水泥混凝土路面碎石化施工工艺浅谈

摘要： 随着社会经济发展，人们生活条件不断改善，对衣食住行要求不断提高，尤其对出行的舒适性要求越来越高，由于九十年代修建的水泥混凝土路面进入使用末期，在这几年大部分需要改造成沥青混凝土，在改造过程对水泥混凝土路面利用与沥青混凝土面层抗裂成沥青混凝土面层施工和设计需要解决课题。

关键字：碎石化 施工特点

中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：一、水泥混凝土路层利用旧水泥混凝土路面破碎处理技术是对旧水泥混凝土路面大修或改造的重要手段。旧水泥混凝土路面破碎处治技术是将水泥混凝土路面通过专用设备一次性破碎为碎块柔性结构，因破碎后其颗粒粒径小，力学模式更趋向于级配碎石，这种结构不仅具有一定承载力，而且具有有效防止或限制反射裂缝发生、发展的作用。在具体水泥混凝土破碎施工中一般采用打裂压稳，打碎压稳和碎石化。碎石化是破碎后颗粒粒径最小的一种破碎方式，跟级配碎石比较接近更有限制裂缝发展可能性，因此在水泥混凝土路面改造过程一般愿意采用破碎方式，在近年得到很大的发展和运用。在08年省道244改造过程中，采用打裂压稳破碎水泥混凝土路面方式改造水泥混凝土路面，经过近五年行车发现沥青路面面层裂缝比较多，并且沥青面层要经常维修来维持道路行车舒适性。这样带来沥青面层维修费用增加，不利于经济效益提高。随着国内外对水泥混凝土路面改造技术研究和应用，特别碎石化设备经济性和成套性提高，大型成套设备运用，碎石化改造水泥混凝土路面成为可能。我市明刁路（省道242线）在03年完成水泥混凝土路面建成，由于该道路运输石料车辆比较多，特别是在刚建成时大量超载车辆使水泥混凝土路面不堪承受，出现大量破块，严重影响车辆行驶和增加养护部的成本。因此为了做好水泥混凝土路面改造工程，对明刁路（省道242线）K0+000-K1+000段左幅1KM作为改造工程施工前试验段进行施工，采用两种破碎方式进行破碎，即采用MHB（Multiple—HeadBreaker）类设备和共振式设备进行破碎，共振式碎石化设备破碎程度较高，破碎后颗粒粒径更小，同时对周围结构物影响较大，板块强度损失程度也较大，需要加铺的路面结构要求更高，因而不够经济。 施工过程中，对通过两种方式破碎后，进行承载能力测设，发现共振式碎石化设备对原来下层结构承载能力有破坏作用，使下层承载原来受力结构破坏，并且在短期不能恢复其重塑结构，从而影响整体承载能力，增加加铺基层厚度和沥青面层厚度，不够经济。 二、水泥混凝土碎石化后的强度形成机理水泥混凝土路面碎石化后分为表面细粒散层，碎石化层上部积碎石化层下部三个层次，碎石化层表层约2~5cm，碎石化层上部厚度约10cm，碎石化下部厚度约10cm。因此在碎石化过程中控制MHB类设备速度，达到上述控制要求，否则影响强度形成。 1）碎石化层表层在压实过程中，颗粒被压密，形成嵌挤薄层，通过洒布透层油，具有较高的黏结力，并且具有一定的强度和稳定性。 2）碎石化层上部强度来源，碎石化层上部强度主要有：一是来源于内摩阻角，粒径越大，则内摩擦角越大；二是来源于预压应力，因旧水泥混凝土面板破碎时，混凝土产生侧向体积膨胀，混凝土颗粒径越小，膨胀趋势越大，产生的预压应力越大，承载能力也越大。 3）碎石化层下部强度来源，碎石化层下部是裂而不碎，契合良好，联锁咬合的块体结构，具有良好的拱效应，能将竖向压力变为水平推力，借以扩散荷载。另外该结构静定且自稳，具有很好的咬合嵌挤作用。由于碎石化下层是整体的水泥混凝土板破碎成裂而不碎的一层，并没有竖向贯穿裂纹，因此，该层中邻近的混凝土块在形状上有较好的齿合度，伴随着收敛位移的发生，呈交错咬合状排列，该层处于联锁咬合状态，形成所谓的“联锁咬合块体”结构，具体表现为各种形式的咬合梁、拱结构。在外力作用下邻近的混凝土块间产生的咬合嵌挤作用，比普通嵌锁作用更大，提供的强度更高，具有更好的结构稳定特性。 三、碎石化技术的主要特点MHB碎石化再生技术的主要优势是通过破碎将旧水泥混凝土路面结构强度降低到一定程度，防止反射裂缝的发生，同时能够实现两者较好的平衡，旧路面进行MHB碎石化后应具有以下特点： 1）碎石化能使原水泥混凝土板块在平面上强度分布均匀。 2）碎石化后仍能保留原水泥混凝土路面的一定强度。 3）碎石化可以消除原水泥混凝土路面病害，特别对原水泥混凝土路面结泥造成空隙病害。 4）碎石化后的粒径合理，不会产生应力集中现象。 四、水泥混凝土路面碎石化施工工艺和质量控制方法 1、MHB设备的一般施工工艺使用MHB设备进行路面碎石化处理并加铺沥青路面结的一般工艺流程为移除现有的罩面层设置排水设施特殊路段处理构造物标记设置测量控制点交通管制破碎水泥混凝土路面修复软弱基层或路基废弃材料清除破碎后水泥混凝土路面碾压与非破碎段缝处治透层或封层施工摊铺热拌沥青混合料。 在水泥混凝土路面碎石化前应对道路结构物的标记和保护，施工前，针对调查和结构物资料在现场做出明确标记，以确保这些构造物不会因拖工造成损坏。 1）埋深在1m以上构造物不易因路面碎石化受到破坏，这种路段的正常破碎深埋在0.5~1m的构造物可能因路面碎石化而受到一定影响，这种路段可以降低锤头高度进行轻度打裂增加锤击次数、缩小锤击间距，埋深不足0.5m迹的结构物及桥梁等，应禁压破碎，避让范围为结构物端线外侧3m以内的所有压域。 2）距路肩10m处的建筑物不易因路面碎石化受到破坏，这种路段可以正常破碎，对于路肩处5~10m范围存在建筑物的路段，施工时应降低锤头高度对路面进行轻度打裂增加锤击次数，缩小锤击间距，对于路肩处5m以内存在建筑物的路段，应禁止破碎。 3）对于不同埋深的构筑物，地下管线，房屋等，应采用不同标志的红色油漆标注清楚，用以区别破碎，保证安全。 4）上跨构造物和净空，施工前测量上跨构造物的净空，应尽量同时确保罩面后净空和罩面厚度。 2、施工质量控制一般在碎石化施工前必须做试验段。在试验段施工过程根据水泥混凝土路面使用现状决定破碎是落锤迹间距，然后选择具有代表性路段作为试验段，其长度最小100m，采用不同落锤高度和锤迹间距。试验段施工结束后，对不同锤迹间距的区段粒进行检测，选择破碎程度符合设计要求对应的控制指标。最后检测回弹弯沉，验证其是否满足变异性要求。直到符合设计回弹，模量指标，否则要增加试验段长度并增加落锤高度或减小锤迹间距的方式调节，以使其破碎程度增加，变异性减小，满足设计要求。 根据试验段结果作为施工过程控制参数，在单幅路面长度超过1km时，或当破碎粒径发生突变处应挖试坑抽检，验证粒径是否满足要求。如果不满足要作加幅调整，必要时检测回弹模量指标，有条件时应该每500m检测回弹模量。施工时专人负责查检破碎粒径，发现差异较大时立即查明原因或检测回弹模量，确保碎石化施工质量。

总结：旧混凝土路面碎石化施工符合中央提出的“可持续发展、保护环境、建立节约型社会”等战略性方针，对该段水泥砼路面采用碎石化的方案，在破碎后结构层上进行加铺可有效消除差异沉降、防止反射裂缝的发生。省道242线自改造完成，通过近五年行车发现，路面裂缝很少，行车舒适性增加，为以后类似工程的施工提供了宝贵的经验。