白改黑路面施工中共振破碎技術的應用研究

安萬里

摘 要：路面病害是影響車輛通行安全的常見問題，若控制不當，將會嚴重影響道路使用性能，甚至會產生嚴重的交通事故。為此，必須重視舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土改造施工，采取切實有效的措施加以控制。共振破碎技術的應用，可以通過共振技術將路面碎石化，破碎層作為鋪設基層，在其之上繼續鋪設瀝青，可以節約資源、保護環境，還能降低成本。為此，本文在全面掌握共振破碎技術原理的基礎上，結合具體案例，對白改黑路面施工中共振破碎技術的應用要點進行了分析與探究。

關鍵詞：白改黑路面;共振破碎技術;工程概況

0 引言

隨著經濟的快速增長，交通量日益增多。目前，我國早期修建的很多水泥混凝土公路已處于超荷狀態，且路面出現了大量不同程度的病害，為滿足當前和未來車流量通行需求，道路改造維修勢在必行。在路面改造當中，“白改黑”是最常見的舊水泥混凝土路面維修養護方法，然而，對于舊水泥混凝土改造工程而言，由于沿線交通量大，工期緊張，為了減少對車輛通行的影響，往往無法完全中斷交通，這種情況下，很容易出現基面污染問題，難以控制施工質量。此外，在不良施工條件下，若采取粘貼防裂貼等處理方法，根本無法真正解決水泥板塊接縫處瀝青面層的反射裂縫情況，基于上述因素的制約，將會嚴重影響“白改黑”路面的耐久性。隨著科學技術水平的不斷提升，為了很好地克服上述缺陷，共振破碎技術得到了廣泛應用。為此，本文開展白改黑路面施工中共振破碎技術的應用研究具有重要的意義。

1 共振破碎技術原理

共振破碎技術不同于其他依靠自重、外力等達到破碎目的的技術，比如，沖擊破碎、機械破碎等。共振破碎技術是利用共振的方式實現破碎的目標。共振破碎主要利用共振式道路破碎機，偏心激振器為其激勵源，利用調節激振頻率的方式促使共振梁產生共振，若錘擊路面的頻率與地面固有頻率基本相近時，便可匯集能量，破碎混凝土板塊。共振破碎技術是為了消除水泥混凝土路面改造當中舊路板對新鋪路面的不利影響，其技術原理為先破碎舊水泥混凝土路面，將舊路面的病害消除，釋放并消除面板下隱藏的空洞病害，水泥塊打碎后需鋪平處理，并將其作為基層，繼續將瀝青混凝土鋪筑其上，通過這種加鋪瀝青層的改造維修方法，不僅可以節約資源，減少路基材料使用量，還能夠達到保護環境、降低成本的目的。因此，在“白改黑”路面施工當中，共振破碎技術具有明顯的優點。

2 工程概況

某公路工程原路面為水泥混凝土路面。近年來，隨著本地區經濟的迅速發展，沿線交通量不斷提升，尤其是重載、超載問題嚴重，由于當時設計規范還不完善，大大影響了路面結構的承載能力和使用性能，產生了大量不同程度的路面病害問題。為此，決定對本路段進行改造維修處治。

3 原路面病害調查分析

據路面調查結果顯示，本路段主要病害情況如下：

第一，斷裂病害。按照路面破損情況調查分析，本工程存在較為嚴重的斷裂型病害，主要包括：交叉裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、角隅斷裂等。據水泥混凝土破損狀況等級評定情況分析，本路段全面統計斷板率為12.3%，等級評定為“次”。根據現行規定要求，當路面破損狀況等級評定為中或中以下時，需要進行水泥混凝土路面大中修，要求移除板塊、修補破損位置，進行路面白改黑改造施工。

第二，板底脫空。按照路面板塊脫空調查情況分析，本路段水泥混凝土面板板底脫空情況較為嚴重，據檢測可知，右側車道脫空比例達到20.3%，左幅車道脫空比例達到22.97%，平均值可達到21.77%。相比之下，左幅車道脫空率高于右幅車道，作為路面結構強度的評價指標，水泥混凝土路面底板脫空可以真實反映板底唧漿、錯臺等實際情況，這也是水泥混凝土斷裂前期的征兆，一旦水泥混凝土路面出現大量脫空問題，必定會大大增加維修養護的工作量，甚至會影響養護效果。

第三，基層完整性檢測。為了檢驗路面基層的完整性，本工程采用路用雷達進行分析，通過分析采集到的雷達波形圖像資料，可以看出本路段水泥混凝土路面板下基層缺陷較為顯著。根據雷達檢測分析，在基層出現了破碎松散情況，缺陷路段所占比例為4.67%。

第四，接縫傳荷能力檢測。按照現行規范要求，為了評定舊水泥混凝土路面接縫傳荷能力，可采用撓度比傳力指標進行測定。按照檢測數據結果可知，本路段舊水泥混凝土面板接縫傳荷能力較差，其中評定等級為“次”、“差”的比例就達到了25%左右。基于此，應對舊水泥混凝土路面進行加鋪補強處理。

通過上述分析，決定對本路段舊水泥混凝土路面進行加鋪瀝青層改造施工，為了保證施工質量，可采用共振破碎技術。

4 白改黑路面施工中共振破碎技術的應用要點

4.1 排水處理

為了保證路面共振破碎施工質量，必須在施工前，完善排水系統，要求根據工程實際情況，做好路面排水和路面結構防水施工。第一，路面排水施工。作為提高路面結構使用性能的重要措施之一，路面結構防排水系統是否完善至關重要。從當前路面實際情況來看，本路段存在較為嚴重的斷裂、脫空、路基缺陷等問題，且接縫傳荷能力不足。除此之外，本路段也存在較為嚴重的唧泥情況，由于施工時間為多雨季節，大量自由水存于舊水泥混凝土路面結構內部，上述問題的存在，均會影響白改黑路面施工質量。為此，在路面共振破碎施工前，可將縱向滲溝、橫向排水管設于舊水泥混凝土路面板邊，增強加鋪工程的結構排水，延長工程的使用壽命。為恢復路面排水系統，在共振破碎前，需要在碎石化施工前完成布設。第二，路面結構防水施工。當前，我國瀝青路面早期水損害問題較為嚴重，為此如何設置防水層在瀝青路面結構設計當中極為關鍵。由于共振加鋪施工，舊板已破碎，必須做好路面結構防排水施工，待舊水泥混凝土板共振破碎之后，即可灑布乳化瀝青，并進行熱瀝青封層鋪筑，避免雨水滲入破碎的水泥混凝土板。

4.2 共振破碎施工

待排水設施設置之后，即可進行共振破碎施工，具體施工步驟如下：

第一，路面破碎前期，需要先清理干凈路面上的雜物，確保路面潔凈、無雜物。隨后采取小型銑刨設備銑刨路面，并做好路表清理工作。

第二，采用共振破碎設備從試驗段兩端開始破碎施工，破碎施工結束后，若局部為達到破碎標準，應通過人工方式進行破碎處理，確保破碎粒徑滿足設計要求。

第三，完成共振破碎施工后，即可進入碾壓施工階段，根據施工現場具體情況，選擇相匹配的壓路機，合理控制碾壓速度和碾壓遍數，待碎石路面碾壓施工后，保證路面密實、均勻。若碎石粒徑較大，應再次進行破碎施工。

第四，完成碾壓施工后，便可均勻灑布乳化瀝青透層材料，根據施工要求，合理控制乳化瀝青透層的用量，一般來講，乳化瀝青用量不可以過量，一旦過量，便會出現泛油等問題，進而影響碾壓施工效果。此外，還要求乳化瀝青具有良好的滲透性，可以充分滲入到碎石縫隙當中，保證乳化瀝青材料和碎石能夠充分粘結。待灑布完乳化瀝青透層后，可鋪設熱瀝青封層，并合理控制灑布量。

第五，結束上述一切工序后，需再撒布一層碎石材料，需要合理控制碎石粒徑，保證滿足設計要求。在碎石撒布當中，確保整個路段撒布均勻，密度良好。完成撒布后，便可進行碾壓施工。

第六，瀝青混合料面層施工當中，要合理控制各項性能指標，保證滿足施工規定要求，確保面層施工質量。

4.3 質量檢測分析

白改黑路面共振破碎施工后，按照相關測試規程要求，需對加鋪瀝青層后的路面進行性能檢測與分析，主要檢測指標包括平整度、滲水系數、橫向力系數等，具體結果如下：

（1）平整度檢測。實測平均值為1.2 m/km，標準值為≤2.0 m/km，可滿足規定要求。

（2）橫向力系數檢測。實測平均值為67，標準值為≥54，可滿足規定要求。

（3）構造深度檢測。實測平均值為1.3 mm，標準值為≥0.7 mm，可滿足規定要求。

（4）滲水系數檢測。實測平均值為27.1 mL/min，標準值為≤80 mL/min，可滿足規定要求。

由此可見，白改黑共振破碎施工后，路面各項性能均可達到規定要求，具有良好的施工應用效果。

5 結束語

綜上所述，水泥路面是最常見的一種路面結構形式，其特點為剛度大、荷載擴散能力強、穩定性好等，因此，在我國公路建設當中得到了廣泛應用。近年來，隨著我國經濟的迅速發展，車流量日益增長，大量早期修建的水泥混凝土路面承載能力下降，已無法滿足交通量需求，車輛通行速度和安全備受影響。尤其是在行車荷載和自然因素的長期作用下，水泥混凝土路面病害頻頻出現，為了更好地發揮道路通行的優勢，必須重視公路提質改造，“白改黑”路面是最常見的一種路面改造維修方法，為了全面提升路面施工質量，可以充分利用共振破碎技術優勢，從而改善路面使用性能，延長工程使用壽命，更好地為我國公路建設事業服務。

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