維修改造公路工程項目共振碎石化技術(shù)要點分析

戴丹飛

摘要：水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、經(jīng)久耐用，在我國早期某公路建設(shè)中應(yīng)用廣泛。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車已經(jīng)成為大眾出行常用的交通工具，城市交通量迅速增加，原有水泥混凝土路面載荷加大，嚴(yán)重受損，導(dǎo)致承載能力不斷降低，公路使用性能受到嚴(yán)重影響。因此，國內(nèi)外許多學(xué)者為解決這一問題進(jìn)行了大量的研究，目前應(yīng)用比較廣泛的方法是通過共振碎石化技術(shù)，將原有水泥混凝土路面碎石化再加鋪瀝青路面?；诖耍疚慕Y(jié)合某公路改造工程，探討維修改造公路工程項目中的共振碎石化技術(shù)要點。

關(guān)鍵詞：共振碎石化;公路;水泥混凝土路面;技術(shù)要點

在傳統(tǒng)公路工程建設(shè)中，水泥混凝土路面應(yīng)用廣泛，但將瀝青路面直接鋪設(shè)在原有水泥混凝土路面上容易出現(xiàn)反射裂縫，對路用性能和壽命產(chǎn)生不利影響。本文依托某公路改造工程，探討瀝青路面經(jīng)共振碎石化處理，再鋪設(shè)瀝青路面的技術(shù)要點。通過路面質(zhì)量跟蹤檢測，發(fā)現(xiàn)共振碎石化技術(shù)能解決公路反射裂縫問題，文章分析能為共振碎石化技術(shù)在公路改造中的應(yīng)用提供參考。

1共振碎石化技術(shù)介紹

共振碎石化技術(shù)的基本原理是借助專用的共振器使路面結(jié)構(gòu)形成共振，使路面均勻碎裂成尺寸、方向非常規(guī)則的碎石。共振碎石設(shè)備具有很強的振動能力，可以讓水泥混凝土表面的“裂縫”瞬間擴展到水泥混凝土板塊底部，對公路基層沒有損害?；炷涟褰?jīng)過共振破壞后，相互齒合壓縮。

2共振碎石化施工技術(shù)要點

2.1施工前的準(zhǔn)備工作

在對路面進(jìn)行共振碎石化處理之前，需要進(jìn)行具體的技術(shù)調(diào)查分析，為共振碎石提供技術(shù)依據(jù)。進(jìn)行共振碎石前，應(yīng)清晰準(zhǔn)確地標(biāo)示出施工現(xiàn)場地構(gòu)造物，作業(yè)過程中要密切關(guān)注豎向以及橫向的安全距離。原有公路如果設(shè)有上跨結(jié)構(gòu)，則需要考慮凈空高度要求，如果原有路面經(jīng)過共振碎石化處理后的凈空不符合要求，則需要去除破碎層后再加鋪瀝青，以確保路面改造后滿足凈空、承載力等要求。板塊破碎嚴(yán)重造成板體松散、滲水基層以致基地松軟彈簧、路基翻漿沉陷的局部路段不得采用碎石化施工，應(yīng)按照相關(guān)要求作為特殊路段進(jìn)行處理。在碎石作業(yè)開始前2-4周，需設(shè)置必要的排水系統(tǒng)以確保碎石作業(yè)時的排水順暢。

2.2共振破碎機施工控制參數(shù)確定

振動試驗區(qū)必須選擇具有典型路況的路段，振動試驗區(qū)的長度一般在100～200m范圍內(nèi)。如發(fā)現(xiàn)試驗區(qū)的碎石層未達(dá)到碎石化處理要求，則必須選擇另一個試驗區(qū)進(jìn)行試驗，如果仍不符合要求，則需要進(jìn)行詳細(xì)分析，對現(xiàn)有施工技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，再另尋試驗區(qū)進(jìn)行振動試驗，直至符合要求。應(yīng)根據(jù)試振效果，擇優(yōu)確定共振碎石機的施工控制參數(shù)。

2.3共振破碎施工

通常先破碎公路外側(cè)車道邊沿，也可從相鄰水泥板塊之間的縱縫邊緣處開始。每一條錘頭破碎寬度約0.2m，破碎一條車道宜控制在15-18條，嚴(yán)格控制，采用隔行破碎。在共振碎石施工過程中，實際碎石寬度應(yīng)該超過公路面板寬度，與面板銜接部位的破碎寬度至少為0.1m，以消除原有接縫。對于連續(xù)配筋混凝土，因面板強度過高，應(yīng)適當(dāng)增大振動頻率、增加激振力、降低行進(jìn)速度等施工參數(shù)。施工過程中需要安排專人監(jiān)控共振碎石施工范圍內(nèi)的路面構(gòu)造物、關(guān)鍵建筑物的狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)構(gòu)造物或建筑物出現(xiàn)裂縫或位移等情況，要立即停止施工，積極查找原因，并采取必適當(dāng)?shù)膽?yīng)對措施后，才能繼續(xù)施工。施工時應(yīng)該全程采用相同設(shè)備，需對原有水泥混凝土路面，進(jìn)行全方位的共振碎石化施工，做到不留死角或盲點。

2.4破碎層的清理

采用手動方式徹底清理碎石層上的水泥混凝土面層接縫、裂縫間的條狀填料。清除碎石化表層尺寸超過10cm的碎石。對于豎向超過5cm的凹陷區(qū)域，可用連續(xù)級配碎石回填，破碎表面塊徑較大的清理后可用細(xì)料填縫，細(xì)料以石粉或石屑為主，以保證碎石的板結(jié)和壓實效果。對于碎石層外露的鋼筋，可以剪除其外露部分，使其與碎石層表面對齊，層中的鋼筋可以原封不動保留。

2.5碎石化層的碾壓

碎石層需經(jīng)過三次碾壓。初壓階段用滾筒輥靜壓一次;復(fù)壓階段用滾筒輥振動碾壓兩次;終壓階段采用膠輪壓路機靜壓1-2次，壓路機行進(jìn)速度不超過3公里/小時。碾壓前需在碎石層表面噴水，使其含水量達(dá)到最佳后，再進(jìn)行碾壓。振動壓路機碾壓作業(yè)時相鄰碾壓帶的重疊寬度為100-200mm，壓路機掉頭時應(yīng)該先停止振動。輪胎壓路機碾壓作業(yè)時，相鄰的碾壓帶應(yīng)重疊1/3-1/2的輪寬。在路肩、加寬、帶式停車帶等大型壓路機難以壓實的區(qū)域，可以用小型振動壓路機或振動夯板進(jìn)行碾壓。建議在初壓、終壓開始前灑水，以加強封口效果，提高石粉與骨料的附著力，從而提升碎石層碾壓效果。在實際施工條件允許的情況下應(yīng)盡可能增加碾壓次數(shù)，以碎石層碾壓至結(jié)構(gòu)穩(wěn)定平整為準(zhǔn)，避免過振過壓。禁止壓路機在碾壓階段或碾壓完成的路段掉頭或緊急制動。如果部分區(qū)域碾壓不平整，應(yīng)該先松散該區(qū)域的碎石層，填充材料或者清除多余材料，再碾壓整平。

2.6碎石化層的保護(hù)

嚴(yán)格禁止與施工無關(guān)的車輛在碎石層上通行，規(guī)范施工車輛通行車次，禁止車輛隨意在碎石層上剎車、轉(zhuǎn)彎。碎石化后應(yīng)該及時進(jìn)行碾壓，防止碎石層被雨水浸泡。如果遇到下雨天則需要確保公路排水系統(tǒng)有效工作，降雨后應(yīng)該等碎石層水分排開后攤鋪瀝青。碎石化層的交通開放：無法避免必需通車時，可在破碎碾壓后及時噴灑瀝青透層油（2-3kg/m2），放行車輛，車輛通行速度不能超過30km/h，同時應(yīng)灑水養(yǎng)生。

2.7特殊路段處理

在土質(zhì)軟弱、含水率高的路段需要降低激振力，加快行進(jìn)速度，減小振幅，增加相鄰兩個破碎結(jié)構(gòu)之間的距離。對于出現(xiàn)嚴(yán)重病害的路面，如已經(jīng)翻漿或明顯沉陷，可直接破除損壞的水泥混凝土板，清除軟土基層，可以通過路基換填的方式進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)改良，結(jié)合實際情況，依據(jù)設(shè)計文件指定的方法進(jìn)行換填施作。對于零星挖除部位的回填，下部可用低標(biāo)號水泥混凝土填滿，距舊水泥路面頂面以下15～20cm的范圍內(nèi)采取級配碎石或瀝青碎石回填。共振碎石化經(jīng)過碾壓后，如果沉陷深度不超過15cm，可以用連續(xù)級配碎石回填沉陷區(qū)域。如果沉陷深度超過15cm，則可以先清除該區(qū)域的碎石層，15cm以下的區(qū)域可用早強水泥進(jìn)行加固補強，強度不低于C15，15cm以上的區(qū)域用連續(xù)級配碎石回填。如果開挖碎石層后路基存在變軟的情況，應(yīng)將軟化的路基部分換填成級配碎石。共振碎石化之后，小的脫空會在車輛的碾壓下自然擠密，大的脫空會形成塌陷。產(chǎn)生針對脫空處的凹陷，可參照上述局部下陷的處理方法。

3共振碎石化施工效果

碎石化處理后水泥混凝土路面當(dāng)量回彈模量、回彈彎沉以及粒徑分布均符合要求，但是結(jié)果變異性偏大，路面當(dāng)量回彈模量變異系數(shù)接近限制，路面彎沉結(jié)果變異系數(shù)相對較小。對比行車道和應(yīng)急車道檢測結(jié)果可以看出，應(yīng)急車道處當(dāng)量回彈模量和回彈彎沉變異系數(shù)均大于行車道處結(jié)果變異系數(shù)，表明應(yīng)急車道處碎石化后路面均勻性要比行車道處差，這可能與兩處共振碎石機的振動頻率不同有關(guān)，在后期應(yīng)用中應(yīng)進(jìn)一步加強對水泥混凝土板的固有頻率計算。

4結(jié)論

本研究依托工程為某公路，該工程交工驗收質(zhì)量為優(yōu)良，共振碎石化技術(shù)在工程中的成功應(yīng)用，為今后修正共振碎石化技術(shù)施工參數(shù)、施工方案、加鋪層設(shè)計提供依據(jù)。在共振碎石施工前要仔細(xì)調(diào)查工程項目附近的構(gòu)造物、關(guān)鍵建筑物的狀態(tài)，在施工時要密切監(jiān)控施工區(qū)域的構(gòu)造物、關(guān)鍵建筑，確保其結(jié)構(gòu)安全;通過試驗區(qū)共振試驗確定施工參數(shù)，確保施工質(zhì)量;共振碎石后要做好雨水防治，做好排水系統(tǒng)設(shè)置;工程實踐表明，共振碎石化技術(shù)在水泥混凝土路面碎石化處理中的應(yīng)用效果較好，碎石化后的碎石大小均勻，可以有效防止水泥混凝土加鋪瀝青后出現(xiàn)反射裂縫。

參考文獻(xiàn)

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