MHB共振碎石化技術(shù)在舊路改擴(kuò)建工程中的應(yīng)用

王家寶

(黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150027)

我國改擴(kuò)建工程逐漸增加，部分省道升級為國道、原有的道路需要進(jìn)行擴(kuò)建，增加車道。在這種環(huán)境需求之下，就需要對原有的舊路進(jìn)行合理的處理。其中需要處理的道路大多是水泥混凝土路面，根據(jù)設(shè)計要求將其改建為瀝青混凝土路面。采用MHB共振碎石化技術(shù)，形成混合料基層，提高了施工效率、降低了施工成本。實現(xiàn)公路行業(yè)建設(shè)綠色化，提高舊路改擴(kuò)建工程中的資源再利用率。

1 工程概況

以臨泉縣國道G345工程建設(shè)項目為例，國道工程建設(shè)段長共16 km。在改擴(kuò)建計劃中，通過對G345國道舊路基層狀況進(jìn)行了統(tǒng)計，斷板率高達(dá)59.16%，路面情況受損非常嚴(yán)重，采用碎石化方案進(jìn)行路面處理。交通主管部門組織專家對現(xiàn)有的路況進(jìn)行了評審，對改造方案的設(shè)計與評估，提出了兩種改擴(kuò)建方案。其中一是徹底翻挖原有舊路結(jié)構(gòu)，采用半剛性基層水穩(wěn)基層結(jié)合瀝青面層，其二將舊水泥路面通過碎石化工藝加工為基層，在其表面處理后鋪筑新瀝青面層。國道G345沿線存在大量居民，行車交通量大，為降低舊路改擴(kuò)建施工造成的交通影響，在結(jié)合項目未來的考慮工期、工程造價以及綠色施工等因素的基礎(chǔ)綜合考慮上，決定采用舊水泥混凝土路面碎石化技術(shù)。兩種方案的綜合比選詳見表1。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 施工環(huán)境準(zhǔn)備

舊路碎石化施工的效果受MHB破碎施工機(jī)械性能、碎石化工藝、舊路基層力學(xué)性能等不同條件影響，為保證最佳的碎石化效果，收集關(guān)鍵工藝參數(shù)。在施工前通過修筑試驗段，現(xiàn)場段落的試驗MHB破碎機(jī)施工的最佳施工參數(shù)。本次碎石化的試驗段在K17+700～K17+900段落的左幅，段落全長為200 m，共振碎石化施工面積為2 200 m2。現(xiàn)場試驗段無地下結(jié)構(gòu)物，其舊路主要病害為板面裂縫與板角斷裂。在施工前，舊路上嚴(yán)重的板塊病害完成了換填。

表1 舊路改造方案比選

2.2 碎石化防水處理

碎石化后的舊路基層其均勻性提升明顯，需重點(diǎn)控制排水防止碎石化基層被水侵蝕。根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟮闹卸唐谔鞖忸A(yù)報動向，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蜃兓闆r，合理調(diào)整施工計劃，選擇晴天施工?，F(xiàn)場根據(jù)水穩(wěn)施工日進(jìn)度進(jìn)行碎石化，在完成后立即進(jìn)行封層灑布，保證破碎一段、攤鋪一段、成形一段。當(dāng)天破碎工程量滿足第2 d水穩(wěn)攤鋪進(jìn)度?，F(xiàn)場準(zhǔn)備足夠的防雨布，當(dāng)天破碎碾壓后，及時撒布透層油和石屑，如果當(dāng)天未能撒布，依據(jù)天氣情況夜間采用防雨布進(jìn)行覆蓋，防止夜間降雨。做好各工序銜接，在保證水穩(wěn)攤鋪面連續(xù)的情況下不進(jìn)行大面積破碎。如遇突然降雨現(xiàn)場及時進(jìn)行覆蓋。雨后立即檢測舊路是否積水，對舊路積水路段進(jìn)行自然晾曬，先破碎其他路段。依據(jù)舊路面縱坡，先高后低進(jìn)行破碎覆蓋，利于現(xiàn)場排水。

3 碎石化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 MHB碎石化機(jī)械參數(shù)調(diào)整

G345國道施工中主要采用自行式MHB設(shè)備，該設(shè)備配有8對重錘用于破碎，重錘以兩排布置循環(huán)作業(yè)，每對重錘由由獨(dú)立液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制，破碎系統(tǒng)協(xié)同行進(jìn)速度和調(diào)節(jié)高度、頻率對路面進(jìn)行破碎處理，典型的工作效率為單車道100 m/h。MHB碎石化施工中首先通過試驗段確定適合本路段的施工參數(shù)，將MHB碎石化機(jī)械參數(shù)調(diào)整根據(jù)經(jīng)驗取落錘高度為1.1～1.2 m，落錘間距為10 cm，逐級調(diào)整破碎參數(shù)對路面進(jìn)行破碎，測定破碎效果，當(dāng)碎石化后的路表呈鱗片狀時，表明碎石化的效果能滿足規(guī)定要求，記錄此時采用的破碎參數(shù)。

3.2 MHB碎石化工藝

MHB碎石化施工過程中，每一遍錘頭破碎寬度約0.2 m，在破碎一遍后，緊接著破碎第二遍時，第二遍破碎區(qū)域間隔控制在半個錘頭寬度以內(nèi)，破碎的順序為舊路板邊緣開始向道路內(nèi)側(cè)進(jìn)行破碎，嚴(yán)格控制隔行破碎現(xiàn)象。在進(jìn)行破碎層碾壓前，對破碎層進(jìn)行清理，以保證碾壓后破碎層的強(qiáng)度及穩(wěn)定性。破碎的順序為舊路板邊緣開始向道路內(nèi)側(cè)進(jìn)行破碎。

3.3 碎石化碾壓施工工藝

碎石化碾壓施工中對于直線和不設(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，應(yīng)由內(nèi)側(cè)路肩向外側(cè)路肩進(jìn)行碾壓。在共振破碎后及時使用Z型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓作業(yè)，每段落碾壓為3～5遍，壓實速度不應(yīng)超5 km/h，再采用鋼輪振動壓路機(jī)振動壓實或靜壓1～3遍。碎石化后通過碾壓，將表面的扁平顆粒進(jìn)一步破碎，同時穩(wěn)固下層塊料，為后續(xù)工序提供一個平整的表面。

3.4 土工格柵鋪設(shè)

此類技術(shù)常用于舊路改擴(kuò)建，其中G345國道基層涉及新鋪設(shè)段落以及碎石化段落同步施工。在涉及加寬拼接位置布置土工格柵，通過在加寬拼接位置處進(jìn)行布置土工格柵能有效的提高加筋承載面的嵌鎖、咬合作用、增強(qiáng)基層的承載力、增強(qiáng)基層穩(wěn)固性能，讓碎石化底基層與新鋪設(shè)基層更好的結(jié)合。

布置的土工格柵以鋼塑土工格柵為主，其性能同時滿足經(jīng)向、緯向斷裂強(qiáng)度≥80 kN/m。因土工格柵布置在加寬拼接位置，使得基層之間得到有效的加固。

3.5 碎石化層頂面封層撒布

在布置的土工格柵后，為提高碎石化基層質(zhì)量以及其耐用性。在其碎石化層頂面進(jìn)行封層撒布。通過同步碎石撒布車，同時撒布乳化瀝青以及碎石(粒徑0.5～1)。讓碎石化基層表面覆蓋乳化瀝青封層，其關(guān)鍵作用首先是防水，并起到基層之間的過渡和有效連接作用。有效的將碎石化層表面松散處的加固補(bǔ)強(qiáng)，對于需要臨時開放交通的段落，也可以有效的防止碎石化層因天氣或車輛作用出現(xiàn)水毀。

表2 碎石化層頂面封層材料的規(guī)格和用量

3.6 封層施工

使用同步碎石撒布車在施工過程中均勻速度向前行使噴灑，同步進(jìn)行碎石灑布。作業(yè)時在整個工作寬度和長度范圍內(nèi)灑布均勻，對灑布車灑不到的部位及漏灑的部位，用人工灑布機(jī)補(bǔ)灑，對局部噴灑過量的部位用人工緊跟灑布車后及時檢查并用掃帚掃勻。灑鋪時及時檢測噴灑量，噴灑量按0.75～1.0 kg/m2(乳化瀝青)控制，灑布的瀝青滲入基層深度不小于5 mm，并保證不在表面流淌，并能與基層聯(lián)結(jié)成為一體。待頂面封層撒布完成后，在上方進(jìn)行結(jié)構(gòu)層或面層的攤鋪。

4 施工質(zhì)量控制措施

4.1 碎石化控制

碎石化后檢測碎石化的效果，在試驗區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取2個獨(dú)立的位置開挖1 m2的試坑，選擇試坑避開有橫向接縫或工作縫的位置。并將試坑應(yīng)開挖至舊路基層，以在全深度范圍內(nèi)檢查碎石化后的顆粒是否在規(guī)定的粒徑范圍內(nèi)。試坑檢驗完成后采用1～3粒徑碎石回填。

4.2 預(yù)裂要求

對于高強(qiáng)度舊路基層處，碎石化機(jī)械的施工效果不符合預(yù)期時。采用破碎錘進(jìn)行混凝土路面的預(yù)裂，隨后進(jìn)行碎石化施工，確保碎石化后達(dá)到預(yù)期效果。預(yù)裂后，根據(jù)預(yù)裂情況進(jìn)行試驗段施工，重新確定碎石化破碎的施工參數(shù)。

4.3 施工質(zhì)量檢測

表3 共振碎石化施工質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)

5 結(jié) 論

在以往公路施工工藝不高、質(zhì)量控制意識不強(qiáng)的環(huán)境下，水泥混凝土路面施工容易、成本低廉被廣泛使用。但隨著交通量增大，水泥混凝土路面的弱點(diǎn)也凸顯出來，多年使用后出現(xiàn)各種病害，行車安全造成隱患。部分省道升級為國道、原有的道路需要進(jìn)行擴(kuò)建，增加車道。目前改擴(kuò)建工程逐漸增加，在這種環(huán)境需求之下，就需要對原有的舊水泥混凝土路進(jìn)行合理的處理。采用MHB共振碎石化技術(shù)，形成再生基層，提高了施工效率、降低了施工成本。實現(xiàn)公路行業(yè)建設(shè)綠色化，提高舊路改擴(kuò)建工程中的資源再利用率。