用沖擊破碎方法進(jìn)行舊路處治的原理及質(zhì)量控制

【摘 要】用沖擊破碎方法進(jìn)行舊砼路面處治，其原理主要是通過(guò)強(qiáng)夯使其形成塊狀料嵌鎖型基層結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到大大減少和緩解原路面板反射裂縫，可以消除板底脫空、錯(cuò)臺(tái)等質(zhì)量隱患。

【關(guān)鍵詞】沖擊；破碎；質(zhì)量；控制

國(guó)道321線高要小湘至封開涌口段（第二期）路面改善工程起于高要與肇慶城區(qū)交界處（樁號(hào)K105+100），途經(jīng)高要、德慶、封開等縣（市），止于封開與廣西梧州交界處（樁號(hào)K247+611.62），路線全長(zhǎng)141.764公里，扣除先行施工的25.021公里，本項(xiàng)目范圍全長(zhǎng)116.743公里。筆者為J1總監(jiān)辦總監(jiān)，負(fù)責(zé)S-1標(biāo)、S-2標(biāo)及S-3標(biāo)共三個(gè)施工標(biāo)段合計(jì)67.33公里的監(jiān)理任務(wù)，本項(xiàng)目以路面大修為主，工程內(nèi)容主要是在原舊砼路面上加鋪水穩(wěn)基層和瀝青混凝土面層，在加鋪前，設(shè)計(jì)采用沖擊破碎、挖補(bǔ)、灌縫等方法進(jìn)行處治，以確保舊水泥混凝土路面穩(wěn)定且具有足夠的強(qiáng)度和剛度，為加鋪層提供足夠的支撐。

本項(xiàng)目主要采用的舊路處治方法為沖擊破碎法。這種舊路處治的方法在廣東省的肇慶地區(qū)和江門地區(qū)被較多采用，其質(zhì)量控制指標(biāo)還需要通過(guò)歸納總結(jié)進(jìn)一步加以驗(yàn)證。然而，這種處治方法效果較為理想（G321國(guó)道已建成通車14年，這次施工強(qiáng)夯沉降的最大值能達(dá)到70mm，強(qiáng)夯效果十分明顯），值得推廣，下面結(jié)合施工監(jiān)理過(guò)程中對(duì)沖擊破碎進(jìn)行舊路處治的原理及質(zhì)量控制情況進(jìn)行分析總結(jié)，從而論證該舊路處治方法的適用性及質(zhì)量控制要點(diǎn)。

1、沖擊壓實(shí)的設(shè)備及沖擊壓實(shí)原理

所采用的設(shè)備為藍(lán)派沖擊壓實(shí)技術(shù)開發(fā)（北京）有限公司制造的15T5～15KJ五邊形沖擊式壓實(shí)機(jī)，是南非國(guó)藍(lán)派（LAND-PAC）公司開發(fā)研制的以沖擊壓實(shí)原理為基礎(chǔ)的一種新型壓實(shí)機(jī)械。

沖擊壓實(shí)機(jī)的壓實(shí)功能來(lái)自于兩個(gè)方面，一是沖擊輪的自重，這與一般壓路機(jī)的壓實(shí)原理一致；二是沖擊輪滾動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的沖擊動(dòng)能。該設(shè)備用于沖擊砼面板時(shí)，可以9～12km/h的行駛速度作業(yè)，壓實(shí)輪輪廓曲線上最大半徑滾動(dòng)至最小半徑處時(shí)對(duì)地表產(chǎn)生沖擊，隨后非圓曲線輪廓滾過(guò)地表又對(duì)地表施以揉壓碾壓作用，其連續(xù)周期性的高振幅撞擊力，以1.5～2.2次/S的低頻率沖擊破碎砼板面，沖擊路面產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊波可向板下基層和土基傳播，壓實(shí)影響深度可隨沖壓遍數(shù)遞增，藍(lán)派公司請(qǐng)相關(guān)機(jī)構(gòu)檢測(cè)結(jié)果顯示，一般在土基以下1.5M范圍內(nèi)效果十分明顯，左右影響范圍在20M至30M ，前后影響范圍在50M左右。經(jīng)過(guò)沖擊破碎后的板塊得以壓實(shí)穩(wěn)固.根據(jù)牛頓碰撞定理，以該機(jī)壓實(shí)輪軸組件質(zhì)量和沖擊速度計(jì)算其沖擊力為250t，碾壓中其動(dòng)能在130～200KJ之間，完全能達(dá)到破碎穩(wěn)固的要求，所以將其應(yīng)用于舊水泥混凝土路面改造，能集破碎穩(wěn)固于一身.不僅保持了砼塊原來(lái)所具有的強(qiáng)度，還能使其形成塊狀料嵌鎖型基層結(jié)構(gòu)，并緊密嵌壓于原路面基層中，形成強(qiáng)度高的路面底基層，從而達(dá)到大大減少和緩解原路面板反射裂縫，減小面層水平和垂直應(yīng)力之目的.

調(diào)整沖擊功（沖壓遍數(shù)或機(jī)器輪重）以適應(yīng)不同的天然含水量的路面情形，會(huì)取得好的壓實(shí)效果，并可基本避免出現(xiàn)不利的“彈簧”土現(xiàn)象。

沖擊壓實(shí)以后可以大部分消除集中應(yīng)力，可以消除板底脫空、錯(cuò)臺(tái)等安全隱患；可以有效的利用原有路面強(qiáng)度，施工檢測(cè)、驗(yàn)收工作可操作性強(qiáng)。

2、質(zhì)量控制

對(duì)沖擊破碎施工質(zhì)量控制，必須在鋪筑試驗(yàn)路的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)以施工工藝、破碎度指標(biāo)為主，結(jié)合沉降量與彎沉等指標(biāo)進(jìn)行控制。

目前沖擊破碎工藝應(yīng)用于舊水泥路面改造，其質(zhì)量指標(biāo)尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，近幾年來(lái)在工程實(shí)踐中一致認(rèn)同的質(zhì)量指標(biāo)是破碎程度和沉降量?jī)煞矫妫孩倨扑槌潭龋簭拇怪狈较蛄芽p要求貫穿，從水平方向要求破碎成40～60㎝左右的網(wǎng)狀碎塊，塊與塊之間嵌鎖緊密以保持原來(lái)絕大部分結(jié)構(gòu)完整性。工后的裂縫以用水清洗后才可以看出為最好。②沉降量：檢測(cè)點(diǎn)可以每30m為一個(gè)斷面，每個(gè)斷面均布3個(gè)點(diǎn)，以5遍為一個(gè)作業(yè)檢測(cè)單元檢測(cè)沉降量；在破碎程度達(dá)標(biāo)前提下，一個(gè)作業(yè)檢測(cè)單元的沉降量≤5mm時(shí)、亦可收斂；若作業(yè)到20遍時(shí)破碎程度已然達(dá)標(biāo)，但沉降量仍大于5mm，則后續(xù)的作業(yè)可以2～3遍為一個(gè)作業(yè)檢測(cè)單元，仍以沉降量≤5mm控制作業(yè)遍數(shù)收斂。

根據(jù)沖擊破碎后的舊混凝土路面頂面當(dāng)量回彈模量要求不低于180MPa，得出沖擊破碎后的舊混凝土路面板頂面計(jì)算彎沉值要求小于70（0.01mm）。用傳統(tǒng)的貝克曼梁式彎沉儀檢測(cè)彎沉具有小型、輕便、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但舊混凝土路面板沖擊破碎后呈現(xiàn)破碎嵌固的碎塊，用貝克曼梁檢測(cè)彎沉?xí)r只能進(jìn)行一個(gè)測(cè)點(diǎn)的測(cè)定，無(wú)法準(zhǔn)確反映沖擊破碎后舊混凝土路面的整體強(qiáng)度；而承載板法檢測(cè)彎

沉雖然較準(zhǔn)確，但其操作復(fù)雜、測(cè)試速度慢，難以滿足全線施工時(shí)的彎沉檢測(cè)要求。所以，通過(guò)鋪筑試驗(yàn)段，要求利用承載板與貝克曼梁進(jìn)行彎沉檢測(cè)對(duì)比試驗(yàn)，獲取彎沉測(cè)試數(shù)據(jù)，建立相關(guān)關(guān)系，以指導(dǎo)各標(biāo)段的彎沉檢測(cè)。

根據(jù)以往工程實(shí)例和經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)沖擊破碎后的舊混凝土路面板頂面用貝克曼梁檢測(cè)彎沉值一般在100（0.01mm）左右，加鋪18㎝厚的水泥穩(wěn)定基層后，基層頂面的彎沉值能滿足本項(xiàng)目設(shè)計(jì)彎沉【32（0.01mm）】的要求。本項(xiàng)目要求通過(guò)試驗(yàn)段對(duì)比檢測(cè)驗(yàn)證。

3、沖擊破碎后觀測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)（2公里試驗(yàn)段）

（1）沉降量

（4）結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)段的上述數(shù)據(jù)可看出，利用強(qiáng)夯機(jī)對(duì)舊砼路面強(qiáng)夯12遍后，各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)的要求，從而可有效地消除板底脫空、錯(cuò)臺(tái)等質(zhì)量隱患，大部分地消除集中應(yīng)力，并防止由此產(chǎn)生的路面反射性裂縫。本處治方法適用于周圍建筑物較少的公路的舊路處治，對(duì)于墟填或城市路段，由于沖擊壓實(shí)機(jī)的作用范圍較大，對(duì)周圍建筑及地下管線有一定的影響，要經(jīng)論證后才可采用。