水泥混凝土路面碎石化施工技術探討

李彥彪

（河南海威路橋工程咨詢有限公司，河南 鄭州 450000）

1 幾種防治反射裂縫的方法

1.1 用修復和下封法穩定水泥混凝土板，將有缺陷的板予以修復或換板，然后設置水泥穩定層或二灰穩定層作緩沖層，最后加鋪瀝青層。

1.2 破碎混凝土板，即將舊水泥混凝土破碎，并使其與下面的基層緊密接觸，再加鋪瀝青層。

1.3 破碎混凝土板，并將其移除，然后重新做路面。

2 對三種方案進行比較

2.1 方案一在加鋪瀝青前應根據路況調查和試驗結果對舊水泥路面板進行修補，而修補后的檢測將是一項極為棘手的工作，很難把隱蔽在水泥混凝土板下的問題全面徹底的檢測出來，這將給后續工程留下隱患。即使能夠把問題全部檢測出來，對這些問題要采用不同的方法解決，這會增加施工的難度，造成工期的延長。水泥穩定層或二灰穩定層本身就因為溫度和濕度變化容易開裂，加之其下部水泥混凝土面板的接縫和裂縫，在荷載和溫度的反復作用下，更會導致反射裂縫，使路面早期破壞。這種方法不能徹底的解決反射裂縫帶來的早期路面破壞的問題。

2.2 方案三能克服前方案一中由于存在剛性基層而導致反射裂縫的問題。但是方案三的工程量要大的多，同時其移除的混凝土廢塊如處理不當將造成資源的浪費和環境的污染。

2.3 方案二對水泥混凝土進行破碎，使混凝土路面降低剛度，使其具有一定柔性，這樣就能和瀝青路面同步變形，減少應力集中的現象。這樣反射裂縫難于形成。方案二便于施工檢測、驗收且可操作性強，破碎的混凝土塊用作基層避免了資源浪費和污染問題。

3 碎石化技術

所謂碎石化技術，就是把75%的混凝土路面破碎成表面最大尺寸不超過7.5厘米，中間不超過22.5厘米，底部不超過37.5厘米的粒徑。用以限制新鋪的熱拌瀝青(HMA)罩面上出現反射裂縫，并產生一個用于HMA罩面的均勻基層。它通過專用的機械設備對水泥混凝土板塊進行擊碎處理，并通過碾壓等工序使水泥混凝土板塊成為新的由較小水泥混凝土顆粒組成的相對松散的，強度相對均勻的結構層，并可以利用其作為基層，從而消除了在不破碎的舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青層可能的反射裂縫，提高了加鋪后新路面結構的可靠性和耐久性。

碎石化有2種設備可供使用一種是通過重錘下落進行破碎，一種是通過振動來破碎。目前我國多用重錘下落式的破碎機MHB (MultipleHead-Breaker)型破碎機來進行碎石化是通過重錘下落進行破碎的，其后部有共16個重錘；具有橡膠輪胎，以柴油機作為動力源，該機械所攜帶的重錘的重量為454-544.8kg，分2排(每排6個重錘)成對裝配在整臺機械的尾部 (后排重錘對角地裝配在前排重錘間隙中心)，兩翼還有兩對翼錘，每對重錘單獨地以一套液壓提升系統為動力，在破碎時按一定規律下落。重錘底部裝有寬約2cm長20cm的刃口。重錘的下落高度可調，最大高度可到h=1.5m。這種機械的典型工作效率是每臺班約2km(1個車道)配套的還有Z型(Z-grid)壓路機。碎石化技術采用Z型震動壓路機和震動鋼輪壓路機，用于破碎混凝土后的補充破碎并壓實其表面，同時為HMA罩面提供平坦破碎后混凝土路面表面。MHB型破碎機械破碎后的顆粒尺寸是可控制的，根據國外的研究，規定其顆粒范圍在7.5-30cm之間能取得良好的使用效果控制破碎后顆粒尺寸可通過控制重錘下落高度來實現。在某國道改建工程中，舊的水泥混凝土路面采用了碎石化技術。其K10+500-K10+600試驗段分別采用了1.2m、1.1m、1.0m、0.9m的落錘高度進行了碎石化。其試驗段基本路況為：

路面寬度18m，面層為水泥混凝土，其下為舊的瀝青混凝土路面。

路面板寬4.5m，長5m，厚度為24cm，部分厚度達到30cm以上。

其破壞并不十分嚴重，無明顯錯臺，裂縫數量不多，少部分板角隅破壞。由于路面拓寬，新路面擬采用瀝青路面，故采用碎石化設備對原有舊水泥混凝土路面實施破碎，然后加鋪瀝青面層。破碎試驗段的基本情況為：

表4.1 試驗段破碎基本情況表

在清除表面碎塊后，在各落錘高度試驗段路面上鉆孔取芯，取芯直徑為10cm，深度為整個混凝土板厚度，其情況如下：

在1.2m高度破碎段中鉆孔取芯，觀察發現水泥混凝土板底部已完全破碎，其碎塊的直徑約6cm，由于鉆孔機的擾動已經完全分離，碎塊不能吻合。中間層的碎塊較大大概在10cm左右有斜向裂縫。在高度為0.9m的破碎路段中，鉆孔取芯，在芯的中間偏上的位置有斜裂縫。混凝土芯從此處斷開，在鉆孔壁上發現數條細微交叉裂縫。舊混凝土表面有較多的部分未破碎，存在較大的未破碎混凝土塊(約1m)。其破碎效果不十分明顯。在1.1m和1.0m路段取芯時，也不能將芯完整取出，其破碎成較大的碎塊約10cm左右，斜向開裂。碎塊能很好的吻合。在孔壁上發現較密集的斜向交叉裂縫。在1.1m和1.0m路段經過開挖試坑，發現碎石化后水泥混凝土層底部碎塊最大不超過37.5cm，然而取芯的直徑為10cm，可見上述的取芯并不能完全反映混凝土路面破碎的情況，但是從1.2m落錘高度的鉆芯結果來看，其底部水泥混凝土已經過度的破碎，底部的水泥混凝土塊之間已經不能很好的嵌擠在一起。如果在破碎后的水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層后，在車輛的水平力作用下，底層的水泥混凝土塊可能發生滑移，造成路面的早期破壞。用這個高度的破碎路面并不穩定。在用0.9m落錘高度破碎過程中其未破碎的面積較大，還有較大的板塊存在，這樣仍舊有可能產生反射裂縫。這個高度不宜采用。對1.1m和1.0m落錘高度的試驗段開挖試坑檢查發現碎塊尺寸基本符合表面最大尺寸不超過7.5厘米，中間不超過22.5厘米，底部不超過37.5厘米的粒徑的要求。可見這個兩個高度之間的落錘高度是合適的。

結語

由于路的路況并不完全相同，在碎石化應用前應對道路進行試驗段破碎，以確定合理的落錘高度，并在碎石化的過程當中應當每隔一定的距離對碎石化的情況進行挖試坑檢查，以便達到較好的碎石化效果。

[1]李中秋.水泥混凝土路面維修技術研究[D].河北工業大學，2002.

[2]張永清.高等級公路基礎設施技術保障對策研究[D].長安大學，2002.

[3]管新建.鋼纖維混凝土的力學性能及路面工程應用研究[D].鄭州大學，2003.