混凝土路面改造的破碎技术研究

摘要：在旧混凝土水泥路面改造项目中，使用专用的破碎机械设备打碎、压稳旧混凝土水泥路面后，将沥青混凝土层面直接铺设于上的施工技术即为混凝土路面改造破碎技术。这种施工方法不但能够将加铺层反射裂缝问题彻底解决，而且高效、实用、经济，在越来越多的旧混凝土路面改造工程中得到更为广泛的应用。本文通过对混凝土路面改造破碎技术的分析，进而以改造工程实例来加以论述。

关键词：混凝土路面改造；破碎技术；工程实例

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

以往对于加铺沥青混凝土层于旧混凝土水泥路面时产生的反射裂缝问题的技术处理方案主要有两种，一种是对旧混凝土水泥路面的原有缺陷进行技术处理，如修补缺陷、灌浆、旧路面清缝等。另一种则是通过设置反射裂缝吸收层的技术处理方法来解决。这两种处理方法都只能对混凝土水泥板在裂缝、接缝位置在湿度、温度、负荷变化下产生的位移起到延缓作用，而非有效减少，所以其所能真正起到的作用也是相当有限的。针对这种情况，破碎改造技术就能很好地解决反射裂缝问题，其应用与发展的前景相当广阔。

一、混凝土路面改造破碎技术分析

（一）多锤头破碎技术

配置成对锤头2对于多锤头破碎机械设备的后部，即可实现在机械设备全宽范围内的连续性破碎效果，可独立对锤头提升高度进行调节，单次破碎宽度达3.96米，料块粒径在破碎后呈自上而下增大的态势，上部的小颗粒经过压实后，表面平整利于摊铺，而下部的大颗粒间则形成嵌挤结构，相较于普通粒料基层，其强度大大提升。实施破碎操作时，应从高向低开展，防止沥青混合料摊铺后排水受到影响。在施工过程中不得对破碎混凝土路面进行修整，如在压实前发现有凹地的，要用密级配碎石料进行回填，完成破碎改造后的路段严禁开放交通。

（二）共振破碎技术

这种破碎技术就是利用高频、低幅共振冲击锤振裂混凝土，经破碎后的混凝土表面呈现沙粒状，颗粒最大的是最下层且碎粒互相啮合，其表面易压稳、压平。但如果遇路面积水较多、地势较低的、湿粘土地基且有5厘米以上车辙等情况，则不适宜采取这种破碎技术。这种技术在破碎压实时，应先用10吨振动压路机进行2至3遍的碾压，将破碎混凝土向路基空穴嵌入，同时将表面细碎粒向表面裂纹中压入，从而使破碎混凝土模量提高，表面一致平滑，再洒水于其表面，最后再进行1次振动碾压。

（三）门板式打裂机技术

利用这种破碎技术的机械设备配置2.5米宽度的板式冲击锤，其锤头重量为5吨，以保证能量足够能在混凝土路面上形成全深度开裂。在进行打裂操作时，应对落锤升高度进行控制，不宜过低或过高，过低不能实现打裂效果，过高则易使路面板破裂严重而导致位移过大且碎屑过多。这种破碎技术完成后也不得开放交通，要求每次对路面的冲击行间距范围在40至60厘米内，打裂速度则应在500m/h左右，完成打裂后利用20吨以上的轮胎压路机从侧向中间进行碾压，通常为3至5遍碾压，压实后将沥青混合料层摊铺于上。

（四）冲击压实技术

这种破碎技术所采用的机械设备为多边形钢轮冲击压实设备，其能够在将旧路面板击碎时，将其同时在基层上夯实稳固，也就是同时完成了破碎与稳固步骤，使原路面结构与新铺层实现良好的支承关系，防止反射裂缝的产生。在该设备作业过程中，机器行走时，借助地面与轮面的摩擦阻力，反复抬升与落下轮轴，从而使得钢轮对地面进行冲击夯压。其施工顺序为路肩行车道超车道，每完成1遍冲击压实后，按施工顺序重复冲击夯压过程，其中前5遍的作用是破碎混凝土板块，适宜施工速度为每小时7至9公里，而后5遍则起到破碎与沉降的双重作用，适宜施工速度为每小时9至12公里。在施工之前应以沉降量为依据对布点位置以及原路面高程进行检测，然后每进行5次冲击压实就要对沉降量进行一次检测，并以2次检测到的沉降量小于5毫米的差值作为收敛指标，进而对冲击压实遍数进行控制。当达到沉降要求后，应检查路面板破碎情况，如果不能满足要求，则应继续进行冲击压实作业，并每完成2遍就检测一次，直至要求得到满足为止。

如局部路段在施工过程中产生弹簧现象，则应停止作业并进行检查，挖除弹簧层，将石渣、碎石回填，并在找平后分层压实，再行补压作业，以防止产生沉降差异于非挖填路段间。完成沥青混合料摊铺后，严禁开放交通。

二、混凝土路面改造破碎技术实际应用研究

（一）工程概况

我国广西省境内的国道324线中的重要组成部分：南宁至百色公路于20世纪的90年代进行扩建，是广西与云南间的交通要道。由于其以膨胀土作为路基土且长期在超载车辆的作用下，其混凝土路面被严重破坏。相关公路养护部门多次对该公路进行维修与养护，包括破碎混凝土板更换、灌缝防水等措施，但未能将路况改观。该公路于2003年进行薄层沥青加铺改造，但仍未能达到最佳效果，路面存在严重的反射裂缝。而在2005年，在隆安县至坛洛镇路段，采取了多锤头破碎改造技术。

（二）施工参数与实施效果

此次多锤头破碎改造技术的加铺路面结构表，即表1。而经处理后的旧混凝土路面的回弹弯沉，即图1。从图1中，我们可以直观地看出，多锤头破碎设备完成现场碎石后，K80+400至K80+800与K79+000至K80+000路段的回弹弯沉降值能够满足相关的质量要求，即小于110。而K80+000至K81+000段在经过级配碎石基层加铺处理后，其回弹弯沉值同样能够满足小于110的控制质量要求。沥青层加铺后的弯沉检测结果，即图2，质量与相关规定要求相符。后经2年左右的观测表明，路面的使用性能较好，充分显示所采取的破碎技术是相当成功的。

表1 改造路面工程结构

图1 破碎旧混凝土路面后的回弹弯沉试验结果

图2 完成加铺后的旧混凝土回弹弯沉试验结果

结语：作为旧混凝土水泥路面改造中的一项新兴施工技术，我国的破碎改造技术无论是在研究或是应用上，仍然处于较为落后的阶段。因此我们应充分对国外经验进行借鉴与引入，将旧混凝土水泥路面破碎改造施工中的施工要点与特点进行深入研究，进而提出符合我国实际情况的破碎与施工质量控制要求。同时应在实体工程中加强应用。经一定的试验结果表明，采用破碎改造技术后，破碎的旧路面板能够直接用作路面基层，且不会有严重的反射裂缝现象产生，其环保效益与经济效益良好。由于我国混凝土路面数量众多，并逐年上升，因此破碎改造技术的发展与应用前景是相当广阔的。

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