路面改造工程中共振碎石化技術(shù)的應(yīng)用

孫梁

（1.河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，河北 石家莊 050011；2.河北雄安京翼質(zhì)量檢測(cè)服務(wù)有限公司，河北 雄安 071700）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，車輛荷載不斷增加，導(dǎo)致水泥混凝土路面破壞越來(lái)越嚴(yán)重，同時(shí)傳統(tǒng)的維修方式周期較長(zhǎng)，降低了道路的通行能力?，F(xiàn)如今大多采用破碎技術(shù)對(duì)舊水泥混凝土路面板進(jìn)行破碎。碎石化作為一種常用的水泥路面破碎技術(shù)，具有一次破碎成型、破碎質(zhì)量易控制等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。共振碎石化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)破碎機(jī)械與需改造的水泥面板之間的共振，將面板破碎為下層嵌鎖、上層嵌擠的碎石粒料層，具有小粒徑碎石的粒料層能夠更加穩(wěn)定，有效解決了水泥板結(jié)構(gòu)存在的接縫位移問題，增強(qiáng)路面強(qiáng)度的同時(shí)，不會(huì)對(duì)路基造成較大影響，將該技術(shù)用于加鋪路面，能夠有效改進(jìn)路面存在的反射裂縫問題。

1 工程概況

河北某段國(guó)道改造項(xiàng)目，計(jì)劃對(duì)該段道路進(jìn)行共振碎石化處理，該路段主要為舊水泥混凝土路面板。碎石化施工前，需提前將舊瀝青加鋪層從舊水泥面板上方銑刨去掉，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行共振碎石化處理。計(jì)劃投入機(jī)械手4名，施工管理人員4名；計(jì)劃投入共振碎石機(jī)2臺(tái)，灑水車1輛，壓路機(jī)2臺(tái)。

2 施工準(zhǔn)備

路面共振破碎施工期間需要做好天氣狀況監(jiān)測(cè)工作，避免在降雨天氣開展相應(yīng)施工。為了避免雨水對(duì)破碎后路面造成負(fù)面影響，施工人員需及時(shí)做好壓實(shí)處理工作，并將透層油噴灑于壓實(shí)路面之上。為了避免瀝青補(bǔ)塊或?yàn)r青加鋪層對(duì)共振碎石化施工質(zhì)量造成影響，需提前將其清除，同時(shí)在施工前采取并排取芯或檢查坑開挖的方式對(duì)機(jī)械施工參數(shù)進(jìn)行確定。

2.1 瀝青修補(bǔ)塊、加鋪層清除

借助銑刨機(jī)將舊路面瀝青加鋪層清除，借助風(fēng)鎬清除瀝青修補(bǔ)塊。舊公路水泥板存在唧泥、嚴(yán)重網(wǎng)狀破損以及縱向斷板且沉陷等問題，需采用C15貧水泥或級(jí)配碎石對(duì)深度不低于10cm的坑槽回填，回填C15貧水泥的區(qū)域需進(jìn)行共振碎石化改造。

2.2 機(jī)械施工參數(shù)檢測(cè)

機(jī)械施工參數(shù)檢測(cè)期間，應(yīng)選擇具有代表性的路段試振，測(cè)試長(zhǎng)度為200m，按照單向路幅寬度進(jìn)行試振。在挖掘檢查坑期間，將尺寸控制在長(zhǎng)寬各1.2m且深度為混凝土路面厚度的范圍，還可以采取150mm孔徑并排取芯的方式檢查，兩種檢查方式均應(yīng)在試振區(qū)中部開展取芯或挖坑工作，數(shù)量應(yīng)為1~2個(gè)。試振完成，將挖掘檢查坑遺留的碎料清除，利用瀝青碎石或級(jí)配碎石回填。檢查坑無(wú)法滿足碎石化施工需求時(shí)，重新開挖新的檢查坑，在無(wú)符合要求檢查坑的情況下，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行分析驗(yàn)證，對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，避免對(duì)共振碎石化施工質(zhì)量造成負(fù)面影響。共振碎石化的路面損壞狀況標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

2.3 共振破碎施工設(shè)備及材料的準(zhǔn)備

共振破碎施工期間，施工單位應(yīng)借助40Hz共振頻率的高頻低幅設(shè)備開展施工，確保能夠滿足舊水泥板破碎化的各種頻率要求。將吸塵除塵系統(tǒng)加裝在共振設(shè)備之上，解決共振期間可能產(chǎn)生的揚(yáng)塵問題。共振破碎后的壓實(shí)施工期間，借助輪胎壓路機(jī)或單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)處理，確保壓路機(jī)具有18t以上的噸位，壓實(shí)期間借助水車灑水降塵。提前準(zhǔn)備石屑或碎骨料，石屑或碎骨料材質(zhì)為石灰石質(zhì)地，材料中的石粉含量應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，板結(jié)碎石表面并提升壓實(shí)質(zhì)量，做好水泥板破碎后的彌縫處理工作；準(zhǔn)備回填材料處理存在嚴(yán)重坑槽問題的路面。在質(zhì)量檢測(cè)方面，施工單位為后續(xù)試驗(yàn)檢測(cè)工作準(zhǔn)備相關(guān)設(shè)備。

3 共振碎石化施工技術(shù)要求

3.1 共振破碎施工

共振破碎施工應(yīng)從縱縫邊緣部位或者外側(cè)車道邊緣部位開始，破碎方向由低向高開展，避免無(wú)法有效排除滲透到路面之中的水分。破碎錘頭具有0.2m/條的破碎范圍，單條車道可以設(shè)置15~18條錘頭，控制相鄰區(qū)域的破碎間隔，避免距離超出單個(gè)錘頭寬度。現(xiàn)場(chǎng)破碎寬度高于目標(biāo)水泥面板，為避免原有接縫對(duì)路面質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，設(shè)置0.1m以上的破碎寬度處理水泥板搭接的部位。在共振破碎期間，適當(dāng)調(diào)整共振頻率以處理混凝土水泥板厚度過大或強(qiáng)度過高問題，借助更緩慢的速度進(jìn)行更高強(qiáng)度的共振，提前對(duì)相應(yīng)路段進(jìn)行打裂等預(yù)處理工作，避免對(duì)共振破碎進(jìn)度造成影響。軟弱路基存在含水量高且不易排水等問題，能夠影響破碎效率，需提升共振破碎速度，適當(dāng)縮減激振力和振幅，必要時(shí)通過隔行破碎降低施工影響，避免嚴(yán)重破壞水泥板強(qiáng)度。為了避免對(duì)路段內(nèi)相關(guān)建筑物造成影響，施工人員監(jiān)測(cè)周邊建筑工作狀態(tài)，及時(shí)分析檢查異常位移或開裂等問題，確認(rèn)無(wú)誤后方可繼續(xù)開展施工。

3.2 破碎層清理

碎石層清理采取人工方式對(duì)舊水泥板裂縫、接縫部位的條狀填料堆積問題進(jìn)行處理，直接清理10cm以上的碎石化表層碎塊。豎向凹地在5cm以上的區(qū)域，借助連續(xù)級(jí)配碎石回填處理。碎石層中的較大塊徑借助石屑、石粉等細(xì)料填充，填充期間剪除外露部位確保表面平齊。

3.3 碎石化層壓實(shí)處理

按照初壓1次、復(fù)壓2~3次以及終壓1~2次3個(gè)階段開展壓實(shí)處理施工，碾壓期間開展灑水工作，將碎石層表面含水量控制在施工標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，保持不低于3km/h的碾壓速度。在平曲線與直線路段按照由路肩到中心的方向開展碾壓施工；在平曲線路段按照由內(nèi)側(cè)路肩到外側(cè)路肩的方向開展碾壓施工。嚴(yán)格按方案標(biāo)準(zhǔn)控制壓路機(jī)間距，按照100~200mm的重疊寬度碾壓，在振動(dòng)停止后方可折回。輪胎壓路機(jī)根據(jù)碾壓輪寬度控制重疊寬度，具體標(biāo)準(zhǔn)為輪寬的1/3~1/2。大型壓路機(jī)無(wú)法壓縮處理的窄小路段，借助振動(dòng)夯板或1~2t級(jí)別的小型壓路機(jī)對(duì)窄小路段壓實(shí)處理。

3.4 差異沉降處理

破碎層如發(fā)生不均勻沉降，瀝青混凝土面層的使用性也會(huì)大幅下降，甚至發(fā)生安全事故。為了解決共振破碎層與舊瀝青混凝土層的差異沉降，施工人員應(yīng)在主道共振破碎層與輔道舊瀝青混凝土路面交界處，放置玻璃纖維格柵網(wǎng)，并可采用鈣鋁硅E玻璃纖維格柵網(wǎng)或鎂鋁硅S玻璃纖維格柵網(wǎng)，從而使其受力均勻。玻璃纖維格柵網(wǎng)的施工工序是：先將基面整平，并灑0.6kg/m2的快裂乳化瀝青黏層油，然后將玻璃纖維格柵網(wǎng)拉直后，在跨主道共振破碎層與輔道舊瀝青混凝土路面交界線上進(jìn)行粘貼。另外當(dāng)玻璃纖維格柵網(wǎng)褶皺時(shí)，施工人員應(yīng)揭起重貼，而當(dāng)無(wú)法揭起時(shí)，則可將褶皺部位剪斷拉直。

3.5 特殊路段處理

軟弱路基存在含水量高且不易排水等問題，此類施工路段需提升共振破碎速度，適當(dāng)縮減激振力和振幅，采取隔行破碎施工手段，避免嚴(yán)重破壞水泥板強(qiáng)度，影響路面運(yùn)行質(zhì)量。部分路段存在路面沉陷、翻漿等較為嚴(yán)重的病害問題，施工單位直接破除病害部位水泥板，去除水泥板下方軟基，換填路基確保路段質(zhì)量滿足施工標(biāo)準(zhǔn)要求。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況判定具體回填方式，根據(jù)設(shè)計(jì)要求開展施工。零星挖除部位回填工作期間，利用低標(biāo)號(hào)水泥填充下部挖除部位，利用瀝青碎石或級(jí)配碎石對(duì)舊水泥板頂面下方15~20cm部位回填，材料級(jí)配見表2。對(duì)于局部下陷路段，施工單位碾壓處理問題路段，借助瀝青或級(jí)配碎石處理15cm下陷深度以內(nèi)的區(qū)域；對(duì)于下陷更深的區(qū)域，施工單位借助水泥材料補(bǔ)強(qiáng)處理挖出碎石層后的下陷區(qū)域，強(qiáng)度提升至C15級(jí)別，回填至15cm范圍內(nèi)時(shí)借助瀝青或級(jí)配碎石回填。

表2 材料級(jí)配

對(duì)于脫空路段，在共振破碎后開挖回填脫空凹陷部位。碾壓處理完成后，破碎層表面可能存在2~10cm的豎向位移，針對(duì)位移問題回填瀝青碎石或連續(xù)級(jí)配碎石。

4 施工質(zhì)量控制措施

4.1 碎石化層質(zhì)量控制

共振碎石化施工完畢后，通過檢查坑開挖檢測(cè)或并排取芯的方式對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，碎石層粒徑質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

表3 破碎層質(zhì)量檢查項(xiàng)目

4.2 承載能力

共振碎石化處理之后，路面基層應(yīng)達(dá)到柔性基層的范圍，開展承載能力試驗(yàn)檢測(cè)工作，按標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)回彈模量，基于每千米至少3個(gè)測(cè)點(diǎn)的方式進(jìn)行檢測(cè)，回彈模量預(yù)估值范圍如表4所示。

表4 回彈模量預(yù)估值范圍

表4 （續(xù)）

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，共振碎石化路面改造工程施工期間，施工單位需要加強(qiáng)施工過程質(zhì)量控制，做好施工準(zhǔn)備、鋪筑試驗(yàn)路段、施工過程中各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的檢驗(yàn)等各項(xiàng)工作，嚴(yán)格按方案和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)共振破碎、碾壓、回填等各項(xiàng)施工，確保公路改造工作有序開展。