淺析水泥混凝土路面碎石化技術(shù)

何竑沛

（廣東云茂高速公路有限公司，廣州 廣州 510000）

水泥混凝土路面是目前道路工程中使用較多的一種路面結(jié)構(gòu)類型。所謂碎石化技術(shù)，就是將水泥混凝土路面破碎成最大粒徑不超過(guò)37.5厘米混凝土塊，用以限制新加鋪的熱拌瀝青面層上出現(xiàn)反射裂縫，此技術(shù)將水泥混凝土板塊破碎成 “高強(qiáng)粒料基層”，然后在上加鋪瀝青面層。當(dāng)舊水泥混凝土路面因大面積破壞而喪失整體承載能力，通過(guò)局部的挖除，壓漿等處理方式已不能恢復(fù)其使用功能，或不能達(dá)到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求時(shí)，如果采用通常的直接加鋪方式改造后路面會(huì)出現(xiàn)反射裂縫等問(wèn)題，碎石化改造技術(shù)就是專門針對(duì)這一問(wèn)題而開發(fā)出的一種快捷有效的路面改造技術(shù)。

1 概述

1.1 碎石化的定義

水泥混凝土路面碎石化是一種舊水泥混凝土路面破碎處治技術(shù)，是對(duì)舊水泥混凝土路面大修或改造的重要手段。該技術(shù)是將舊水泥混凝土路面的面板，通過(guò)專用設(shè)備一次性破碎為咬合嵌擠碎塊柔性結(jié)構(gòu)，可充分利用舊路殘余強(qiáng)度，且保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源。這種結(jié)構(gòu)不僅具有一定的承載力，而且具有有防止或限制反射裂縫發(fā)生、發(fā)展的作用，破碎后的粒徑范圍為2～40cm，力學(xué)模式趨向于級(jí)配碎石。

1.2 碎石化技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

通過(guò)破碎將舊水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低到一定程度，防止反射裂縫的發(fā)生，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與反射裂縫兩者較好的平衡。舊水泥混凝土路面進(jìn)行碎石化后具有以下特點(diǎn)：碎石化能使原水泥混凝土板塊在平面上強(qiáng)度分布均勻；碎石化能保留原水泥混凝土路面的一定強(qiáng)度；碎石化能可以消除原水泥混凝土路面病害。

舊水泥混凝土路面碎石化后，可以直接作為新路面結(jié)構(gòu)的基層或底基層，如果舊水泥混凝土路面碎石化后具有較高的強(qiáng)度，能夠滿足道路承載要求，可作為路面基層直接加鋪路面面層，新加鋪面層可以是瀝青混凝土路面，也可以是水泥混凝土路面。

2 碎石化技術(shù)類型

打裂壓穩(wěn)是指在舊水泥混凝土路面上施加高能量低頻沖擊外力，使舊水泥混凝土路面板開裂而喪失板體性；隨后，用壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行碾壓，從而形成穩(wěn)定均勻的結(jié)構(gòu)層。高能量低頻沖擊外力的作用使舊水泥混凝土路面板裂縫不規(guī)則且較細(xì)微，開裂的舊水泥混凝土路面層仍有較高的整體剛性，但均勻性稍差，如直接加鋪薄層瀝青混凝土，會(huì)出現(xiàn)反射裂縫的可能。打裂壓穩(wěn)工藝代表機(jī)械有沖擊式壓路機(jī)，鍘刀式?jīng)_擊破碎機(jī)兩種。

3 碎石化工藝流程

1）碎石化施工順序宜由外側(cè)車道邊緣開始向內(nèi)進(jìn)行破碎，若相鄰車道沿縱縫進(jìn)行了切割，亦可由中間向兩邊破碎。相鄰兩遍碎石化區(qū)域應(yīng)有20～50mm重疊區(qū)。2）每一遍錘頭破碎寬度約0.2～0.3m，在破碎一遍后，緊接著破碎第二遍時(shí)，第二遍破碎區(qū)域間隔應(yīng)控制在半個(gè)錘頭寬度以內(nèi)，嚴(yán)格控制隔行破碎現(xiàn)象。3）共振碎石化一個(gè)車道的過(guò)程中，實(shí)際破碎寬度應(yīng)超出一個(gè)車道，與相鄰車道搭接部分寬度至少15cm。4）對(duì)于共振碎石化施工路段內(nèi)的構(gòu)造物及標(biāo)定的沿線敏感建筑物，在施工期間應(yīng)派人進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，一旦發(fā)現(xiàn)開裂現(xiàn)象應(yīng)立即停止施工，經(jīng)調(diào)查分析原因并采取相應(yīng)的保護(hù)措施后方可再進(jìn)行施工。5）共振碎石必須對(duì)水泥路面整幅進(jìn)行全斷面、全方位、全深度的共振破碎，不得留邊、留死角。

4 特殊路段處理

軟弱土、含水量過(guò)大的不良路段，應(yīng)采取減小激振力、增加行進(jìn)速度、降低振幅等其它常規(guī)處治措施。過(guò)量破碎可能使碎石化層出現(xiàn)嚴(yán)重 “粉塵化”、使地基土出現(xiàn) “彈簧土”現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)將該局部區(qū)域相關(guān)的 “彈簧土”連同碎石化層材料一起挖除并換填粗粒料或?yàn)r青碎石 （換填料級(jí)配見表1），也可填筑C20貧水泥混凝土至原路面高度后再進(jìn)行碎石化。

若脫空區(qū)域較小，則碎石化機(jī)械應(yīng)降低振動(dòng)能量 （激振力）。若脫空區(qū)域過(guò)大，一般不采用碎石化技術(shù)，可進(jìn)行常規(guī)灌漿處理。若碎石化后脫空對(duì)應(yīng)區(qū)域的碎石化粒徑過(guò)大，存在明顯大于其它路段的碎塊，則應(yīng)挖除脫空處對(duì)應(yīng)的碎石化層，用粗粒料或?yàn)r青碎石回填并壓實(shí)，回填料級(jí)配應(yīng)符合表的要求。

表1 回填材料級(jí)配

若下陷深度小于10cm，可用碎石或?yàn)r青碎石回填，級(jí)配應(yīng)符合上表的要求。若下陷深度大于10cm，宜將下陷區(qū)域的碎石化層挖除，10cm以下用早強(qiáng)水泥或摻早強(qiáng)劑的水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，強(qiáng)度要求不小于C10，10cm以上部分可用碎石或?yàn)r青碎石回填。

若挖除碎石化層后出現(xiàn)路基軟化等現(xiàn)象，應(yīng)挖出軟化路基，并用碎石或挖出的碎石化層材料回填至舊路基層厚度范圍內(nèi)，再按上述要求依次回填。

5 共振破碎施工后處治與碾壓

人工清除碎石化層上舊水泥混凝土面層接縫、裂縫之間的條狀填料；碎石化表層若有尺寸大于5cm的碎塊應(yīng)予以清除，并采用連續(xù)型級(jí)配碎石回填；豎向大約5cm的凹地，也應(yīng)采用連續(xù)型級(jí)配碎石回填。連續(xù)型級(jí)配碎石的級(jí)配組成見2表。

表2 連續(xù)型級(jí)配碎石混合料的級(jí)配組成

在路面共振碎石化施工過(guò)程中以及瀝青層加鋪前，要求禁止通行與施工無(wú)關(guān)的車輛，同時(shí)還應(yīng)控制施工車輛通行次數(shù)。碎石化層碾壓后，在48時(shí)之內(nèi)應(yīng)進(jìn)行攤鋪加鋪層下面層。若共振碎石化施工后不能隨即碾壓、攤鋪時(shí)，應(yīng)充分做好防雨工作，以免雨水侵入。

在碎石化前需做好臨時(shí)排水措施，每隔10m設(shè)置一道寬30cm的臨時(shí)橫向排水槽，設(shè)置深度為水泥板板底以下6cm位置。隔振溝的回填材料經(jīng)碾壓后強(qiáng)度不應(yīng)小于原有強(qiáng)度，若施工條件允許，可采用表1或表2中與級(jí)配碎石級(jí)配相近的材料進(jìn)行回填。

碎石化層碾壓按初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)階段進(jìn)行，宜分別采用鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)、輪胎壓路機(jī)、鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)。直線和不設(shè)超高的平曲線段，由兩側(cè)路肩開始向路中心碾壓；設(shè)超高的平曲線段，由內(nèi)側(cè)路肩向外側(cè)路肩進(jìn)行碾壓。

6 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于已經(jīng)嚴(yán)重?fù)p壞的水泥混凝土路面，采取碎石化加鋪瀝青面層的工藝方法，是一種有效的水泥路面技術(shù)改造措施，應(yīng)用該技術(shù)大大改善了道路技術(shù)狀況和行車條件，并且可以盡可能的減少反射裂縫；對(duì)破損的水泥板塊也能起到廢物利用的效果；乳化瀝青透層的施工可以起到加厚瀝青面層的作用，有利于延長(zhǎng)瀝青路面使用壽命；總之水泥路面碎石化改造技術(shù)是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，在全國(guó)各地使用范圍較廣，本文主要參照國(guó)內(nèi)外有關(guān)此項(xiàng)技術(shù)的文獻(xiàn)資料，結(jié)合自身的施工經(jīng)驗(yàn)做了簡(jiǎn)單介紹，對(duì)碎石化改造技術(shù)施工過(guò)程中的關(guān)鍵要點(diǎn)做了分析，希望對(duì)使用該項(xiàng)技術(shù)的施工人員有所幫助。