白改黑路面施工中共振破碎技術(shù)的應(yīng)用研究

安萬(wàn)里

摘 要：路面病害是影響車輛通行安全的常見(jiàn)問(wèn)題，若控制不當(dāng)，將會(huì)嚴(yán)重影響道路使用性能，甚至?xí)a(chǎn)生嚴(yán)重的交通事故。為此，必須重視舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土改造施工，采取切實(shí)有效的措施加以控制。共振破碎技術(shù)的應(yīng)用，可以通過(guò)共振技術(shù)將路面碎石化，破碎層作為鋪設(shè)基層，在其之上繼續(xù)鋪設(shè)瀝青，可以節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，還能降低成本。為此，本文在全面掌握共振破碎技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體案例，對(duì)白改黑路面施工中共振破碎技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：白改黑路面;共振破碎技術(shù);工程概況

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，交通量日益增多。目前，我國(guó)早期修建的很多水泥混凝土公路已處于超荷狀態(tài)，且路面出現(xiàn)了大量不同程度的病害，為滿足當(dāng)前和未來(lái)車流量通行需求，道路改造維修勢(shì)在必行。在路面改造當(dāng)中，“白改黑”是最常見(jiàn)的舊水泥混凝土路面維修養(yǎng)護(hù)方法，然而，對(duì)于舊水泥混凝土改造工程而言，由于沿線交通量大，工期緊張，為了減少對(duì)車輛通行的影響，往往無(wú)法完全中斷交通，這種情況下，很容易出現(xiàn)基面污染問(wèn)題，難以控制施工質(zhì)量。此外，在不良施工條件下，若采取粘貼防裂貼等處理方法，根本無(wú)法真正解決水泥板塊接縫處瀝青面層的反射裂縫情況，基于上述因素的制約，將會(huì)嚴(yán)重影響“白改黑”路面的耐久性。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，為了很好地克服上述缺陷，共振破碎技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。為此，本文開(kāi)展白改黑路面施工中共振破碎技術(shù)的應(yīng)用研究具有重要的意義。

1 共振破碎技術(shù)原理

共振破碎技術(shù)不同于其他依靠自重、外力等達(dá)到破碎目的的技術(shù)，比如，沖擊破碎、機(jī)械破碎等。共振破碎技術(shù)是利用共振的方式實(shí)現(xiàn)破碎的目標(biāo)。共振破碎主要利用共振式道路破碎機(jī)，偏心激振器為其激勵(lì)源，利用調(diào)節(jié)激振頻率的方式促使共振梁產(chǎn)生共振，若錘擊路面的頻率與地面固有頻率基本相近時(shí)，便可匯集能量，破碎混凝土板塊。共振破碎技術(shù)是為了消除水泥混凝土路面改造當(dāng)中舊路板對(duì)新鋪路面的不利影響，其技術(shù)原理為先破碎舊水泥混凝土路面，將舊路面的病害消除，釋放并消除面板下隱藏的空洞病害，水泥塊打碎后需鋪平處理，并將其作為基層，繼續(xù)將瀝青混凝土鋪筑其上，通過(guò)這種加鋪瀝青層的改造維修方法，不僅可以節(jié)約資源，減少路基材料使用量，還能夠達(dá)到保護(hù)環(huán)境、降低成本的目的。因此，在“白改黑”路面施工當(dāng)中，共振破碎技術(shù)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。

2 工程概況

某公路工程原路面為水泥混凝土路面。近年來(lái)，隨著本地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，沿線交通量不斷提升，尤其是重載、超載問(wèn)題嚴(yán)重，由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)規(guī)范還不完善，大大影響了路面結(jié)構(gòu)的承載能力和使用性能，產(chǎn)生了大量不同程度的路面病害問(wèn)題。為此，決定對(duì)本路段進(jìn)行改造維修處治。

3 原路面病害調(diào)查分析

據(jù)路面調(diào)查結(jié)果顯示，本路段主要病害情況如下：

第一，斷裂病害。按照路面破損情況調(diào)查分析，本工程存在較為嚴(yán)重的斷裂型病害，主要包括：交叉裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、角隅斷裂等。據(jù)水泥混凝土破損狀況等級(jí)評(píng)定情況分析，本路段全面統(tǒng)計(jì)斷板率為12.3%，等級(jí)評(píng)定為“次”。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)定要求，當(dāng)路面破損狀況等級(jí)評(píng)定為中或中以下時(shí)，需要進(jìn)行水泥混凝土路面大中修，要求移除板塊、修補(bǔ)破損位置，進(jìn)行路面白改黑改造施工。

第二，板底脫空。按照路面板塊脫空調(diào)查情況分析，本路段水泥混凝土面板板底脫空情況較為嚴(yán)重，據(jù)檢測(cè)可知，右側(cè)車道脫空比例達(dá)到20.3%，左幅車道脫空比例達(dá)到22.97%，平均值可達(dá)到21.77%。相比之下，左幅車道脫空率高于右幅車道，作為路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的評(píng)價(jià)指標(biāo)，水泥混凝土路面底板脫空可以真實(shí)反映板底唧漿、錯(cuò)臺(tái)等實(shí)際情況，這也是水泥混凝土斷裂前期的征兆，一旦水泥混凝土路面出現(xiàn)大量脫空問(wèn)題，必定會(huì)大大增加維修養(yǎng)護(hù)的工作量，甚至?xí)绊戰(zhàn)B護(hù)效果。

第三，基層完整性檢測(cè)。為了檢驗(yàn)路面基層的完整性，本工程采用路用雷達(dá)進(jìn)行分析，通過(guò)分析采集到的雷達(dá)波形圖像資料，可以看出本路段水泥混凝土路面板下基層缺陷較為顯著。根據(jù)雷達(dá)檢測(cè)分析，在基層出現(xiàn)了破碎松散情況，缺陷路段所占比例為4.67%。

第四，接縫傳荷能力檢測(cè)。按照現(xiàn)行規(guī)范要求，為了評(píng)定舊水泥混凝土路面接縫傳荷能力，可采用撓度比傳力指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。按照檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果可知，本路段舊水泥混凝土面板接縫傳荷能力較差，其中評(píng)定等級(jí)為“次”、“差”的比例就達(dá)到了25%左右?；诖?，應(yīng)對(duì)舊水泥混凝土路面進(jìn)行加鋪補(bǔ)強(qiáng)處理。

通過(guò)上述分析，決定對(duì)本路段舊水泥混凝土路面進(jìn)行加鋪瀝青層改造施工，為了保證施工質(zhì)量，可采用共振破碎技術(shù)。

4 白改黑路面施工中共振破碎技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 排水處理

為了保證路面共振破碎施工質(zhì)量，必須在施工前，完善排水系統(tǒng)，要求根據(jù)工程實(shí)際情況，做好路面排水和路面結(jié)構(gòu)防水施工。第一，路面排水施工。作為提高路面結(jié)構(gòu)使用性能的重要措施之一，路面結(jié)構(gòu)防排水系統(tǒng)是否完善至關(guān)重要。從當(dāng)前路面實(shí)際情況來(lái)看，本路段存在較為嚴(yán)重的斷裂、脫空、路基缺陷等問(wèn)題，且接縫傳荷能力不足。除此之外，本路段也存在較為嚴(yán)重的唧泥情況，由于施工時(shí)間為多雨季節(jié)，大量自由水存于舊水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，上述問(wèn)題的存在，均會(huì)影響白改黑路面施工質(zhì)量。為此，在路面共振破碎施工前，可將縱向滲溝、橫向排水管設(shè)于舊水泥混凝土路面板邊，增強(qiáng)加鋪工程的結(jié)構(gòu)排水，延長(zhǎng)工程的使用壽命。為恢復(fù)路面排水系統(tǒng)，在共振破碎前，需要在碎石化施工前完成布設(shè)。第二，路面結(jié)構(gòu)防水施工。當(dāng)前，我國(guó)瀝青路面早期水損害問(wèn)題較為嚴(yán)重，為此如何設(shè)置防水層在瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中極為關(guān)鍵。由于共振加鋪施工，舊板已破碎，必須做好路面結(jié)構(gòu)防排水施工，待舊水泥混凝土板共振破碎之后，即可灑布乳化瀝青，并進(jìn)行熱瀝青封層鋪筑，避免雨水滲入破碎的水泥混凝土板。

4.2 共振破碎施工

待排水設(shè)施設(shè)置之后，即可進(jìn)行共振破碎施工，具體施工步驟如下：

第一，路面破碎前期，需要先清理干凈路面上的雜物，確保路面潔凈、無(wú)雜物。隨后采取小型銑刨設(shè)備銑刨路面，并做好路表清理工作。

第二，采用共振破碎設(shè)備從試驗(yàn)段兩端開(kāi)始破碎施工，破碎施工結(jié)束后，若局部為達(dá)到破碎標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)通過(guò)人工方式進(jìn)行破碎處理，確保破碎粒徑滿足設(shè)計(jì)要求。

第三，完成共振破碎施工后，即可進(jìn)入碾壓施工階段，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況，選擇相匹配的壓路機(jī)，合理控制碾壓速度和碾壓遍數(shù)，待碎石路面碾壓施工后，保證路面密實(shí)、均勻。若碎石粒徑較大，應(yīng)再次進(jìn)行破碎施工。

第四，完成碾壓施工后，便可均勻?yàn)⒉既榛癁r青透層材料，根據(jù)施工要求，合理控制乳化瀝青透層的用量，一般來(lái)講，乳化瀝青用量不可以過(guò)量，一旦過(guò)量，便會(huì)出現(xiàn)泛油等問(wèn)題，進(jìn)而影響碾壓施工效果。此外，還要求乳化瀝青具有良好的滲透性，可以充分滲入到碎石縫隙當(dāng)中，保證乳化瀝青材料和碎石能夠充分粘結(jié)。待灑布完乳化瀝青透層后，可鋪設(shè)熱瀝青封層，并合理控制灑布量。

第五，結(jié)束上述一切工序后，需再撒布一層碎石材料，需要合理控制碎石粒徑，保證滿足設(shè)計(jì)要求。在碎石撒布當(dāng)中，確保整個(gè)路段撒布均勻，密度良好。完成撒布后，便可進(jìn)行碾壓施工。

第六，瀝青混合料面層施工當(dāng)中，要合理控制各項(xiàng)性能指標(biāo)，保證滿足施工規(guī)定要求，確保面層施工質(zhì)量。

4.3 質(zhì)量檢測(cè)分析

白改黑路面共振破碎施工后，按照相關(guān)測(cè)試規(guī)程要求，需對(duì)加鋪瀝青層后的路面進(jìn)行性能檢測(cè)與分析，主要檢測(cè)指標(biāo)包括平整度、滲水系數(shù)、橫向力系數(shù)等，具體結(jié)果如下：

（1）平整度檢測(cè)。實(shí)測(cè)平均值為1.2 m/km，標(biāo)準(zhǔn)值為≤2.0 m/km，可滿足規(guī)定要求。

（2）橫向力系數(shù)檢測(cè)。實(shí)測(cè)平均值為67，標(biāo)準(zhǔn)值為≥54，可滿足規(guī)定要求。

（3）構(gòu)造深度檢測(cè)。實(shí)測(cè)平均值為1.3 mm，標(biāo)準(zhǔn)值為≥0.7 mm，可滿足規(guī)定要求。

（4）滲水系數(shù)檢測(cè)。實(shí)測(cè)平均值為27.1 mL/min，標(biāo)準(zhǔn)值為≤80 mL/min，可滿足規(guī)定要求。

由此可見(jiàn)，白改黑共振破碎施工后，路面各項(xiàng)性能均可達(dá)到規(guī)定要求，具有良好的施工應(yīng)用效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水泥路面是最常見(jiàn)的一種路面結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)為剛度大、荷載擴(kuò)散能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好等，因此，在我國(guó)公路建設(shè)當(dāng)中得到了廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，車流量日益增長(zhǎng)，大量早期修建的水泥混凝土路面承載能力下降，已無(wú)法滿足交通量需求，車輛通行速度和安全備受影響。尤其是在行車荷載和自然因素的長(zhǎng)期作用下，水泥混凝土路面病害頻頻出現(xiàn)，為了更好地發(fā)揮道路通行的優(yōu)勢(shì)，必須重視公路提質(zhì)改造，“白改黑”路面是最常見(jiàn)的一種路面改造維修方法，為了全面提升路面施工質(zhì)量，可以充分利用共振破碎技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而改善路面使用性能，延長(zhǎng)工程使用壽命，更好地為我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙國(guó)亮.舊水泥混凝土路面瀝青加鋪改造技術(shù)研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2019（20）：90-91.

[2]吳錦程.淺談城市舊水泥混凝土路面加鋪瀝青罩面設(shè)計(jì) --以安吉路路面改造工程為例[J].江西建材，2019（6）：72-73.

[3]陳曉明.花崗巖瀝青面層在舊水泥混凝土路面加鋪改造中的應(yīng)用研究[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2018（5）：121-122.

[4]龐建平.舊水泥路面加鋪瀝青混凝土改造利用技術(shù)探討[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2017（4）：196-197.

[5]黃峰，章芳芳.城區(qū)舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土設(shè)計(jì)探討[J].黑龍江交通科技，2016（9）：21-22.

[6]石愛(ài)國(guó).舊水泥混凝土路面加鋪瀝青路面技術(shù)研究[J].黑龍江交通科技，2013（7）：31.