MHB共振碎石化技術在舊路改擴建工程中的應用

王家寶

(黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150027)

我國改擴建工程逐漸增加，部分省道升級為國道、原有的道路需要進行擴建，增加車道。在這種環(huán)境需求之下，就需要對原有的舊路進行合理的處理。其中需要處理的道路大多是水泥混凝土路面，根據(jù)設計要求將其改建為瀝青混凝土路面。采用MHB共振碎石化技術，形成混合料基層，提高了施工效率、降低了施工成本。實現(xiàn)公路行業(yè)建設綠色化，提高舊路改擴建工程中的資源再利用率。

1 工程概況

以臨泉縣國道G345工程建設項目為例，國道工程建設段長共16 km。在改擴建計劃中，通過對G345國道舊路基層狀況進行了統(tǒng)計，斷板率高達59.16%，路面情況受損非常嚴重，采用碎石化方案進行路面處理。交通主管部門組織專家對現(xiàn)有的路況進行了評審，對改造方案的設計與評估，提出了兩種改擴建方案。其中一是徹底翻挖原有舊路結構，采用半剛性基層水穩(wěn)基層結合瀝青面層，其二將舊水泥路面通過碎石化工藝加工為基層，在其表面處理后鋪筑新瀝青面層。國道G345沿線存在大量居民，行車交通量大，為降低舊路改擴建施工造成的交通影響，在結合項目未來的考慮工期、工程造價以及綠色施工等因素的基礎綜合考慮上，決定采用舊水泥混凝土路面碎石化技術。兩種方案的綜合比選詳見表1。

2 施工準備

2.1 施工環(huán)境準備

舊路碎石化施工的效果受MHB破碎施工機械性能、碎石化工藝、舊路基層力學性能等不同條件影響，為保證最佳的碎石化效果，收集關鍵工藝參數(shù)。在施工前通過修筑試驗段，現(xiàn)場段落的試驗MHB破碎機施工的最佳施工參數(shù)。本次碎石化的試驗段在K17+700～K17+900段落的左幅，段落全長為200 m，共振碎石化施工面積為2 200 m2。現(xiàn)場試驗段無地下結構物，其舊路主要病害為板面裂縫與板角斷裂。在施工前，舊路上嚴重的板塊病害完成了換填。

表1 舊路改造方案比選

2.2 碎石化防水處理

碎石化后的舊路基層其均勻性提升明顯，需重點控制排水防止碎石化基層被水侵蝕。根據(jù)當?shù)貧庀蟮闹卸唐谔鞖忸A報動向，根據(jù)當?shù)貧夂蜃兓闆r，合理調(diào)整施工計劃，選擇晴天施工。現(xiàn)場根據(jù)水穩(wěn)施工日進度進行碎石化，在完成后立即進行封層灑布，保證破碎一段、攤鋪一段、成形一段。當天破碎工程量滿足第2 d水穩(wěn)攤鋪進度。現(xiàn)場準備足夠的防雨布，當天破碎碾壓后，及時撒布透層油和石屑，如果當天未能撒布，依據(jù)天氣情況夜間采用防雨布進行覆蓋，防止夜間降雨。做好各工序銜接，在保證水穩(wěn)攤鋪面連續(xù)的情況下不進行大面積破碎。如遇突然降雨現(xiàn)場及時進行覆蓋。雨后立即檢測舊路是否積水，對舊路積水路段進行自然晾曬，先破碎其他路段。依據(jù)舊路面縱坡，先高后低進行破碎覆蓋，利于現(xiàn)場排水。

3 碎石化技術的應用

3.1 MHB碎石化機械參數(shù)調(diào)整

G345國道施工中主要采用自行式MHB設備，該設備配有8對重錘用于破碎，重錘以兩排布置循環(huán)作業(yè)，每對重錘由由獨立液壓系統(tǒng)進行控制，破碎系統(tǒng)協(xié)同行進速度和調(diào)節(jié)高度、頻率對路面進行破碎處理，典型的工作效率為單車道100 m/h。MHB碎石化施工中首先通過試驗段確定適合本路段的施工參數(shù)，將MHB碎石化機械參數(shù)調(diào)整根據(jù)經(jīng)驗取落錘高度為1.1～1.2 m，落錘間距為10 cm，逐級調(diào)整破碎參數(shù)對路面進行破碎，測定破碎效果，當碎石化后的路表呈鱗片狀時，表明碎石化的效果能滿足規(guī)定要求，記錄此時采用的破碎參數(shù)。

3.2 MHB碎石化工藝

MHB碎石化施工過程中，每一遍錘頭破碎寬度約0.2 m，在破碎一遍后，緊接著破碎第二遍時，第二遍破碎區(qū)域間隔控制在半個錘頭寬度以內(nèi)，破碎的順序為舊路板邊緣開始向道路內(nèi)側進行破碎，嚴格控制隔行破碎現(xiàn)象。在進行破碎層碾壓前，對破碎層進行清理，以保證碾壓后破碎層的強度及穩(wěn)定性。破碎的順序為舊路板邊緣開始向道路內(nèi)側進行破碎。

3.3 碎石化碾壓施工工藝

碎石化碾壓施工中對于直線和不設超高的平曲線段，由兩側路肩開始向路中心碾壓；設超高的平曲線段，應由內(nèi)側路肩向外側路肩進行碾壓。在共振破碎后及時使用Z型壓路機進行碾壓作業(yè)，每段落碾壓為3～5遍，壓實速度不應超5 km/h，再采用鋼輪振動壓路機振動壓實或靜壓1～3遍。碎石化后通過碾壓，將表面的扁平顆粒進一步破碎，同時穩(wěn)固下層塊料，為后續(xù)工序提供一個平整的表面。

3.4 土工格柵鋪設

此類技術常用于舊路改擴建，其中G345國道基層涉及新鋪設段落以及碎石化段落同步施工。在涉及加寬拼接位置布置土工格柵，通過在加寬拼接位置處進行布置土工格柵能有效的提高加筋承載面的嵌鎖、咬合作用、增強基層的承載力、增強基層穩(wěn)固性能，讓碎石化底基層與新鋪設基層更好的結合。

布置的土工格柵以鋼塑土工格柵為主，其性能同時滿足經(jīng)向、緯向斷裂強度≥80 kN/m。因土工格柵布置在加寬拼接位置，使得基層之間得到有效的加固。

3.5 碎石化層頂面封層撒布

在布置的土工格柵后，為提高碎石化基層質(zhì)量以及其耐用性。在其碎石化層頂面進行封層撒布。通過同步碎石撒布車，同時撒布乳化瀝青以及碎石(粒徑0.5～1)。讓碎石化基層表面覆蓋乳化瀝青封層，其關鍵作用首先是防水，并起到基層之間的過渡和有效連接作用。有效的將碎石化層表面松散處的加固補強，對于需要臨時開放交通的段落，也可以有效的防止碎石化層因天氣或車輛作用出現(xiàn)水毀。

表2 碎石化層頂面封層材料的規(guī)格和用量

3.6 封層施工

使用同步碎石撒布車在施工過程中均勻速度向前行使噴灑，同步進行碎石灑布。作業(yè)時在整個工作寬度和長度范圍內(nèi)灑布均勻，對灑布車灑不到的部位及漏灑的部位，用人工灑布機補灑，對局部噴灑過量的部位用人工緊跟灑布車后及時檢查并用掃帚掃勻。灑鋪時及時檢測噴灑量，噴灑量按0.75～1.0 kg/m2(乳化瀝青)控制，灑布的瀝青滲入基層深度不小于5 mm，并保證不在表面流淌，并能與基層聯(lián)結成為一體。待頂面封層撒布完成后，在上方進行結構層或面層的攤鋪。

4 施工質(zhì)量控制措施

4.1 碎石化控制

碎石化后檢測碎石化的效果，在試驗區(qū)內(nèi)隨機選取2個獨立的位置開挖1 m2的試坑，選擇試坑避開有橫向接縫或工作縫的位置。并將試坑應開挖至舊路基層，以在全深度范圍內(nèi)檢查碎石化后的顆粒是否在規(guī)定的粒徑范圍內(nèi)。試坑檢驗完成后采用1～3粒徑碎石回填。

4.2 預裂要求

對于高強度舊路基層處，碎石化機械的施工效果不符合預期時。采用破碎錘進行混凝土路面的預裂，隨后進行碎石化施工，確保碎石化后達到預期效果。預裂后，根據(jù)預裂情況進行試驗段施工，重新確定碎石化破碎的施工參數(shù)。

4.3 施工質(zhì)量檢測

表3 共振碎石化施工質(zhì)量檢測標準

5 結 論

在以往公路施工工藝不高、質(zhì)量控制意識不強的環(huán)境下，水泥混凝土路面施工容易、成本低廉被廣泛使用。但隨著交通量增大，水泥混凝土路面的弱點也凸顯出來，多年使用后出現(xiàn)各種病害，行車安全造成隱患。部分省道升級為國道、原有的道路需要進行擴建，增加車道。目前改擴建工程逐漸增加，在這種環(huán)境需求之下，就需要對原有的舊水泥混凝土路進行合理的處理。采用MHB共振碎石化技術，形成再生基層，提高了施工效率、降低了施工成本。實現(xiàn)公路行業(yè)建設綠色化，提高舊路改擴建工程中的資源再利用率。