碎石化技術在舊砼路面大修中的應用

【摘要】碎石化技術是目前舊砼路面改造工程中應用較多的一種新技術，是通過專用的設備把原來的舊路面進行破碎，改造成為承載能力高的新結構層，然后在上面重新加鋪路面層，從而完成對舊砼路面的大修改造。本文結合某工程實例探討共振碎石化技術在實際工程中的應用，為同行業人員提供借鑒。

【關鍵詞】共振碎石化；技術；工藝

隨著道路使用年限增長及交通流量的增加，許多水泥混凝土板塊出現碎裂、斷板和縱、橫向裂縫、沉陷等問題，道路平整度和行車舒適性受到嚴重影響，需要進行大修整治。目前正興起并推廣使用的共振碎石化技術是舊砼路面維修改造新技術之一，該施工方法施工周期短，對交通影響小，節約工程造價，且保護環境。以下就以一工程實例來說明該技術的工藝及廣泛的應用前景。

1.工程概況

本工程為G323k954～k960舊砼路面大修工程，道路全長6Km，車行道寬度9米，道路較多板塊存在碎裂、斷板等現象，本工程主要對道路車行道進行維修改造，即對混凝土路面采用共振破碎化施工，然后加鋪4cm 厚AC-16瀝青砼+粘層+5cm厚AC-20瀝青砼+1cm厚瀝青下封層+26cm厚級配碎石+透層+碎石化舊砼路面面層，新路面厚度為36cm，同時對沿線附屬設施予以改造。本次主要介紹共振碎石化然后攤鋪瀝青面層工藝流程。

2.施工準備

對舊水泥混凝土路面進行充分的路況調查，掌握路面損壞及路面沿線建筑物狀況，認真復核地下管線圖紙資料，并在工程實施前召開各管線單位參加的施工配合會議，進一步搜集管線資料，對影響施工和受施工影響的地下管線開挖必要的樣洞，核對弄清地下構筑物管線的確切情況，做好記錄，并在管線管理單位的共同確認下，做好管線保護措施，確定共振碎石化方案的可行性。

3.板塊補強

根據舊道路彎沉值測量報告、施工圖紙并結合現場情況，協同設計單位、施工單位、監理單位等共同確認損壞嚴重需要補強的水泥混凝土板塊。補強措施如下：將老路結構全部翻挖后，鋪裝級配碎石壓實調平。

4.共振碎石化施工

4.1工作原理及特點

碎石化技術是通過對水泥混凝土路面進行均勻地沖擊、破碎、壓實，在損失一部分結構強度和整體性的情況下，把水泥混凝土路面在溫度、濕度變化和荷載作用下的位移降到瀝青混凝土面層可以允許的范圍內，從而限制和解決反射裂縫的產生，為加鋪瀝青混凝土路面提供堅實、安全的基礎。碎石化處理后，顆粒粒徑在不同深度處是不同的，上部板塊破碎成粒徑更小的顆粒（粒徑5～8cm），而下部分粒徑則較大（粒徑30～80cm），破碎后裂紋沒有豎向貫穿。所以混凝土板塊碎裂后，除表面范圍（小于2cm深度）是碎裂的之外，其余部分在原位形成了裂而不碎的嵌擠效果。

4.2試驗段施工及檢測

試驗段施工長度100-200m，破碎從道路一側邊緣開始，或者從前面破碎過的邊緣開始，并向對面路肩或者向縱向的中線推進。在一次必須攤鋪一個車道時，前面的破碎應至少超出將要攤鋪的寬度250mm。在破碎操作初始，操作人員要詳細記錄下不同的破碎情況相對應水泥路面破碎機械的數據調整，如錘頭高度和地面行駛速度等。為確保路面被破碎成達到要求的粒徑，根據現場工程師要求，在行車道中間挖掘約1.2平方米的試坑，用來判定破碎塊是否達到特定的尺寸要求，根據現場情況可以增加測試塊。挖開的試坑需要回填，壓實需要達到工程師的要求。

4.3全路段水泥路面碎石化施工

⑴隱蔽構造物的調查與標記

破碎前，結合設計圖紙及業主單位提供的有關隱蔽構造物（涵洞、通道、地下管線等）進行調查、標記、分析，判斷破碎是否會造成構造物損壞。通常構造物埋深大于1.5米破碎影響較小，小于1.5米時應降低錘頭，或者采取其他方法予挖除處理。

⑵碎石化前的準備

①路面清理

施工作業路面需提前清理，水泥混凝土路面上罩有1cm以上的瀝青層及沙土層需挖走；為破碎無殘留道路兩側30cm范圍內堆放物需清走；破損板塊無法破碎區域須提前標記或通知現場管理人員。

②構造物交界處理。根據施工實際情況，橋梁、明涵等交界處應標明破碎位置，橋頭可以破碎到搭板后端，或者按照路面設計高程破碎到指定位置。

③切割分離。在破碎混凝土路面和不破碎混凝土路面交接處，應對水泥混凝土板塊等厚切割分離，減少對不破碎混凝土路面的影響。

④排水系統的完善。碎石化過程中會產生一些細碎的顆粒，而混凝土破碎后的顆粒之間沒有粘結力，在這種情況下，如果有水滲入該層，將會帶來很大的安全隱患。所以在正式進行破碎化施工前，要先建成和完善排水設施。排水采用碎石盲溝的形式。

⑤土基和基層含水量的測定。對舊路面進行碎石化前，首先了解該路段土基和基層含水量情況，最好能通過取樣測試的方式來確定。根據有關資料介紹，國外一般要求土基層的CBR值大于5。

⑶共振破碎

選用MHB—16型多錘頭自動力破碎機，該設備后部平均配備兩排成對錘頭，利于設備全寬范圍內可以連續破碎，錘頭的提升高度可獨立調節；對錘頭自動力破碎機具備一次破碎45～400cm寬車道的能力，其典型工作量可達到單車道200米/小時，破碎效率很高，且破碎機翼錘裝備帷幕防止破碎飛屑，機械破碎效果較好。碎石化施工順序一般由外側車道邊緣開始，如果相鄰車道沿縱縫進行了切割，也可由中間向兩邊的順序破碎。

⑷局部補強

如果共振破碎后出現混凝土塊徑大于200mm且面積大于2㎡或混凝土面板共振破碎后壓路機碾壓過程中有明顯的反彈現象，彎沉值過大區域應采取基礎補強措施，具體措施根據設計單位意見及監理單位意見實施。

⑸施工配合---灑水碾壓

本技術采用專用的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，同時為鋪裝新路面提供平整的破碎后混凝土路面表面。破碎完畢后，必須采用高頻、低幅震動鋼輪壓路機（最小15噸）碾壓速度不得大于1.83m/s，碾壓之前最好灑水車先行灑一遍水，使其滲透深度3公分左右，碾壓遍數初步按最三個來回來控制，碾壓完畢后，進行攤鋪施工。

4.4施工質量控制及驗收標準

碎石化層破碎后粒徑宜符合以下要求：碎石化要把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。若破碎后的塊狀超標，采用Z型壓路機碾壓破碎密實，或者清除后采用密級配碎石替換碾壓密實。

5.瀝青混凝土路面加鋪施工

在碎石化后，應控制碎石化層上的交通，禁止通行與施工無關的車輛，禁止車輛隨意在碎石化層上剎車與啟動；同時也要減少施工車輛不必要的來回通行。應及時進行瀝青攤鋪等工作，盡早開放交通，減少對交通管制的時間。

在道路改造完成一年后，查看其道路面層，未出現裂縫，通過對其彎沉等測試，各項指標均符合要求，證明了改造效果良好。

6.結語

共振碎石化技術作為水泥路面改建為瀝青路面行之有效新技術，由于不需要對老路面進行大規模的翻挖并重新做基層，水泥路面經過共振后形成良好的道路基層，也不需要傳統的較長的養護時間，具有工期短、實施方便、節省投資、低碳環保等優點，特別是針對交通流量大的道路，其對交通影響之小，持續時間之短，是傳統工藝無法比擬的。同時，隨著其技術的不斷完善、效率的不斷提高，該技術將在以后的道路改造中大力推廣并廣泛應用。

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