浅谈旧水泥混凝土路面碎石化技术的应用

摘要：水泥混凝土路面碎石化是一种旧水泥混凝土路面破碎处治技术，介绍了碎石化技术的技术类型、常用的碎石化设备以及施工工艺。

关键词：碎石化 技术类型 应用

目前，我国有大量旧水泥混凝土路面已到了使用期末，这些水泥混凝土路面大部分建成于90年代早期，服务期十年左右，但在我国迅速发展的公路运输的使用需求下，年平均日交通量增加快速，有相当一部分路面结构的荷载作用次数已达到了设计年限，已出现或很快会出现大范围的破坏。水泥混凝土路面碎石化是一种旧水泥混凝土路面破碎处治技术，是对旧水泥混凝土路面大修或改造的重要手段。

1 碎石化技术的类型

水泥混凝土路面碎石化技术一般可分为打裂压稳、打碎压稳和集料化。

1.1打裂压稳

打裂压稳是指在旧水泥混凝土路面上施加高能量低频冲击外力，使旧水泥混凝土路面板开裂而丧失板体性；随后，用压实机械进行碾压,从而形成稳定均匀的结构层。高能量低频冲击外力的作用使旧水泥混凝土路面板裂缝不规则且较细微，因此,开裂的旧水泥混凝土路面层仍有较高的整体刚性，但均匀性稍差，如直接加铺薄层沥青混凝土，仍有出现反射裂缝的可能。打裂压稳工艺的代表性机械有冲击式压路机、铡刀式冲击破碎机两种。

1.2打碎压稳

打碎压稳是指采用落锤而低频振动等方式使旧水泥混凝土路面碎裂；进而，用专用压实机械碾压形成下粗上细的碎石结构层。打碎压稳工艺形成的结构层均匀性优于打裂压稳工艺形成的结构层的均匀性，但整体刚度明显低于后者。打碎压稳工艺的代表性机械有多锤头冲击破碎机、共振式破碎机等。

1.3集料化

集料化是一种最彻底的重建手段,是将旧水泥混凝土路面再生为集料;然后,再用于修筑基层、底基层或垫层。集料化再生利用技术的主要工艺分为3个过程。

(1)路面破碎和清运

先将旧水泥混凝土路面破碎、挖掘、装运至集料处理场。

(2)集料加工。

①清筛粘附在水泥混凝土碎块上的基层材料和泥土。

②一级破碎:一般采用颚式破碎机(反击式破碎机扬尘大)将水泥混凝土块破碎为粒径为152 mm以下的碎块,并利用电磁铁剔除原路面板内的钢筋。

③二级破碎:将粒径大于76 mm的碎块循环破碎,并吸走残余钢筋。

④分筛:在一级破碎和二级破碎过程中,根据集料粒径的要求安装双筛网筛分机,对小于76 mm粒径的再生集料进行过筛分级。

(3)再生集料的利用。

再生集料主要用于修筑基层(贫混凝土、水泥处治粒料基层的骨料)、底基层(级配碎石、水泥处治砂砾)和垫层(砂砾)等。

2 常用破碎设备简介

目前，国内外常用的水泥混凝土路面破碎的机械很多，各有特点，不同设备在进行水泥混凝土路面破碎施工过程中有着不同的工艺特点和施工效果。

2.1冲击压实机械

修复方案中打碎并稳固旧水泥混凝土面板的直接目的是消除原有水泥混凝土面板由于脱空所产生的额外竖向变形或差异沉降，使面板与基层紧密结合，冲击式压实机可在一定条件下较好地达到这个目的，尤其在旧混凝土路面面板下基层或土基含水量较适宜的情况下综合效果更好。

2.2小型柴油破碎机

国内低等级公路上普遍使用的是一种以柴油机为动力、钢索拉动的单重锤破碎设备，它以竖立钢架为支承，这种设备的主要特点是破碎效率低，提供的能量小，破碎后颗粒尺寸太大，不适宜作为基层使用，只能移除。

2.3共振破碎机械

共振破碎机械的施工效率比较高，它所施加的振动是高频低幅的，所以产生的破碎颗粒粒径较小，这种破碎机械产生的冲击能量传播范围较小，对附件构造物的影响较小。但其破碎宽度也较小，需往返多次，这样破碎后板块要受到机械胶轮作用，产生不利影响。

2.4 MHB类设备

MHB（Multiple-Head Breaker）是一种多锤头破碎设备。它利用设备所带多个重锤的重力下落对水泥混凝土路面板进行锤击。MHB机不具有冲击压路机的碾压功能,与之配套的压实机具为Z形(Z-grid)压路机。Z形压路机为钢轮上加了斜向Z字波纹凸出条的钢轮压路机,它在碾压粒径不太均匀的水泥混凝土碎块时，Z形波纹凸出条可保证水泥混凝土颗粒不至于向外挤出，从而确保碾压效果和表面的平整。

2.5 Break and Seat设备和Crack and Seat设备

Break and Seat（打裂压稳）和Crack and Seat（打碎压稳）设备也是国外常用的水泥混凝土板块破碎设备，也都是通过重力势能工作，一般是门架式设备，通过钢梁的下落达到破碎的目的，其破碎后颗粒粒径相对于MHB而言更大，其中Break and Seat设备的破碎效果类似于冲击压实后的板块破碎效果。

3 破碎设备的应用

以上设备分类取决于破碎后板块层状态和粒径大小。移除用设备破碎后，颗粒尺寸单一，裂缝以竖向贯穿裂缝为主。而主要用于破碎稳固原位利用的设备，其破碎后颗粒粒径较小，具有一定的粒径分布范围，且裂缝形式多样，某些设备破碎后能形成较好的嵌挤效果。两用设备的粒径和板块层状态处于以上两种之间。

根据不同的病害程度、交通量状况与设计使用寿命选用不同的破碎方式。破碎压稳（打裂压稳和打碎压稳）技术的强度损失小于碎石化，但消除强度不均匀的效果也稍差，适用于原路面病害较轻时。在我国，冲击压实设备用于水泥混凝土路面破碎已有一定的工程经验，其破碎效果类似于打裂压稳设备，破碎后粒径较大，不是一种真正意义上的碎石化设备。

4 碎石化技术的施工工艺

目前国内应用最多的是MHB类设备，本文主要介绍了MHB类设备的施工工艺。工艺流程为：施工准备清除路面杂物MHB类设备安装就位旧路面破碎施工重型压路机碾压密实检测压实度及碎石化程度表层灌浆封浆处理碎石化施工验收进入下一道工序。

5 小结

碎石化后的旧水泥混凝土路面有一定的强度且分布均匀，破碎后的粒径合理，不会产生应力集中影响加铺层。因此，旧水泥混凝土路面碎石化后，可以直接作为新路面结构的基层或底基层，如果旧水泥混凝土路面碎石化后具有较高的强度，能够满足道路承载需求，可作为路面基层直接加铺路面面层，新加铺面层是沥青混凝土路面，也可以是水泥混凝土路面。

参考文献

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[2]柳正华，谈至明，旧水泥混凝土路面的碎石化技术综述[J]，公路，2005（12）

[3]冯秋红，许凌云，郭艺飞，浅谈水泥混凝土路面碎石化技术的应用[J]，浙江建筑，2010（9）