水泥混凝土路面大修養護碎石化方案應用研究

雷 蕾

(山西省高速公路開發有限公司，山西 太原 030006)

水泥混凝土路面大修養護碎石化方案應用研究

雷 蕾

(山西省高速公路開發有限公司，山西 太原 030006)

由于許多的水泥混凝土路面已無法滿足交通運輸的需求，且簡單的維修又不能控制病害的發展，因此，必須改建或大修。根據現有的水泥混凝土路面的發展現狀，以省道204線(張家產鎮—董家店村)段公路大修工程為依托，研究碎石化技術在水泥混凝土路面改建中的應用。

碎石化技術，舊水泥混凝土，結構優化，路面結構強度

0 引言

經研究調查發現，目前我國現有的水泥混凝土路面中有很大一部分已經達到了設計使用年限，由于這些水泥路面修建的比較早，修建時缺乏合理的理論指導，特別是在今天這種重交通作用下，路面已存在不同程度的破壞，有些道路已無法滿足車輛的通行要求，必須改建或大修。當水泥混凝土路面的破壞情況達到用任何養護維修措施都不能使其滿足路用性能時，就必須要對其進行破碎翻修處理。

1 水泥混凝土路面碎石化技術特點

本試驗路段采用多錘頭碎石化設備進行道路破碎施工，其技術特點如下所示：

1)對舊路面可避免多次破碎，多錘頭碎石化設備是當前比較先進的水泥混凝土碎石化設備，它與其他碎石化設備需要對路面進行多次破碎不同，多錘頭碎石化設備一次破碎就可達到控制要求，避免了多次破碎。

2)破碎后顆粒組成特性較好，MHB通過低頻高幅產生的波動來進行破碎，重錘位置越高向下產生的沖擊作用也越大，能量向下傳遞的也越深，同時由于低頻作用故MHB相對于其他破碎機械易產生傾向于較大的顆粒。

3)破碎后的表面平整度，破碎后表面的平整度也是判斷實際破碎效果的一個非常重要的方面，如果破碎后平整度不好，則還需要進行后續的平整壓實，不僅增加了后續工程的復雜性，也破壞了原有路面的穩固結構，對路面的整體穩定性不利。

2 采用碎石化路面施工的標準

2.1施工路況調查的內容

在進行碎石化之前應充分了解這種施工工藝在當前道路的可行性，同時在碎石化前還要充分了解進行碎石化所要滿足的條件，路基的損害情況等各項指標。

在進行碎石化之前應通過路況調查了解以下方面的內容:

1)路面的損壞情況和改進措施。2)判斷路面基層是否滿足進行碎石化的要求，如果不滿足要對基層進行適當的處理。3)分析土的干濕類型及含水量，如果土的含水量過高，應對路基進行全面的檢查并處理，使路基有個相對穩定的狀態和合適的含水量再進行碎石化處理。

綜上所述，要進行碎石化必須滿足表1所列的基本條件。

表1 進行碎石化的技術可行性關鍵因素表

2.2碎石化后粒徑的控制范圍

粒徑也是影響碎石化質量和后期路面質量的關鍵因素，如果粒徑過大，則無法對其拌合做成水泥穩定基層，如果粒徑過小，則其強度不夠，因此在碎石化過程中需要對破碎后的粒徑進行相應的控制，其控制范圍如表2所示。

表2 碎石化后粒徑的控制范圍

3 舊路路況檢測

通過對省道204線舊水泥混凝土路面損害狀況調查分析可知，其病害及其產生的原因主要有以下幾個方面。

3.1橫斜向裂縫

橫斜向裂縫通常是由于道路的土基強度不夠，而且縫的切割較晚，水泥混凝土已硬化，在沒割縫前混凝土板已收縮，因此造成路面板底的摩擦系數不同，導致混凝土面板內部的拉應力和溫度應力過于集中，產生裂縫；另一方面，由于水泥混凝土的收縮性較大，道路所在地的溫差較大也是產生橫斜向裂縫的重要原因。

3.2破碎板

存在此種破壞的水泥混凝土路面，路面基本上已不能滿足進行交通運輸服務的要求，必須要進行修補或重修，此種路面破壞的原因主要是由于車輛超載嚴重，路面強度不足或水泥混凝土路面偏薄，同時道路所在地的氣候水溫狀況不良，地下水位偏高，造成路基濕軟和不均勻沉降引起的。除此之外，當水泥混凝土配合比不合理，路面存在較多的裂縫且后期沒有很好的對道路進行養護維修，也易產生破碎板。

3.3磨耗層局部脫落

磨耗層局部脫落是指水泥混凝土表面材料在大氣和車輛的作用下，從水泥混凝土表面脫落，其形成的原因主要是由于汽車輪胎的持續碾壓、水泥混凝土配合比不合理、強度不夠或水泥混凝土路面施工時沒有完全按照規范施行，集料從水泥混凝土表面脫落等原因造成的。

除此之外，水泥混凝土路面的常見病害還有拱起、唧泥、板底脫空和錯臺等。

綜上可知，試驗路段全線路段結構平整度差，病害較多，且存在病害向更嚴重狀態發展的趨勢，嚴重影響了道路的通行能力，急需對該段道路進行大修處理。

4 多錘頭碎石化施工工藝

4.1施工參數

對于水泥混凝土路面的碎石化也有一定的規范和要求，破碎后的水泥混凝土粒徑過細和過大都不好；顆粒過細則顆粒之間無法形成穩定的平衡、嵌擠穩固狀態，影響路面結構的強度和穩定性；顆粒過大，則易產生反射裂縫。因此，要合理控制破碎后的水泥混凝土顆粒的粒徑。同時多錘頭碎石化設備碎石化后面板強度分布均勻，要達到上述水泥路面的施工效果，就必須要控制好施工的相關參數，如：落錘高度和間距等。

這兩個參數的確定，應根據對原水泥路面CBR、含水率等參數充分了解后，經專家組分析討論后決定。經對省道204線段舊水泥混凝土路面調查研究可知，其落錘高度可設為1.30 m，錘距一般設為8 cm～12 cm之間。

4.2碎石化工藝實施

由上述分析可知，按照上述設定的施工參數進行施工，并在施工過程中及時調整設備的各個參數，當施工后的效果不滿足要求時，也不可返回二次破碎，以免對路基造成損害。凹處調平，由于破碎后的路面可能會存在凹凸不平的現象，因此對于破碎后平整度較差的道路需要人工進行壓平。同時，為了防止上述問題的產生，破碎前應對路面充分調查，對于原來路面就不平整的地方，應提前進行處理，對于原路面強度不足的地方，應提前進行加強。破碎完成后，采用Z型壓路機對路面進行壓實。

5 試驗路檢測

5.1粒徑檢測

粒徑檢測是檢驗碎石化效果的重要技術指標，根據省道204線改造工程每千米兩處檢測的頻率，碎石化檢驗結果表明:表面層的最大粒徑都在7.5 cm以下，中間層的最大粒徑16.0 cm～21.0 cm，下層材料最大粒徑在20.0 cm～40.0 cm之間，數據均符合表2規定的要求。

5.2試驗路各層彎沉檢測

彎沉檢測主要是為了檢測原水泥混凝土路面碎石化后各層的強度是否滿足要求，由于施工質量受多種因素的影響，且施工工藝也充滿復雜性，每個階段的不合理、不協調都可能導致試驗的結果達不到預想。路面結構的強度是影響道路使用和通行能力的最重要的標準，如果道路的承載力達不到要求，則在重交通的作用下就會很容易出現車轍、沉陷等病害，因此需要對各層的強度進行檢測，表3為新路面各結構層的彎沉值。

表3 路面各層交工彎沉測量值記錄統計表

根據現場對結構層各層的檢測數據可知，每路段的碎石化底基層檢測的彎沉值計算值均在60～75之間，滿足設計彎沉值的要求；且通過檢測彎沉值可得路面碎石化后得當量回彈模量為210 MPa～250 MPa左右，滿足規范要求。

此外，水泥穩定碎石上基層彎沉測量值在12 mm～14 mm之間，也能夠滿足設計彎沉值的要求。

[1] 梁曉程.舊水泥混凝土路面碎石化技術應用[J].交通世界,2008(2)：12-14.

[2] 王松根，張玉宏，曹茂坤,等.水泥混凝土路面碎石化改造技術應用與探討[J].公路，2004(5)：32-33.

[3] 張玉宏.水泥混凝土路面碎石化綜合技術研究[D].南京:東南大學博士學位論文,2006.

[4] 張玉宏，王松根，李 爬.國外水泥混凝土路面碎石化技術簡介[J].公路,2003(7):103-105.

[5] 張玉宏.水泥混凝土路面碎石化綜合技術研究[D].南京:東南大學博士學位論文,2006.

[6] 吳國雄.水泥混凝土路面開裂機理及破壞過程研究[D].成都:西南交通大學，2003.

[7] 譚 斌，陳茂海.造成水泥混凝土路面斷裂的原因及防治措施[J].黑龍江交通科技,2006(6):78-81.

[8] 鄭懷玉.水泥混凝土路面開裂問題初探[J].林業勘查，2000(2):69-70.

Theapplicationresearchonthemajorrepairandmaintenancecrushedpetrifactionschemeofcementconcrete

LeiLei

(ShanxiExpresswayDevelopmentLimitedCompany,Taiyuan030006,China)

As many of the cement concrete pavement has been unable to meet the needs of transport, and simple maintenance can not control the development of the disease, therefore, must be converted or overhaul. Based on the existing development status of cement concrete pavement, this paper studies the application of crushed petrochemical technology in the reconstruction of cement concrete pavement based on the highway overhaul project of the provincial highway 204(Zhangjiachan town-Dongjiadian village).

crushing technology, old cement concrete, structural optimization, pavement structure strength

1009-6825(2017)30-0144-02

2017-08-16

雷 蕾(1988- )，女，助理工程師

U416.216

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