任迅甫
(貴州省黔東南公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)有限公司,貴州 凱里 556000)
多錘頭碎石化技術(shù)是通過(guò)多個(gè)破碎錘在重力作用下自由降落對(duì)公路路面造成沖擊破壞,在牽引車帶動(dòng)下勻速前進(jìn),完成整個(gè)混凝土路面破碎施工[1]。筆者將依托工程實(shí)踐,分析路面改造項(xiàng)目舊水泥路面多錘頭碎石化技術(shù)的運(yùn)用。
某改建項(xiàng)目起點(diǎn)樁號(hào)為K212+623,終點(diǎn)樁號(hào)為K220+035,總里程7.412 km,路面結(jié)構(gòu)為25 cm厚水泥混凝土,部分路段需進(jìn)行翻修處理。經(jīng)研究決定擬采用多錘頭碎石化技術(shù)對(duì)舊路面實(shí)施破碎化處理,破碎后就地用作新建道路基層,并在上部鋪設(shè)30 cm厚水泥混凝土面層。
(1)機(jī)械設(shè)備:多錘頭破碎機(jī)(MHB)1臺(tái),Z型單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)1臺(tái)。
(2)基本性能:多錘頭破碎機(jī)(MHB)性能優(yōu)良,升降裝置靈活、自由,升降高度可自由控制,各錘頭可單獨(dú)運(yùn)作;多錘頭同步運(yùn)作時(shí),各錘頭可自由較差升降[2];為充分保證破碎質(zhì)量,應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)要求選用破碎機(jī)械,具體指標(biāo)要求如表1所示。
表1 多錘頭破碎機(jī)基本性能參數(shù)
(3)Z型單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)相關(guān)技術(shù)參數(shù)如下:工作質(zhì)量20 t;Z型箍間距7 cm±1 cm;高度2.53 cm;寬度1 cm。
(1)碎石化施工前應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面勘察,并結(jié)合設(shè)計(jì)文件,仔細(xì)核對(duì)工程量,根據(jù)工期、質(zhì)量要求及環(huán)境狀況編制施工方案[3]。
(2)提前與交通管理部門取得聯(lián)系,獲取交通管制許可,并設(shè)立必要的安全警示標(biāo)志,碎化施工前封閉交通。
(3)合理配置施工機(jī)械、器具,并調(diào)試校核準(zhǔn)確,將設(shè)備保養(yǎng)及調(diào)試到最佳狀態(tài),以及準(zhǔn)備好足夠的配件。
(4)完善現(xiàn)狀排水體系,根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求建立科學(xué)完備的排水體系:①碎石化區(qū)域應(yīng)在原始道路水泥板兩側(cè)邊緣底部增設(shè)縱向盲溝、橫向盲溝,以排除施工期的積水,同時(shí)也可起到隔振溝的作用,今后也可作為路面邊緣內(nèi)部排水系統(tǒng)使用;②清理原有邊溝或增設(shè)邊溝,以保證排水通暢,尤其在碎石化施工及道路使用過(guò)程中應(yīng)保證明排通暢,滲透排水無(wú)堵塞、回灌現(xiàn)象,確保道路表面無(wú)積水;③在現(xiàn)狀道路板底脫空、唧泥等排水能力較差的部位及構(gòu)造物迎水側(cè),應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置排水溝;④所有排水設(shè)施應(yīng)在正式施工前兩周建設(shè)完成。
(5)對(duì)舊路面實(shí)施全面清理。在實(shí)施就地碎石化施工前,應(yīng)將需破碎處理的路面板表面瀝青材料清除干凈,以有效確保破碎效果。
(6)軟土路基段處理。原始水泥混凝土面板破碎處理前,應(yīng)對(duì)存在質(zhì)量缺陷的軟土地基段實(shí)施換填處理。
(7)施工前應(yīng)對(duì)路段上現(xiàn)有構(gòu)造物和管線進(jìn)行標(biāo)記和保護(hù)[4]。對(duì)道路沿線構(gòu)筑物、房屋、橋涵、管網(wǎng)及邊溝位置進(jìn)行仔細(xì)核對(duì),并準(zhǔn)確標(biāo)記,最大限度地降低破碎施工對(duì)構(gòu)造物造成的影響;實(shí)際施工中,通常采用設(shè)置邊溝、盲溝、隔振溝等方式降低破碎振動(dòng)干擾。
(8)實(shí)際施工前應(yīng)對(duì)上部結(jié)構(gòu)物凈高實(shí)施測(cè)量,以有效確保道路鋪設(shè)厚度及與上部結(jié)構(gòu)凈高滿足設(shè)計(jì)要求。
(9)在施工區(qū)域外圍布設(shè)高程控制點(diǎn),對(duì)原始路面標(biāo)高實(shí)施控制。
(10)碎石化施工前,應(yīng)建立科學(xué)有效的交通導(dǎo)行方案,并合理布設(shè)交通警示標(biāo)志,以有效滿足交通安全需求。
破碎施工前,根據(jù)道路實(shí)際勘察結(jié)果,對(duì)軟土路基段實(shí)施換填處理。其具體要求如下:
(1)根據(jù)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求,對(duì)原始道路實(shí)施分層開(kāi)挖,將內(nèi)部軟土完全清除,直至層間承載性能滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。
(2)選用透水性能優(yōu)良的材料作為路基換填料。
(3)基層填料應(yīng)選用與原始道路基層相同的材料,若回填區(qū)域較小,則可根據(jù)施工方便程度科學(xué)選擇基層填料[5]。
(4)道路面層填料以級(jí)配碎石為主,其材質(zhì)、粒徑、性能應(yīng)滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。換填后回彈模量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。
(5)選用性能優(yōu)良、工作質(zhì)量、規(guī)格、型號(hào)滿足施工要求的振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí),確保壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。
碎石化處理區(qū)域,道路兩側(cè)靠近邊緣位置應(yīng)設(shè)置縱向盲溝匯集降水;并在路肩位置設(shè)置橫向盲溝進(jìn)行排水。其施工標(biāo)準(zhǔn)如下[6]:
(1)縱、橫向盲溝截面尺寸為40 cm×30 cm,其中橫向盲溝按照間距20 m進(jìn)行布設(shè)。
(2)橫向盲溝應(yīng)順路肩坡度進(jìn)行布設(shè),截面尺寸不得低于縱向盲溝尺寸。
(3)排水盲溝底部布設(shè)直徑為10 cm的多孔PVC管道,并采用反濾網(wǎng)包裹。
(4)排水盲溝填料選用粒徑為19~37.5 mm的級(jí)配砂石。
(5)超高路段外側(cè)路面板邊緣可不設(shè)置縱、橫向盲溝。
(6)在現(xiàn)狀道路板底脫空、唧泥等排水能力較差的部位及構(gòu)造物迎水側(cè),應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置排水溝。
(1)碎石化施工前,應(yīng)根據(jù)路況調(diào)查資料(如區(qū)分填挖路段、路基路面破損情況輕重情況、臨近結(jié)構(gòu)物路段等)選取典型路段作為試驗(yàn)段,試驗(yàn)段長(zhǎng)度至少為500 m。
(2)試驗(yàn)段施工按照擬定方案實(shí)施,施工過(guò)程中及時(shí)檢測(cè)相關(guān)技術(shù)參數(shù),并對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)估[7]。具體實(shí)施時(shí),破碎機(jī)初始技術(shù)參數(shù)可根據(jù)表2執(zhí)行。
表2 多錘頭破碎設(shè)備初始試驗(yàn)參數(shù)
(3)應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)段并結(jié)合各層粒徑標(biāo)準(zhǔn),確定相關(guān)技術(shù)參數(shù)包括落錘高度及間距、工作速度、鋼輪壓路機(jī)與膠輪壓路機(jī)的壓實(shí)遍數(shù)、灑水量及石屑用量。
(4)碎石化處理后路面彎沉值應(yīng)符合要求,以不超過(guò)65(0.01 mm)為宜。
(5)試驗(yàn)段施工完成后,應(yīng)全面整理施工技術(shù)參數(shù)信息,科學(xué)確定施工工藝流程,并對(duì)施工效果進(jìn)行評(píng)價(jià),形成評(píng)估報(bào)告,優(yōu)化施工技術(shù)方案。
(1)破碎施工嚴(yán)格按照先兩邊后中間的順序?qū)嵤磺?、后兩次破碎連接部位應(yīng)重疊破碎,重疊寬度至少為10 cm。
(2)正式施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)段獲得的施工技術(shù)參數(shù)執(zhí)行。水泥路面破碎時(shí),技術(shù)人員應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)破碎過(guò)程,結(jié)合破碎具體情況適當(dāng)調(diào)整相關(guān)參數(shù),以確保達(dá)到最佳破碎效果[8]。同時(shí),采取科學(xué)措施防止產(chǎn)生過(guò)多粉塵,導(dǎo)致乳化瀝青透不進(jìn)去,出現(xiàn)局部含油量偏低,穩(wěn)定性差的現(xiàn)象。
(3)破碎施工過(guò)程中,應(yīng)將原始路面結(jié)構(gòu)中存在的填縫材料、裸露鋼筋及垃圾完全清除。
(4)針對(duì)施工中存在的軟土路基段,應(yīng)根據(jù)施工規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行換填處理。
(5)當(dāng)破碎區(qū)域下部存在過(guò)路橋涵及市政管線時(shí),應(yīng)合理降低落錘高度,縮小錘擊間距。
(6)當(dāng)基層強(qiáng)度較大、水泥板面較厚時(shí),可適當(dāng)增大落錘高度,縮小錘擊間距;當(dāng)破碎錘工作強(qiáng)度不足時(shí),可通過(guò)其他方式提前將水泥路面破碎,以有效提高破碎質(zhì)量,確保滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。采用其他方式破碎處理的路段應(yīng)重新進(jìn)行試驗(yàn),以準(zhǔn)確獲取相關(guān)工藝參數(shù)。路面碎石化后表面凹處在壓實(shí)前應(yīng)用密級(jí)配碎石回填。
(7)破碎后應(yīng)及時(shí)測(cè)量頂面高程,并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)平層施工。
(8)破碎后壓實(shí)作業(yè):①原始路面破碎完畢,采用20 tZ型鋼輪壓路機(jī)先振壓2~3遍,然后再選用20 t光輪壓力機(jī)振壓2~3遍;②若破碎后碎石頂面粒徑太大,要確保Z型壓路機(jī)與光輪壓路機(jī)碾壓次數(shù),必要時(shí)多壓幾遍后撒布石屑嵌縫再次壓實(shí),并要求碎石化碾壓后的頂面基本平整才能作為基層使用,否則溫度收縮引起的摩阻力過(guò)大,從而易導(dǎo)致斷板;③碎石化碾壓整平后,如未能達(dá)到板結(jié)效果,建議短暫通車3 d,灑水清洗粉塵達(dá)到板結(jié)效果后,進(jìn)行乳化瀝青貫入封層的施工。
(1)乳化瀝青灑布施工:①采用瀝青灑布機(jī)完成乳化瀝青灑布施工,瀝青用量以2.0~3.5 kg/m2為宜;②灑布時(shí)應(yīng)保持穩(wěn)定的速度和噴油量;③必須保持縱向?yàn)⒉季€條順直,不能彎曲,搭接寬度一般為15~20 cm,不能污染路緣石和防撞護(hù)欄。
(2)撒布石屑:①宜用機(jī)械撒布石屑,用量23 m3/100 m2;②為了改善石屑與瀝青的黏結(jié)性能,應(yīng)采用堿性石屑,且應(yīng)在乳化瀝青完全破乳前撒布完成。
(3)碾壓:一般用68 t雙鋼輪壓路機(jī)較好,碾壓的時(shí)間應(yīng)選擇在瀝青全面發(fā)黑,開(kāi)始破乳后進(jìn)行。
(4)初期養(yǎng)護(hù)并開(kāi)放交通:①應(yīng)盡可能封閉交通施工,全部路面結(jié)構(gòu)施工完成后開(kāi)放交通;②初期養(yǎng)護(hù)的主要工作是掃砂,將因車輛行駛跑出的毛砂掃回原處,并進(jìn)行修補(bǔ)缺陷,成型后還要限制交通。
就地碎石化技術(shù)是綜合性的系統(tǒng)工程,要多項(xiàng)技術(shù)共同綜合設(shè)置才能起到良好效果。
(1)要提前做好排水設(shè)施,并按設(shè)計(jì)要求選定多錘頭破碎機(jī)。
(2)大面積施工前應(yīng)做試驗(yàn)路,以確定施工參數(shù);大面積施工時(shí),應(yīng)隨時(shí)密切關(guān)注混凝土板表面破碎狀況;根據(jù)舊水泥路面強(qiáng)度及厚度不同,科學(xué)調(diào)整工作速度、落錘高度及間距等相關(guān)技術(shù)參數(shù),有效保證施工質(zhì)量。
(3)路基軟弱路段一定要換填處治。對(duì)調(diào)查確定的路基軟弱、沉陷路段,應(yīng)采用換填方式處理。
(4)破碎與非破碎路段連接部位,應(yīng)采用切割方式進(jìn)行處理,實(shí)際切割過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制切割深度,確保切縫貫穿舊混凝土板,減小破碎施工造成的影響,最大限度地確保非破碎路段完整性。
(5)多錘頭破碎機(jī)側(cè)錘部位應(yīng)安裝防塵罩,避免破碎過(guò)程中石屑飛濺造成破壞,并能起到除塵效果[9]。破碎施工時(shí)操作員應(yīng)佩戴噪音防護(hù)護(hù)具,現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)按要求佩戴安全帽、穿反光背心。
(6)舊水泥路面中的鋼筋、傳力桿等材料可不做處理,但裸露在外的部分應(yīng)徹底清除干凈,并集中外運(yùn)。
(7)混凝土澆筑前應(yīng)將基層表面填縫材料及雜物清除干凈,必要時(shí)可采用級(jí)配碎石對(duì)松散材料實(shí)施處理。
(8)破碎后的混凝土路面的所有路段應(yīng)封閉交通,并及時(shí)進(jìn)行面層混凝土澆筑,自舊水泥混凝土破碎至面層澆筑完成最大時(shí)間間隔不得超過(guò)3 d。
(1)對(duì)試驗(yàn)段及整體道路施工各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施質(zhì)量管理及檢查驗(yàn)收。
(2)各工序施工完畢,應(yīng)及時(shí)實(shí)施彎沉檢測(cè),檢測(cè)通過(guò)后方能開(kāi)展后續(xù)施工。
(3)對(duì)于檢測(cè)結(jié)果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的路段,應(yīng)全面分析各方面原因,優(yōu)化施工技術(shù)指標(biāo),并采取補(bǔ)救處理,直至質(zhì)量滿足要求[10]。
(4)就地碎石化施工完成后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行試坑開(kāi)挖試驗(yàn),其位置應(yīng)根據(jù)公路工程路面檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。
(5)多錘頭碎石化施工質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。
表3 多錘頭碎石化施工質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
(6)道路基層壓實(shí)后,應(yīng)采用彎沉儀檢測(cè)其彎沉值,并求出代表彎沉、均方差等相關(guān)參數(shù),對(duì)其均勻性實(shí)施評(píng)估,出現(xiàn)偏差應(yīng)及時(shí)查找原因,采取科學(xué)方式進(jìn)行處理。檢測(cè)頻率為各車道每40 m隨機(jī)檢測(cè)2處,根據(jù)現(xiàn)行公路路面質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定。
多錘頭碎石化技術(shù)能有效解決舊水泥路面改造施工中存在的反射裂縫問(wèn)題,可顯著提升工程改造質(zhì)量,延長(zhǎng)道路運(yùn)營(yíng)年限。同時(shí),該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了舊水泥路面的重復(fù)利用,節(jié)約資源,降低成本,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的發(fā)展目標(biāo)。但由于該技術(shù)具有較強(qiáng)的破壞性,運(yùn)用不當(dāng)極易對(duì)周邊建筑結(jié)構(gòu)造成不利影響。因此,實(shí)際應(yīng)用前應(yīng)對(duì)施工路段及周邊環(huán)境進(jìn)行全面調(diào)查,統(tǒng)籌各方面因素制定切實(shí)可行的施工方案,最大限度地提升技術(shù)應(yīng)用效果。