舊水泥混凝土路面沖擊壓實改造技術(shù)應(yīng)用

摘 要:舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土層是恢復(fù)路面使用性能的有效措施，沖擊壓實技術(shù)不但可以消除舊水泥混凝土路面的板體性，而且避免舊路面結(jié)構(gòu)破損所引起的剛度不均勻性對新罩面結(jié)構(gòu)的影響。

關(guān)鍵詞:舊水泥混凝土沖擊壓實改造

中圖分類號:U418文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(b)-0073-01

G204萊陽至青島界段(K101+865～K107+770)路基寬27.5m，路面寬26.0m，于1989年建成通車，該路段于1999年進行了路面大修，其中K101+865～K106+857段(長4.992km)采用水泥混凝土路面，在老路面上直接加鋪24cm水泥混凝土面層。經(jīng)過10多年運營，隨著區(qū)域經(jīng)濟的快速發(fā)展，水泥路面存在大量的板塊斷裂、沉陷等病害，瀝青路面存在縱橫向裂縫、唧漿等病害。

1 水泥混凝土路面板破碎機械

水泥混凝土路面的沖擊打裂按照破壞特性主要分為三種:碎石化、碎裂壓穩(wěn)及震裂壓穩(wěn)。對于此次工程中的水泥混凝土面板來說，主要是將面板破裂壓穩(wěn)，對于原有路面基層的壓實只要起很小的作用。在該工程中，為了將面板充分破碎，我們選用了25kJ三邊形雙輪沖擊壓路機。

2 沖擊壓實技術(shù)的機理及施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

2.1 沖擊壓實作用機理

由于水泥混凝土路面是剛性材料，在沖擊壓實機鋼輪的巨大沖擊能量的作用下，脫空及基層不穩(wěn)的地方由于支撐較弱而首先發(fā)生斷裂并向下發(fā)生位移，并與基層緊靠在一起，起到穩(wěn)固舊板的作用，使原來的基層和穩(wěn)固后的破碎板塊成為更加堅固的支撐體。沖擊壓實以后水泥板塊破碎成多個小的水泥巖塊。沖擊壓實技術(shù)處理舊水泥混凝土路面的最突出優(yōu)勢就是將破裂、穩(wěn)固舊板兩道工序合二為一。

2.2 沖擊壓實處理效果及適用范圍

結(jié)合本工程的實際特點，我們采用破裂穩(wěn)固處理方式，適用條件:原有的水泥混凝土路面板底面脫空及板塊活動較明顯，出現(xiàn)明顯或普通的縱向、橫向或者斜向裂縫以及錯臺、唧泥、板角斷裂等病害;路基較為穩(wěn)定，只有一部分板塊碎裂嚴(yán)重，并出現(xiàn)沉陷;20%的路面板已經(jīng)被修補或亟需修補。

處理方式:沖擊壓實的能量選擇中等偏上，行駛速度一般為10km/h左右，板塊出現(xiàn)的裂縫要貫穿舊板，破裂板要處于相互嵌鎖狀態(tài)。為避免過度破壞，打裂時不應(yīng)使路面板產(chǎn)生過大位移，并不應(yīng)使混凝土板由于打裂產(chǎn)生大量的碎屑。

需要注意的問題是:對于嚴(yán)重破碎的板塊，應(yīng)該預(yù)先將其挖除，采用水泥穩(wěn)定碎石回填至原路標(biāo)高并充分壓實。

2.3 沖擊壓實質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

(1)對打裂壓穩(wěn)效果的檢驗

總體原則是希望面板打裂后所形成的不規(guī)則面積控制在0.6m2以內(nèi)，簡易的檢查方法可以通過以下兩種方法來測定:

①現(xiàn)場取芯:用取芯機現(xiàn)場取芯測定其斷裂情況，頻率為每1000m2取1個。

②打開檢驗:選取有代表性的幾塊板，用挖掘機開挖并測量使其75%以上的路面板出現(xiàn)不規(guī)則開裂，相鄰裂縫形成的塊狀面積最大不得超過0.6m2。

(2)對沉降量的控制

①對打裂前后的路面進行定位定點的水準(zhǔn)測量，測量的位置要用明顯耐久的材料做好標(biāo)記，并計算總體沉降量。

②測量每一次打裂壓穩(wěn)后沉降量的變化量。當(dāng)最終相對沉降量是第一個間隔沉降量的10%以下或者最后2遍平均沉降量不超過5mm時，可以認(rèn)定沉降基本穩(wěn)定。為加快施工進度，可以先做實驗段，確定出沖擊次數(shù)后可以減少測量的遍數(shù)。但到了最后要及時測量，確定出相對沉降量。

3 施工要點

3.1 舊路面狀況調(diào)查

打裂時的振動沖擊波會傳播到一定的范圍，在做路況調(diào)查時應(yīng)對道路及周圍構(gòu)造物如橋梁、涵洞、房屋、地下管線等的位置和狀態(tài)進行詳細的調(diào)查摸底，并對這些構(gòu)造物的位置走向、埋深等做好記錄，避免在破碎時對其造成危害。還應(yīng)該對加鋪路面后路面的降水與排水情況進行分析。

3.2 破碎施工

在正式施工之前，應(yīng)選取試驗路段進行試沖擊破碎，以確定滿足破碎尺寸要求的速度，為確保路面被破碎成理想的尺寸，應(yīng)該同時在試驗區(qū)內(nèi)開挖2個或2個以上的基坑來檢驗破碎的效果。

(1)沖擊壓實的順序。破碎時應(yīng)從混凝土路面的高處向低處進行，即路肩→行車道→超車道，以避免影響排水。

(2)沖壓速度的選擇。前5～6遍的沖壓主要是對水泥混凝土板塊的破碎，選擇7～9km/h的速度即可產(chǎn)生最佳得破碎效果。之后考慮沉降與破碎雙重效果選擇9～11km/h速度為最佳。

(3)特殊路段處理。在沖壓過程中發(fā)現(xiàn)出現(xiàn) 路基“彈簧” 現(xiàn)象，應(yīng)立即停止沖擊。把軟弱層全部挖除，然后回填水泥穩(wěn)定碎石基層找平并分層壓實，避免與非挖填段之間產(chǎn)生不同的沉降量。

(4)構(gòu)造物注意的問題。正常使用的構(gòu)造物頂部以上填土高度大于2.5m的，可以直接進行沖擊壓實;對于填土高度小于2.5m構(gòu)造物應(yīng)根據(jù)構(gòu)造物的狀況相應(yīng)降低沖擊壓路機的行駛速度，增加行駛遍數(shù)或挖除新建;對于填土高度小于1.2m的構(gòu)造物禁止沖擊壓實。

3.3 破碎后壓實

壓實的目的是把表面較長、較寬的顆粒進一破碎，緊固下層塊料以達到增加結(jié)構(gòu)強度并提供一個用于瀝青混凝土罩面的平滑表面。具體壓實的遍數(shù)與最佳含水量應(yīng)該在試驗路段確定。

3.4 瀝青封層

在攤鋪瀝青混凝土面層之前，應(yīng)在破碎并壓實后的水泥混凝土碎塊基層上用灑布1cm厚瀝青同步碎石封層，瀝青用量宜為1.2kg/m2，采用的集料規(guī)格為S12，用量宜為5～8m3/1000m2，且做到完全密水。

4 工程應(yīng)用情況

4.1 應(yīng)用情況與分析

通過對路面通車運行半年后的觀察，加鋪層無裂縫。對路面彎沉值測量，發(fā)現(xiàn)道路具有較高的強度，反算其整體模量也較高，以國道204K102+400～800段為例，瀝青面層代表彎沉值為0.215mm，碎石化表面反算模量為360MPa。表明破碎效果良好，破碎穩(wěn)固后的路面保持了相當(dāng)?shù)恼w性和連續(xù)性。

4.2 沖擊壓實技術(shù)特點

通過對試驗路段的實際應(yīng)用，碎石化穩(wěn)固技術(shù)的特點可以歸結(jié)為:

(1)碎石化穩(wěn)固技術(shù)在防止反射裂縫的效果方面優(yōu)于直接加鋪半剛性基層，同時在又在一定程度上改善了路面性能指標(biāo);

(2)從費用上看，沖擊壓實技術(shù)比加鋪半剛性基層的方法能夠節(jié)省投資9～14元/m2;

(3)與加鋪半剛性基層相比，顯著縮短改建的工期，不需要全封閉交通，可以從避免大面積開挖原路面， 從而避免造成大量廢棄物污染環(huán)境，具有明顯的經(jīng)濟和社會效益。

參考文獻

[1]肖文杰.舊水泥混凝土路面碎石穩(wěn)固改造技術(shù)應(yīng)用，北方交通，2010(08):13～15.

[2]JTG H10-2009，公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范[S].