旧水泥混凝土路面破碎稳固技术研究

摘要：对旧水泥混凝土路面板破碎稳固技术进行了详细的对比分析，重点研究了混凝土板的破碎及碾压机械的性能，原板破碎的规格及要求。

关键词：碎石化技术；冲击压实；破碎稳固；旧水泥混凝土路面

中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：

Rubblization and Stabilization of Existing PCC Pavement

Zeng Tao

(Communications Planning,Survey & Design Institute ofDong Guan City, Guang Dong, Dong Guan 523125)

Abstract: Cement concrete fragmentation firmness technology is analysed.

The research is laid on the performance of cement concrete fragmentation and rolling machines, the fragmentation standard and needs of the existing cement concrete slab.

Key words:rubblization；impact compaction；fragmentation firmness；the existing cement concrete pavement

当旧水泥混凝土路面断板率较高、损坏面积较大时，可采用冲击压实、碎石化等技术对旧水泥混凝土路面板进行破碎稳固处理，再加铺沥青面层的方法进行改建。破碎稳固的目的是期望通过缩小路面板块几何尺寸来减小接缝处的应力（主要是温度应力）集中现象，从而达到防止或减缓沥青加铺层反射裂缝的目的。

目前，板的破碎规格及破碎机械的选用，尚处于不规范状态，同类工程难以比较，施工质量不易控制，所以，破碎及碾压机械的选择、优化，原板破碎的规格及要求，是本项目研究的重要内容。

1.碎石化技术

碎石化技术最早为美国亚拉巴马州交通局用来处理损害较重的混凝土路面。迄今为止该州已有3000余千米混凝土路面经由现场碎石化处理。目前美国有26个州的交通局制订了混凝土路面碎石化的规范。

所谓碎石化技术,就是将水泥混凝土路面破碎成颗粒粒径不大于40cm，且75%颗粒在深度方向的分布满足：表面最大尺寸不超过7.5厘米、中间不超过22.5cm、底部不超过37.5cm的紧密结合、内部嵌挤的混凝土块，用以限制新铺热拌沥青HMA罩面上出现的反射裂缝，并产生一种适用于HMA罩面的均匀基层，提高新建路面结构的可靠性和耐久性。

碎石化技术是水泥混凝土路面破碎工艺中较为常用、对消除加铺层反射裂缝也更有效的一种施工工艺。

1.1 碎石化技术的特点

(1)碎石化技术是目前解决反射裂缝问题的最有效的方法；

(2)破碎并压实的混凝土路面，其破碎混凝土块紧密结合、内部嵌挤，形成密度的材料层，可以为HMA罩面提供很强的结构强度；

(3)可以完全利用原路面结构层，环保，无污染；

(4)破碎材料具有较强的抗车辙能力和抗剪强度，但不能支持柔性应力；

(5)施工简便迅速：每小时破碎面积约为1600m²,约400m/h；

(6)综合造价较低。

1.2 碎石化技术的设备:

(1)多锤头碎石机MHB

MHB类破碎设备则是一种自行式多锤头设备，它通过重锤垂直下落的冲击作用，使水泥混凝土路面板产生破碎。它采用的是低频高幅，影响范围大。

(2)共振型碎石化

机械共振型碎石化机械是由凸轮转动产生的偏心力在机械与路面处产生高频低幅的振动，使其接近水泥板的固有频率而产生共振，其能量多被板吸收，破碎时影响范围小。

水泥混凝土路面的碎石化是一种原位利用原水泥混凝土路面的手段，在原水泥混凝土路面使用期末使用其他方法不能起到好的效果时，可以使用碎石化技术。

2 水泥混凝土路面震裂压稳和碎裂压稳技术

震裂压稳和碎裂压稳都是通过特殊的设备将水泥混凝土板块纵向破碎成较短长度，然后用较大的（50t）胶轮压路机碾压，使其牢固嵌挤在基层顶面上，然后再进行摊铺。震裂压稳和碎裂压稳的主要区别是震裂压稳破碎后的裂缝不明显，与破碎时的机械冲击作用不同有关。根据国外的研究成果，震裂压稳和碎裂压稳技术处理的旧水泥混凝土路面上的沥青混凝土加铺层也会产生反射裂缝，不过与不进行破碎的类似结构相比，其反射裂缝出现的时间和反射裂缝出现的数目有所改善。反射裂缝开始出现的时间要比不进行破碎时推迟2-3年，同时反射裂缝的数目相对减少20%左右。与碎石化工艺相比，震裂压稳和碎裂压稳技术对水泥混凝土路面的结构性破碎得不够彻底。

目前，国内引进的震裂压稳和碎裂压稳设备主要有板式冲击锤和兰派冲击压实机。

2.1板式冲击锤

板式冲击锤打裂设备，装备有宽度为2.5米宽的板式冲击锤，锤头重5吨，提升高度可从0到2.5米自由调节，具备足够的能量使混凝土路面产生深度的开裂；设备冲击破碎间距可根据需要在1米以内任意调节

2.2兰派冲击压实机

冲击压实机是利用多边形钢轮行走时反复升落，将巨大的冲击能量作用于地面，与普通振动压路机的自振式高频低幅不同，它具有低频、高振幅动力特性。

2.3打裂压稳与冲击压实的对比分析

2.3.1破碎方式和破碎效果

冲击压实技术将破裂与压实由同一台设备完成。破碎遍数一般不低于15次，破碎后裂纹分布不均匀且以纵向较多，处理后的路面均匀性较差，解决反射裂缝不彻底。

打裂压稳技术将破碎与压实由两台设备完成，设备工作时对路面板没有水平作用力且对基层破坏较小，处理后小板块紧密嵌挤，板体稳定，强度损失小。破裂后裂纹分布均匀且以横向较多，解决反射裂缝更加有效。

2.3.2施工便利性、对结构物及行车的影响

冲击压实设备可控制性差，由于其冲击属于低频高振幅，对地下、周围结构物及半幅通车影响较大，在同一路段反复冲击易引起结构破坏或地方干扰。打裂压稳技术可控性极高，在处理短小路段及结构物段部尤为灵活。由于其冲击属于低频低振幅，对地下、周围结构物及半幅通车影响较小，在同一路段一次破碎完成，不易引起结构物或地方破坏。

2.3.3施工速度

冲击压实技术施工遍数多，且受地形限制明显，实际有效进度较慢。打裂压稳技术一次破碎完成，且不受地形限制，时间有效进度较快，按以往经验，一天可完成8000-10000平方米。

打裂压稳技术一次破碎完成，几乎不影响地下水位，且可以根据强度要求任意调整破碎尺寸，能尽量利用原路强度。

2.3.4造价

不考虑设备调遣及项目规模因素，冲击压实单价一般为6-8元/m²,打裂压稳由于本身设备价格较高，单价一般为8-10元/m²,价格稍高。

2.3.5打裂压稳与冲击压实的特点

彻底消除“非正常破损”旧水泥混凝土路面的脱空及隐形位移等病害，为加铺层提供均匀、稳固的支撑体系；注重环保，充分利用旧板残留能力，解决了传统“换板”维修方法中大量就办的弃置难题；显著提高技术经济综合指标。