碎石化技術在改造水泥混凝土舊路面上的應用

王 金 春

(山西機械化建設集團公司，山西 太原 030009)

碎石化技術在改造水泥混凝土舊路面上的應用

王 金 春

(山西機械化建設集團公司，山西 太原 030009)

分析了舊混凝土路面碎石化技術在道路建設上具有的重要意義，簡單闡述了碎石化施工所用到的機械設備，介紹了碎石化的施工過程以及質量檢測方法，并討論了碎石化技術的優點和發展狀況。

碎石化技術，混凝土路面，混凝土碎石，機械，級配

1 概述

碎石化技術是指運用特殊的機械設備把原有的破碎混凝土路面破碎成小于38 mm的混凝土塊。經過碎石化后，這些混凝土碎石的粒徑級配較好，被用來做成重修路面的基層。這種技術最先產生于1986年的美國紐約，到2001年美國已經有35個州應用碎石化技術清除混凝土路面，之后逐漸推廣到世界各地。美國應用碎石化技術施工的項目有400多項，破碎道路里程達16 000 km，并且已經頒布相關規范。碎石化技術在處理舊水泥混凝土路面時，不需要把原路面的建材進行全面的清除，就地取材，不僅節約了路基材料的使用及運輸成本，還大大提高了工程施工的進度。同時廢物利用，解決了建筑垃圾的處理問題。現如今，碎石化技術是翻修舊水泥混凝土公路的主要技術措施。碎石化技術起初是為將路面混凝土清除或將路面混凝土與鋼筋分離而開發的。

2 碎石機械設備

2.1 沖擊壓實機械

沖擊壓實機械通過沖擊的原理使混凝土路面碎裂，然后直接進行壓實施工。其主要的機械設備有三角形藍派沖擊壓實機和五角形藍派沖擊壓實機，這種機械施工速度快，工序少，可以縮短工期，降低成本。經碎石化后的混凝土碎石比較均勻，力學性能好；碎石碾壓后比較密實，強度高，穩定性好[1]。主要用于因不均勻沉降造成混凝土路面破壞的重修工作。其缺點是回彈模量不均勻，路面的穩定性差。

2.2 打裂壓穩和打碎壓穩機械

當混凝土路面損壞嚴重或路面結構承載力不能滿足正常交通運行時，采用換板或板底灌漿等并不能較好的提高路面的承載力和實用性，其經濟性也較差，因此可考慮在混凝土路面上施加混凝土層或瀝青混凝土層，以恢復其承載力和實用性。打裂壓穩的定義是在舊混凝土路面上加設高能低頻沖擊力，使混凝土板破裂，之后采用壓實機將混凝土板重新壓實使其成為均勻穩定的結構層。打碎壓穩的定義是采用落錘等錘擊型低頻設備將混凝土路面打碎，之后采用壓實機壓實而形成的下粗上細型結構層。打裂壓穩和打碎壓穩設備多用于國外，機械的前端設計成門架式，通過鋼梁的下落使混凝土路面破碎。這種技術可以有效的減輕加鋪層瀝青路面的反射裂縫危害，使原路面的強度得到充分發揮。

2.3 共振破碎機械

共振式破碎機械運用振動梁的振動帶動單錘頭，錘頭與路面接觸，使單錘頭產生一個和路面有相同振動頻率的振動，達到共振的效果，使混凝土路面破碎。采用共振破碎機械的特點是破碎速度快，破碎深度大；破碎后的粒徑均勻；使鋼筋與混凝土完全剝離；對路基和地下設置等基本無影響；可對原路面材料進行重新回收利用；振動所造成的影響范圍小，適應性強；振幅小，對環境和居民區影響小等優點。

2.4 多錘頭碎石化機械

多錘頭碎石化又稱為MHB，這種機械通過攜帶的多個錘頭對路面進行夯打，造成混凝土路面的破碎。破碎后的路面再用有“Z”字花紋的碾壓輪進行震動壓實。這種機械破碎后的碎石粒徑配比合理，最大程度的利用了原有混凝土面板的強度，施工成本低，是我國最主要使用的機械設備。

3 碎石化技術的優越性

碎石化技術的優越性主要表現在四個方面：1)原混凝土路面破碎后產生的碎石可以直接作為再鋪道路的基層或者底基層，如果原混凝土路面板有較好的強度，經碎石化后可直接進行上層路面的鋪裝；2)碎石化技術成本低，比原有技術成本可降低30%～50%；3)施工時不必對道路進行全封閉管理，減少對當地居民通行的影響。施工工序簡單，速度快，可以延長道路十年左右的壽命；4)碎石化后，對破碎的混凝土碎石充分利用，變廢為寶，減少了建筑垃圾的產生，環保無污染[2]。使用多錘頭混凝土破碎機，在破碎過程中基本不會產生噪聲污染，對附近居民的影響較小。碎石化技術的四個優點，使其在舊混凝土路面的翻新工程上得到了廣泛的使用。

4 碎石化施工工藝與質量檢測

4.1 碎石化前的必要處理

碎石化前需要對破損的水泥混凝土道路進行必要的處理，以保證碎石化施工的順利進行。

首先要清除原有路面的罩面層，修建排水設施，保障碎石化過程中不受地表水的影響。其次要進行路基軟弱地段的混凝土碎石開挖，對路基進行換土加固后再進行混凝土碎石的回填，回填后的高程與原路面相同，提高路基的穩定性。最后制造標記構造物進行保護，設置高程控制點，指導加鋪層的施工[3]。

破碎前先對試驗路段進行部分破碎，確定此段道路混凝土的破碎機施工參數。

4.2 碎石化施工工序和質量檢測

碎石化施工進行時，要根據實際情況選取一段具有代表性的路段進行試驗，得到最好的碎石效果后，進行試驗數據的記錄，記錄數據包括錘擊高度，錘擊間距等。采用這些數據對將要進行大面積碎石化的道路進行施工，以保證施工的質量。在此之后，開挖試坑，對錘擊后的碎石粒徑進行檢測，保障試驗數據的準確性。采用碎石化技術破碎75%以上的混凝土，破碎的粒徑表面尺寸不得超過75 mm，中部不得超過225 mm，底部不得超過375 mm，破碎時遵循從高處到低處破碎，以免破壞瀝青面層而導致路面排水不暢。得到精確的試驗數據后，碎石化施工才正式開始，施工時要先從缺乏約束、高程較低的兩邊開始，再進行中間車道的碎石化，此種做法同時也能保證水的排泄通暢[4]。碎石化完成后，運用壓路機進行壓路工作，破碎表面的扁平顆粒，穩固下層粒徑大的碎石，壓實過程應避免在雨天進行，保證碎石的干燥度，防止過度壓實使得碎石進入基層。最后進行透層油的撒鋪，增大表面碎石的結合力，工程中往往使用的是乳化瀝青，瀝青使用量要保證不粘壓輪。

在整個碎石化施工過程中，應注意以下四個問題：

1)路面兩側的混凝土路面缺乏側面約束，容易進行破碎。一般情況下，先進行路面兩側較低區域的破碎，然后進行中間行車道高路面的破碎，保證雨天排水的良好性能。

2)每個車道進行碎石化時，破碎的寬度要超過車道本身的寬度，要與相鄰車道進行15 cm以上的搭接。

3)混凝土路肩的強度較低，在進行破碎時，要降低錘頭下落高度，減小落錘間距，在保證破碎效果的同時，又不至于造成原混凝土面板強度的損失[5]。

4)破碎碾壓完成后，不能對混凝土破碎路面進行人為的修整，避免造成碎石化效果的破壞。對于壓實后大于5 cm的低洼面層，要采用合理級配的碎石進行填埋壓實。

5 國內外使用現狀

碎石化技術的發明剛開始是為了便于清除嚴重破壞的水泥混凝土路面，第一次把碎石化后的混凝土碎石作為基層的國家是美國，1985年在美國紐約采用碎石化后的混凝土碎石作基層修建了一條用熱拌瀝青罩面的水泥混凝土路面。碎石化技術最早用于美國亞拉巴馬州，到目前，該州已有超過16 000 km的破碎水泥路面進行碎石化處理后重新鋪裝。這種技術迅速推廣到美國的其他州，并制定了官方的施工規范。

我國的碎石化技術的使用比美國晚了十年，碎石化工藝還不成熟，我國最早的碎石化機械是從南非進口的藍派沖擊設備，之后經過我國的自主創新，打裂壓穩和打碎壓穩機械被逐漸應用到舊混凝土路面的破碎中，但是這種工藝具有很大的缺陷，不能很好的解決反射裂縫的問題，2002年MHB機械才開始在我國被使用，這種機械的實用性很強，迅速在我國得到了推廣。

山東省是我國最早使用此項技術的省份，在其境內的京滬高速公路段上進行的試驗表明，此項技術具有很強的實用性。隨后，廣東、福建等省也在舊混凝土路面翻新上采用了碎石化技術，得到的實踐效果較好。各省多年的跟蹤監測也表明，此法修建的路面性能良好，車轍和裂縫問題也出現較少。

6 結語

現如今，碎石化技術已經被公認是進行舊水泥混凝土路面破碎的最好措施，其利用破碎后的混凝土碎石作為新路的基層，使建筑垃圾變廢為寶，保護環境，符合可持續發展的理念。碎石化技術已在全世界廣泛使用，但仍有許多缺點存在，比如在雨天就不能進行碎石化的施工，因此要加快碎石化技術的創新，解決現有的問題，使其更好的在道路工程中發揮作用。

[1] 紀寧華,劉月蓮,帥新華,等.水泥混凝土路面碎石化施工振動對周圍建筑物影響的評價[J].公路交通科技(應用技術版),2008(10):37-39.

[2] 李 軍,呂江峰,于恒峰.舊水泥混凝土路面多錘頭碎石化施工工藝研究[J].公路交通科技(應用技術版),2011(8):122-125.

[3] 潘玉芳,宋瑞超,熊大路.水泥混凝土路面碎石化施工[J].建設機械技術與管理,2004(9):77-79.

[4] 楊修志.舊水泥路面碎石化“白”改“黑”施工工藝與質量控制[J].建設機械技術與管理,2011(1):130-134.

[5] 任 濤.舊水泥混凝土路面碎石化施工工藝與質量控制[J].工程機械與維修,2011(1):130-131.

Pieces of petrochemical technology used in reconstruction of old cement concrete pavement

Wang Jinchun

(ShanxiMechanisationConstructionGroupCompany,Taiyuan030009,China)

The paper analyzes the significance of analyzing the rubblization technique on used concrete roadbeds, illustrates the mechanic equipment used in the rubblization construction, introduces the construction process and quality test methods for the construction, and indicates its advantages and construction points.

rubblization technique, concrete roadbed, concrete rubblization, mechanics, grading

1009-6825(2015)32-0133-03

2015-09-07

王金春(1971- )，男，工程師

U416

A