn)行碾壓，整個試驗過程中全面、詳細(xì)地記錄相關(guān)施工參數(shù)、檢測數(shù)據(jù)，對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，得到以下結(jié)論：

(1)本工程舊水泥混凝土路面破碎適用的是中頻率中錘頭破碎機(jī)，其具體施工技術(shù)參數(shù)如表1所示，通過對5處頂面粒徑、5處中部粒徑、5處底部粒徑的檢測，其合格率均達(dá)到100%，滿足施工設(shè)計中對破碎后路面表面、中間以及底部粒徑的要求，施工工藝、機(jī)械性能及操作方法均符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

表1 多錘頭破碎機(jī)施工技術(shù)參數(shù)表

(2)通過對沖碾試驗數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合壓實度曲線圖、沉降量對比表及沉降量曲線圖等，確定本工程在10遍沖碾后壓實度達(dá)到最大值，且可以滿足不小于設(shè)計壓實度90%的標(biāo)準(zhǔn)，所以，本工程在碎石化施工技術(shù)中，機(jī)械沖碾次數(shù)應(yīng)為10次，行走速度應(yīng)控制在10～15 km/h。

2.4 施工工藝要點

2.4.1 施工前的準(zhǔn)備工作

良好的準(zhǔn)備工作是后續(xù)施工順利進(jìn)行的基本保障，在碎石化施工中，應(yīng)當(dāng)做好的準(zhǔn)備工作有：

(1)做好舊水泥混凝土路面情況的調(diào)查，通過線路巡檢方式，全面掌握路面的破損、病害以及施工建設(shè)等相關(guān)資料，為碎石化施工工藝確定提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

(2)對施工路段敏感構(gòu)筑物進(jìn)行明確標(biāo)識，在多錘頭破碎機(jī)的施工過程中，會產(chǎn)生較大的沖擊動能，容易對施工路段中涵洞、橋梁、地下管線等敏感構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)、安全性能等產(chǎn)生一定影響，對此，需要先將這些明確標(biāo)識出來，在施工到附近區(qū)域時，控制破碎能量，減輕錘頭沖擊影響。

(3)事先處理好特殊路段，當(dāng)施工路段中存有錯臺、沉陷、翻漿等缺陷或者基層、底基層較軟弱時，需要先對其進(jìn)行適當(dāng)處理，增強(qiáng)道路整體穩(wěn)定性，以免破碎機(jī)施工出現(xiàn)意外。

2.4.2 施工參數(shù)控制

施工參數(shù)需要通過現(xiàn)場試驗來確定，就本工程來說，施工參數(shù)需要按照上述內(nèi)容進(jìn)行控制。

2.4.3 施工過程控制

在路面多錘頭碎石化施工中，其主要環(huán)節(jié)：(1)多錘頭破碎機(jī)破碎路面，按照先硬路肩、后主車道的順序進(jìn)行破碎；在相鄰車道破碎時，需要保持15 cm的搭接，避免出現(xiàn)漏破、強(qiáng)度不均勻問題；在破碎過程中，可以將錘頭高度適當(dāng)降低，縮小落錘間距，在保證破碎效果同時，避免過大的破碎沖擊動能導(dǎo)致路肩破碎過度；在破碎機(jī)行走中，需要根據(jù)路面強(qiáng)度情況，適當(dāng)調(diào)節(jié)行進(jìn)速度、落錘高度與頻率等，使橫桿始終處于破碎位置，提高路面破碎均勻性。(2)路面碾壓：在路面碾壓中，應(yīng)先使用Z型鋼輪壓路機(jī)，進(jìn)行3遍振動壓實；然后使用光輪壓路機(jī)，進(jìn)行2遍振動壓實。

2.4.4 施工質(zhì)量檢測

在路面碎石化施工完成之后，還需要對施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，確保碎石化舊混凝土與加鋪水泥混凝土構(gòu)成的新路面基層達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，保證改造后公路性能的安全。在施工質(zhì)量檢測中，其項目主要有粒徑檢測、路面整體強(qiáng)度檢測，其中，粒徑檢測方法為：在施工區(qū)內(nèi)，按照至少2處/km的標(biāo)準(zhǔn)隨機(jī)選擇檢測點，每個檢測點開挖深度到舊水泥混凝土底部的1 m2試坑，對試坑各層粒徑進(jìn)行檢測，觀察其是否符合規(guī)定的粒徑范圍；路面整體強(qiáng)度可以通過頂面當(dāng)量回彈模量、彎沉檢測來完成，具體操作方法應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定內(nèi)容[3]。

3 路面碎石化施工質(zhì)量控制措施

3.1 做好施工過程的防排水

在路面碎石化施工過程中，由于其整體性已經(jīng)被破壞，很容易被地下水、雨水等滲漏，這不僅會影響破碎路面的性能，甚至?xí)B透到路基中，降低路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性，所以，做好相應(yīng)的防水、排水工作就顯得格外必要[4]?，F(xiàn)就其施工的實際情況提出以下幾種措施：

(1)在進(jìn)行破碎路面工作之前，要在路肩位置設(shè)置碎石盲溝，這樣才能使破碎之后的路基、基層和舊路面層更加便于排水，也為之后的鋪層工作提供了強(qiáng)有力的鋪墊。

(2)為了提早預(yù)防雨水等的入侵，在路面破碎工作完工之后，須在加鋪新路面之前做好防水工作，并且盡可能開展后續(xù)的攤鋪工作，以縮短間隔的時間。但如果不能及時迅速地攤鋪，就要采取相應(yīng)的臨時防水方案減少雨水入侵，比如加蓋塑料薄膜。

(3)如果整體的經(jīng)濟(jì)預(yù)算較為寬裕，可以鋪設(shè)PE防滲布。PE防滲布很大程度上解決了雨水突擊的情況，并保護(hù)了下層破碎粒徑的完整性。鋪設(shè)PE防滲布時要注意靠近基層的一側(cè)最好寬出10 cm左右，緊貼上基層外側(cè)坡面的中央處，在施工時翻鋪在基層面上的用釘子固定，防止防滲布脫落或下滑。

3.2 加強(qiáng)對施工過程的監(jiān)控

路面碎石工作的施工過程中，粒徑的大小對破碎層的特性有十分重要的影響，甚至起到?jīng)Q定性的作用，所以，在施工中必須加強(qiáng)對破碎粒徑的監(jiān)控，以此來保證破碎路面的性能。根據(jù)這種情況，現(xiàn)提出以下幾種措施：

(1)在進(jìn)行正式施工之前，一定要安排路段進(jìn)行嘗試性破碎，在了解破碎后的粒徑情況、強(qiáng)度和均勻性之后，找出能夠達(dá)到破碎要求的設(shè)備，控制參數(shù)，最后進(jìn)行全路段的施工。在進(jìn)行全路段施工時要特別注意對于破碎粒徑的監(jiān)控，防止出現(xiàn)變故。

(2)由于碎石化技術(shù)后路面強(qiáng)度的離散性，在試驗路修筑過程中應(yīng)對碎石化后的承載能力以及加鋪瀝青層后的彎沉值進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，動態(tài)設(shè)計[5]。根據(jù)破碎后路面的整體情況，設(shè)計出最符合路面鋪設(shè)的方案。

(3)在正式進(jìn)行的大面積施工過程中，需要密切注意混泥土表面的破碎情況，當(dāng)某一施工路段表面粒徑發(fā)生顯著變化時，要通過開挖試坑的辦法檢查板體內(nèi)部粒徑的分布情況。如果檢查出不滿足要求，應(yīng)及時調(diào)整整個設(shè)備的控制參數(shù)，直到最后滿足要求。

在進(jìn)行路面碎石工作的過程中，一定要注意對于破碎層的維護(hù)，完整的破碎層才能保證路面的性能，所以加強(qiáng)對施工過程的監(jiān)控就顯得格外重要。

3.3 正確處理基層、路基的軟弱部位

在對舊水泥混凝土路面進(jìn)行碎石化的過程中，可能會出現(xiàn)部分路段基層、路基軟弱的情況，這從一定層面上來說會對碎石化施工質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。對于此種情況，應(yīng)當(dāng)先將原有軟弱基層、路基挖除，重新澆筑混凝土，提高基層、路基的穩(wěn)定性，然后再進(jìn)行碎石化施工，消除新加鋪結(jié)構(gòu)的安全隱患，為改造后路面的長期安全使用提供保障[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，多錘頭碎石化施工技術(shù)對公路改造有著重要作用，是一種相對較為成熟的技術(shù)，可以有效降低改造成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會效益。本文結(jié)合實際案例，分析了多錘頭碎石化施工技術(shù)運(yùn)用實踐的要點以及質(zhì)量控制措施，希望可以為該技術(shù)實際應(yīng)用水平的提升提供幫助，促進(jìn)交通運(yùn)輸事業(yè)的健康發(fā)展。

[1]邊建民.多錘頭碎石化破碎舊水泥混凝土路面施工技術(shù)在養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用[J].交通世界(建養(yǎng).機(jī)械)，2011(4)：92-93.

[2]李 軍，呂江峰，于恒峰.舊水泥混凝土路面多錘頭碎石化施工工藝研究[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2011(8)：122-125.

[3]曾俊標(biāo)，李洪丙.多錘頭碎石化技術(shù)在水泥混凝土路面大修中的應(yīng)用[J].湖南交通科技，2011(3)：23-25，142.

[4]潘建軍，謝 軍，蘭光欣，等.舊水泥砼路面多錘頭碎石化施工技術(shù)[J].公路與汽運(yùn)，2007(6)：75-77，112.

[5]晁德志，馬曉力，姚佳良.舊水泥混凝土路面多錘頭碎石化技術(shù)應(yīng)用研究[J].公路，2008(7)：148-152.

[6]郭慶利.多錘頭碎石化技術(shù)在舊水泥混凝土路面大修工程的應(yīng)用[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2016(1)：167-171.

Multi-hammer Rubblization Construction Technology for Old Cement Concrete Pavement

WANG Fu-wei

(Project Execution I Division of Xinjiang Communications Construction Authority，Urumqi，Xinjiang，830000)

In combination with highway reconstruction project of State Highway 312 Shihezi transit section，this article described the technical principles，device parameters and process key-points for the application of rubblization construction technology in cement concrete pavement，and proposed relevant construction quality control measures，thereby providing the reference for the practical application of multi-hammer rubblization construction technology.

Old cement concrete pavement；Multi-hammer rubblization construction technology；Utilization；Quality control measures

U418.8

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.10.007

1673-4874(2016)10-0023-04

2016-09-04

王福偉(1973—)，工程師，研究方向：公路項目建設(shè)。