舊水泥混凝土路面沖擊壓裂技術(shù)探討

高 大 鵬

(東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

舊水泥混凝土路面沖擊壓裂技術(shù)探討

高 大 鵬

(東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

結(jié)合工程實(shí)例，介紹了舊水泥混凝土路面板破碎的機(jī)械，結(jié)合沖擊壓裂技術(shù)的機(jī)理及施工控制標(biāo)準(zhǔn)，闡述了舊水泥混凝土路面的破碎施工方法，指出使用沖擊壓裂技術(shù)具有節(jié)約成本，防止反射裂縫產(chǎn)生的優(yōu)勢(shì)。

路面，水泥混凝土，沖擊壓裂技術(shù)，破碎施工

0 引言

某路段(K101+865～K107+770)路基寬是27.5 m，路面的寬是26.0 m，其在1989年的時(shí)候正式被建成，并且通車使用至今，這一段路在1999年的時(shí)候就是大規(guī)模改造的道路，其中K101+865～K106+857(其長(zhǎng)度為4.99 km)，之前道路其表層為24 cm厚的水泥混凝土。其在進(jìn)行修正之后經(jīng)歷了大概10多年的使用，伴隨著當(dāng)前區(qū)域經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，水泥在道路上開始出現(xiàn)很多板片斷裂，以及一些下沉的疾病，瀝青路面分別有垂直和水平裂縫，以及各種疾病如泵泥漿。

1 水泥混凝土路面板破碎的機(jī)械

混凝土裂縫的沖擊根據(jù)其自身特性的損傷，一般可分為三種不同形式，分別為：碎石和裂紋壓力的穩(wěn)定性和沖擊壓力的穩(wěn)定性。 對(duì)于本文所提到的水泥混凝土板，主要是減壓板的裂縫，然后它只需要在原來(lái)的路面基礎(chǔ)的壓實(shí)中發(fā)揮非常小的作用。 而在這一個(gè)過(guò)程中，為了能夠完全折斷面板，沖擊機(jī)械選擇了五邊形沖擊輪。

2 沖擊壓裂技術(shù)的機(jī)理以及施工的控制標(biāo)準(zhǔn)

2.1 沖擊壓裂的作用機(jī)理

對(duì)于水泥混凝土路面比較剛性的材料來(lái)說(shuō)，當(dāng)它處于沖擊破碎輪是不規(guī)則形狀并且具有很大的沖擊能量情況下，空洞和基座不是很穩(wěn)定，因?yàn)樗鼈兊娜踔螘?huì)有破碎同時(shí)會(huì)出現(xiàn)移位的情況，也與基層靠近在一起，以便能夠形成較強(qiáng)的支撐作用，這可以使原來(lái)的基礎(chǔ)與打破了堅(jiān)固的板材形成非常強(qiáng)大的體系。 在沖擊壓裂處理之后，水泥板體變成更為碎小的塊體。用沖擊壓裂技術(shù)來(lái)處理舊水泥混凝土路面，其優(yōu)點(diǎn)就是可以將破裂板體，穩(wěn)定和加固舊板等幾部分合成一部分一起完成，使其不需要分離開來(lái)進(jìn)行。

2.2 沖擊壓裂處理效果以及其自身的適用范圍

根據(jù)本文提到的項(xiàng)目的具體特點(diǎn)，我們選擇使用固體形式的破裂處置，使用原來(lái)的主要條件是：原水泥混凝土路面表面板空位有板活動(dòng)相對(duì)明顯，并且會(huì)產(chǎn)生非常明顯和非常常見的垂直和水平或有斜裂縫和錯(cuò)誤平臺(tái)，以及泥漿，板角出現(xiàn)斷裂等疾病;在路基較穩(wěn)定，而其中只有部分的板體出現(xiàn)了破壞或沉陷，可以直接進(jìn)行相應(yīng)的修補(bǔ)。

其具體的處置形式為:沖擊壓路機(jī)其行駛的速度通常是在10 km/h～11 km/h左右的，具有較高能量，板塊所產(chǎn)生的裂縫應(yīng)該能夠與舊板進(jìn)行貫穿，形成一種彼此嵌擠的狀態(tài)。在沖裂的時(shí)候，要注意避免路面板出現(xiàn)比較大的位移和出現(xiàn)數(shù)量較多的碎水泥塊屑。對(duì)于破塊比較嚴(yán)重的水泥板體，需要進(jìn)行事先的清理，這樣可以保證對(duì)舊路回填的時(shí)候壓實(shí)。

2.3 路面要求的沖壓指標(biāo)控制

1)對(duì)沖擊壓裂效果的有關(guān)檢驗(yàn)。對(duì)舊路沖擊壓裂的大體把控原則是希望在對(duì)舊的面板進(jìn)行打裂后，出現(xiàn)不規(guī)則的碎小的水泥塊面積能夠盡量控制在0.6 m2之內(nèi)，其作為簡(jiǎn)便的檢查形式能夠使用以下兩種不同的方法進(jìn)行所需要的測(cè)定。

現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行取芯:使用取芯機(jī)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行取芯測(cè)定，然后對(duì)其自身的斷裂情況進(jìn)行判斷。

打開試驗(yàn)：選擇幾個(gè)代表板，使用機(jī)械設(shè)備對(duì)代表路面板進(jìn)行挖掘統(tǒng)計(jì)，其75%以上的舊板產(chǎn)生裂紋是不規(guī)則的，其碎小水泥塊的面積最大不能超過(guò)0.6 m2。

2)沉降量指標(biāo)的控制。

a.在路面開裂和破裂后定位和定點(diǎn)測(cè)量完成后，測(cè)量位置應(yīng)非常明顯，并對(duì)材料的耐久性進(jìn)行相關(guān)標(biāo)記，及對(duì)其自身的整體沉降進(jìn)行測(cè)量。

b.每次測(cè)量的時(shí)候要記錄整個(gè)體系的自身沉降量的變化量。在一定的時(shí)間間隔內(nèi)的，對(duì)沉降量自身的10%以下，在進(jìn)行最后的沉降2遍測(cè)量趨于穩(wěn)定的時(shí)候，平均沉降量使得其不能夠超出5 mm，則能夠去認(rèn)定沉降自身還是比較穩(wěn)定的。其為了能夠使得施工的進(jìn)度獲得大幅度的提升，我們可以先選擇其中的一段或者是幾段作為實(shí)驗(yàn)段對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在對(duì)其自身的沖擊次數(shù)給予了確認(rèn)之后才能夠適當(dāng)?shù)娜?duì)其自身測(cè)量的次數(shù)進(jìn)行減少?？墒堑搅俗詈鬁y(cè)量的時(shí)候還應(yīng)該非常注意的一個(gè)問(wèn)題是要對(duì)其自身的相對(duì)沉降量去進(jìn)行測(cè)量和記錄。

3 施工要點(diǎn)

3.1 舊路面情況的相關(guān)調(diào)查

在對(duì)里面進(jìn)行打裂的時(shí)候，其自身打裂過(guò)程中所產(chǎn)生的振動(dòng)沖擊波會(huì)對(duì)其附近范圍內(nèi)的路面產(chǎn)生不同的影響，所以在對(duì)道路的路況進(jìn)行相關(guān)調(diào)查的時(shí)候需要對(duì)于道路周圍以及道路附近的構(gòu)造物，比如橋梁和涵洞，對(duì)建筑物以及周邊含有地下管線等相關(guān)管線的位置以及道路管線的狀態(tài)作非常詳盡的調(diào)查和記錄，只有這樣才能夠?qū)ζ涞缆分兴嬖诘倪@些構(gòu)造物的位置以及走向還有埋深等情況進(jìn)行明確的標(biāo)注并記錄好其出現(xiàn)的位置，而且那些實(shí)物接受不了較大震動(dòng)的情況要進(jìn)行事先調(diào)查，防止其在破碎的時(shí)候?qū)Ω浇臉?gòu)筑物和道路產(chǎn)生危害。還需要對(duì)于加鋪路面后路面的降水以及排水情況給予詳盡的分析和了解并且及時(shí)的對(duì)其進(jìn)行總結(jié)，對(duì)于出現(xiàn)的問(wèn)題選擇相應(yīng)的措施和策略進(jìn)行處置。

3.2 破碎施工

在正式啟動(dòng)施工時(shí)，需要選擇國(guó)家已經(jīng)測(cè)試完成試驗(yàn)段的破碎的影響，這樣就不必為破碎尺寸達(dá)到要確認(rèn)的速度，以便保證道路被破碎所需的尺寸已經(jīng)設(shè)計(jì)好了，有必要同時(shí)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)行兩個(gè)或兩個(gè)以上坑的挖掘，以打破自身對(duì)其效果的確認(rèn)。

1)沖擊和進(jìn)行壓實(shí)的順序。在對(duì)其進(jìn)行破碎的時(shí)候需要在混凝土路面的自身比較高的位置向比較低的位置進(jìn)行使用，也就是路肩到行車道，然后從行車道壓實(shí)到超車道，使其能夠防止對(duì)排水問(wèn)題產(chǎn)生不同程度的影響。

2)選擇行進(jìn)的速度。 前5次～6次沖壓，主要目的是將混凝土塊壓碎，然后選擇7 km/h～9 km/h的速度可以非常好地達(dá)到預(yù)期的破碎效果。然后取結(jié)算和雙重效果的破碎選擇，其中選擇9 km/h～11 km/h的速度更合適。

3)針對(duì)特殊路段進(jìn)行的相關(guān)處理。在進(jìn)行沖壓的時(shí)候可以對(duì)所產(chǎn)生的路基“彈簧”的問(wèn)題進(jìn)行及早的發(fā)現(xiàn)，如果在其進(jìn)行施工的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題那么就需要即刻暫停沖擊的使用。然后及時(shí)完全的將軟弱層進(jìn)行整體的處理，然后用水泥對(duì)新生成的碎石穩(wěn)定基層進(jìn)行固定，用機(jī)械進(jìn)行找平并對(duì)路段進(jìn)行分層的碾壓，目的是盡可能的使其與非挖填路段的整體沉降量能夠保持在同一水平上。

4)對(duì)于構(gòu)造物的影響所要注意的事項(xiàng)。沖擊機(jī)械在對(duì)填土高度大于2.5 m的構(gòu)造物頂部的位置進(jìn)行正常使用的過(guò)程中，則能夠直接的對(duì)其進(jìn)行沖擊的壓實(shí);針對(duì)填土的高度地域2.5 m的構(gòu)造物則需要積極的去按照構(gòu)造物自身的具體情況，相應(yīng)的降低沖擊機(jī)械的行駛速度，控制行駛的遍數(shù)以保證挖除新建的指標(biāo)。

3.3 破碎完成后的壓實(shí)

對(duì)其破碎后路面壓實(shí)的目的就是將路面上相對(duì)比較長(zhǎng)，并且也相對(duì)比較寬的顆粒逐一的對(duì)其進(jìn)行破碎，并且對(duì)下層塊料自身的堅(jiān)固程度進(jìn)行確定使其能夠達(dá)到相應(yīng)使用的強(qiáng)度，使破碎后的表面更為平整，為之后鋪加瀝青面層和基層提供更好的接觸條件。根據(jù)路面的實(shí)際情況進(jìn)行壓實(shí)遍數(shù)的選擇，尤其是最適宜含水量的情況需要在對(duì)路段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候完成確認(rèn)。

3.4 對(duì)形成的基層進(jìn)行封層

在攤鋪瀝青面層前，需要在破碎和壓實(shí)之后的舊水泥混凝土碎塊基層上去撒布1 cm厚瀝青進(jìn)行封層處置，瀝青的用量應(yīng)該保持在1.2 kg/m2，并且應(yīng)該使其保證完全的泌水。

4 工程使用的情況

4.1 使用情況與相關(guān)的分析

在相關(guān)觀察后6個(gè)月內(nèi)，道路未發(fā)生裂縫。 對(duì)于測(cè)得的路面撓度值，發(fā)現(xiàn)道路具有高強(qiáng)度，總模量也非常高，以國(guó)道204 K102+400～K102+800為例，瀝青路面典型撓度值為0.215 mm，破碎后其表層的彈性模量可以達(dá)到360 MPa。 這樣的指標(biāo)可以表現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)行壓裂的施工效果較好，路面可以維持比較完整的強(qiáng)度。

4.2 沖擊壓裂技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1)沖擊壓裂技術(shù)在防止反射裂縫的效果上要比直接加鋪半剛性的基層好一些，并且其還能夠在很大的程度上去對(duì)路面自身的性能指標(biāo)加以改善;

2)從費(fèi)用上分析，沖擊壓裂技術(shù)與直接將舊路翻新，換上新的水泥面板比起來(lái)能夠節(jié)約很多的投資；

3)沖擊壓裂技術(shù)與鋪半剛性的基層進(jìn)行比較的話，其起到的明顯的作用就是能夠減少進(jìn)行改建所耗費(fèi)的工期以及費(fèi)用，并且還不會(huì)對(duì)交通進(jìn)行全部的封閉，主要能夠防止對(duì)原路面進(jìn)行大面積的開挖，從而防止產(chǎn)生過(guò)度的廢棄物，對(duì)環(huán)境造成污染。

[1] 肖文杰.舊水泥混凝土路面碎石穩(wěn)固改造技術(shù)應(yīng)用[J].北方交通,2010(8):13-15.

[2] JTG H10—2009,公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 周德云,姚祖康.機(jī)場(chǎng)舊混凝土道面上加鋪瀝青層的應(yīng)力分析[J].華東公路,1991(1)：26-27.

[4] 周富杰,孫立軍.舊水泥混凝土路面上瀝青罩面層設(shè)計(jì)方法[J].公路,1996(10)：32-33.

[5] 沙慶林.瀝青面層的技術(shù)狀況與發(fā)展方向[J].公路,2003(8)：S1-S2.

[6] 徐永麗，張佰真銘.玻纖格柵抵抗不同寬度裂縫反射性能的研究[J].森林工程,2012(5)：79-82.

Discussion on impact fracturing technology of old cement concrete pavement

Gao Dapeng

(CivilEngineeringSchool,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)

Combining with the engineering example, this paper introduced the old cement concrete pavement broken machine, combining with the impact fracturing technology mechanism and construction control standards, elaborated the cracked construction methods of old cement concrete pavement, pointed out that the use of impact fracturing technology with saving cost, preventing reflection cracks and other advantages.

pavement, cement concrete, impact fracturing technology, cracked construction

1009-6825(2017)03-0131-02

2016-11-19

高大鵬(1992- )，男，在讀碩士

U416.216

A