多錘頭碎石化技術在“白改黑”路面改造工程中的應用

欒川縣農村公路管理所 常兵兵 李 強

多錘頭碎石化技術在“白改黑”路面改造工程中的應用

欒川縣農村公路管理所 常兵兵 李 強

舊混凝土路面的處治是混凝土路面改建設計施工必須解決的重要課題，對改建工程的成功與否具有決定性的作用。介紹舊混凝土路面多錘頭破碎處治原理、施工工藝、質量控制指標和應用條件及在S328廟祖線公路混凝土路面破碎處治的應用效果，其成果對舊混凝土路面加鋪改造設計施工具有重要的參考應用價值。

舊混凝土路面 碎石化 多錘頭破碎 改建

隨著近幾年來我國大規模交通基礎設施建設，特別是水泥路面公路以其施工工藝簡單、技術便于被廣大群眾掌握、后期養護費用低的優點被得到廣泛應用，單從河南洛陽市整個地區來說，國省干線公路、農村公路和其它專用公路水泥路面所占比例已達80%以上。但隨著經濟社會發展、交通量迅猛增加，尤其是超載超限車輛增多，水泥路面出現斷板、破碎、錯臺、啃泥等現象十分嚴重，雖然采取更換面板、灌縫等養護措施，但破損速度很快，維修養護跟不上，以至形成“修了重壞，壞了重修”的惡性循環。在眾多的水泥砼路面修補技術中，“白改黑”已逐步顯示出其優勢，利用多錘頭碎石化技術來處理舊水泥砼路面，有效消除了反射裂縫、板底脫空等問題并改善板下路基質量，筆者結合曾參與應用了多錘頭碎石化技術舊水泥路面大修工程，簡要介紹這一技術特點及處理治原理、施工工藝、質量控制和注意事項等，以供其它工程技術人員在實際施工中參考應用。

一、工程概況

省道S328廟祖線為二級公路，全長65.085公里，路基寬12米，路面寬9米，其中水泥路面（廟子至方村段）長8.336公里，于2000年建成通車。由于該縣屬于工礦大縣，廠礦企業眾多，連年來大型貨運車輛日益增加，導致路面損壞嚴重，2007年雖然進行了局部破損面板的修復和更換，部分破壞嚴重的路面進行了局部大修，但仍然沒有從根本上解決問題，路面破碎板、沉陷等病害十分嚴重，影響車輛通行和行車的舒適性。

為徹底改善該路段的行車條件，提高路面服務水平，2010年3月欒川縣交通局決定對該路段路面進行改建加鋪瀝青面層。通過對舊水泥路面處治施工藝的了解，破碎方法有藍派技術破碎、沖擊鉆破碎、多錘頭破碎、門板式打裂設備破碎、人工破碎等，根據對以上舊混凝土路面各種破碎處治技術的對比分析和廟祖線的地形條件與破碎工程量，最終確定了采用多錘頭破碎，破碎技術對舊混凝土路面進行碎石化破碎處治。

二、多錘頭破碎機械設備介紹

混凝土路面碎石化設備主要為MHB類設備，MHB類碎石化類技術的的主要設備是多錘頭破碎機和Z型壓路機。這種機械攜帶有8對重量為450～550kg的重錘，分兩排裝配在機械的尾部，每對錘單獨配以一套液壓提升系統為動力，在破碎時按一定規律自由下落，利用下落重錘的沖擊能量將砼路面破碎，落錘的高度可以根據需要進行調整，落錘高度一般控制在0.8～1.3m。

廟祖線舊混凝土路面破碎采用的是MHB-16型多錘頭破碎機，該設備單幅破碎寬度3.50m，有16個重錘，分為2排，分布在設備的尾部，每排重錘的間距都相等，中間錘12個，錘重600kg;邊錘4個，錘重850kg。根據這種錘頭分布，雖然中間錘的重量比邊錘輕，但中間區域存在沖擊能量交叉和共振作用，可以使對路面的沖擊力分布較均勻，破碎粒徑較小。為使舊水泥路面成為由破碎塊緊密結合的穩定的柔性結構，在破碎后，用Z型振動壓路機進一步將破碎塊壓碎并壓實穩定，然后灑上透層油和一定的石屑，再用光輪壓路機壓實。

三、多錘頭碎石化施工工藝

根據廟祖線的碎石化施工經驗，總結混凝土路面多錘頭碎石化施工工藝的主要程序如下：

1. 多錘頭破碎前的準備。破碎前主要工作是進行砼面板邊緣滲溝的開挖的回填；清除舊砼面板上的瀝青碎石面層和接縫材料；現場對結構物進行調查并做出標記，以免破碎對這些構造物造成損壞。

2. 按破碎分幅寬度進行分幅破碎。先破碎靠路中線的半幅路面，要求破碎寬度要超過路中線10cm以上，使路面中間部分的破碎程度要符合設計要求；破碎另半幅路面時，要求與已經破碎的半幅路面控接寬度在15cm以上，同時超過路面邊緣5cm以上。

3. 凹陷的處理。一般情況下用多錘頭破碎的水泥混凝土路面在破碎后不需要人工或機械整平，以免破壞水泥砼碎石化的效果，但若壓實前發現碎石化后的路面凹陷超過5cm時，應用密級配碎石材料回填并壓實，或采用面層材料對凹陷部分進行填補。

4. 壓路機進一步破碎并穩定破碎后的混凝土碎塊。先采用Z壓路機（25t）將破碎后路面振動壓實2遍，然后再鋼輪壓路機振動壓實1遍。

5. 灑布乳化瀝青透層油。待壓路機將破碎后的混凝土壓實整平后，在破碎的混凝土碎塊上灑布乳化瀝青，要求瀝青滲透深度3～5cm。

6. 撒布石屑，碾壓。撒布一層3～5cm厚的石屑，光輪壓路機碾壓穩定2遍。

7. 開放交通。乳化瀝青破乳后即可開放交通。

四、碎石化質量控制標準

1. 碎石化要把75%的水泥砼破碎成表面最大粒徑不超7.5cm的碎石層，中間層最大粒徑不超過22.5cm，底部不超過37.5cm的粒徑。

2. 透層油滲透厚度大于3cm。

3. 表面碾壓密實。

4. 破碎效果檢驗

（1）砼面板破碎塊粒徑的檢測。破碎后，表面基本已破碎成松散碎石層，所以可以用卡尺對表面層碎石進行檢測。通過刨坑取樣，用卡尺檢測不同層次的破碎塊的尺寸。

（2）破碎板裂紋特征的檢測。破碎后產生的裂紋不規則，主要呈斜向下的走勢，但在底層有些裂紋是垂直向下的。表層的碎石主要呈偏平狀。中間層及底層的裂紋極為細小，需細心觀察才發現。

（3）路面沉降情況檢測。選取具有代表性的路段進行碎石化后路面的沉降情況分析。

五、多錘頭破碎技術應用中應注意的問題

1. 多錘頭破碎技術應用條件。

“碎石化”技術是通過機械的沖擊能量將舊水泥砼路面破碎，破壞了原舊水泥砼面板的整體性，因此其應用是必須根據舊混凝土路面的破損情況和路基條件確定是否采用碎石化破碎。如果舊水泥砼路面路況比較好，利用“碎石化”處理把完整的混凝土路面破碎就很浪費；如果路基質量太差，承載能力很低，利用碎石化技術對砼路處理，路基不進行處理，碎石化達不到其效果。因此，“碎石化”技術的運用有一定的適用條件。

2. 碎石化技術應用過程中的特殊情況與處理。

（1）用多錘頭破碎機破碎時，進行實地檢測，如果砼面板鉆芯后發現裂紋沒有貫穿整塊砼面板，在這種情況下，可以先用門板式破碎機將砼面板貫穿打裂，再用多錘頭破碎機破碎砼面板，只有這樣才能達到較好的破碎效果，使各層的破碎達到設計要求。

（2）如果基層或土基的承載力太低，破碎后表面顆粒尺寸很難滿足小于7.5cm的設計要求。在這種情況下，必須進行軟土處理。

六、多錘頭破碎的技術經濟性

在舊混凝土路面的加鋪改造工程中，對舊混凝土路面處治方案主要有：①局部修補；②全部破碎后作墊層；③全部挖除舊混凝土路面。這些處治方法與混凝土路面的破損狀況、破碎處冶條件、路基條件等密切相關。與其它的破碎處治方案（藍派破碎、沖擊鉆破碎、門板式機械破碎）相比，多錘頭碎石化破碎技術具有以下優點：

1. 碎石化后的砼塊尺寸減少，消除了板的撓動及溫度應變產生的反射裂縫。

2. 碎石化后，原砼表面雖然碎石化，但中下層仍然由嵌擠很密實砼塊組成，具有一定的整體性，但消除了板底脫空，從而大大減少了由于板底脫空處治不到位引起的反射裂紋。

3. 碎石化后的表面碎塊層透油后，形成一層良好的應力吸收層，可以有效預防反射裂紋向上發展。

七、結論

1. 利用多錘頭沖擊破碎機對舊水泥砼路面進行破碎，使之形成上細下粗的粒料結構。即表面破碎成粒經不大于7.5cm的碎石層，中層粒徑不大于22.5m，下層粒徑不大于38m的嵌密粒料的結構。與藍派破碎技術相比，多錘頭破碎具有破碎徹底，使砼塊尺寸減少，可以消除舊混凝土板破碎不徹底和破碎板塊較大引起的反射裂縫。

2. 多錘頭破碎技術是對舊混凝土路面進行就地破碎利用，其施工藝比較簡單，破碎速度較快，施工中對交通的干擾較小，將碎石化后的混凝土板直接當作基層或底基層，節約了資源，保護了環境，是一種較經濟、環保的舊混凝土路面處治技術。

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