水泥混凝土路面碎石化施工工藝淺談
邯鄲市交通運輸局公路勘察設計院     石素燕
【摘要】：本文分析了水泥混凝土改為瀝青混凝土施工過程中，把原有路面進行碎石化處理的工藝，總結了實踐經驗，取得了一定的效果
關鍵字：碎石化   施工特點
 隨著社會經濟發(fā)展，人們生存生活條件不斷改善，對衣食住行要求不斷提高，尤其對出行的舒適性要求越來越高，由于八九十年代修建的水泥混凝土路面進入使用末期，在這幾年大部分需要改造成瀝青混凝土，在改造過程對水泥混凝土路面利用與瀝青混凝土面層抗裂成瀝青混凝土面層施工和設計需要解決課題。
 一、水泥混凝土路層利用
 舊水泥混凝土路面破碎處理技術是對舊水泥混凝土路面大修或改造的重要手段。舊水泥混凝土路面破碎處治技術是將水泥混凝土路面通過專用設備一次性破碎為碎塊柔性結構，因破碎后其顆粒粒徑小，力學模式更趨向于級配碎石，這種結構不僅具有一定承載力，而且具有有效防止或限制反射裂縫發(fā)生、發(fā)展的作用。在具體水泥混凝土破碎施工中一般采用打裂壓穩(wěn)，打碎壓穩(wěn)和碎石化。碎石化是破碎后顆粒粒徑最小的一種破碎方式，跟級配碎石比較接近更有限制裂縫發(fā)展可能性，因此在水泥混凝土路面改造過程一般愿意采用破碎方式，在近年得到很大的發(fā)展和運用。
 在98年106國道改造過程，采用打裂壓穩(wěn)破碎水泥混凝土路面方式改造水泥混凝土路面，經過近十年行車發(fā)現(xiàn)瀝青路面面層裂縫比較多，并且瀝青面層要經常維修來維持道路行車舒適性。這樣帶來瀝青面層維修費用增加，不利于經濟效益提高。隨著國內外對水泥混凝土路面改造技術研究和應用，特別碎石化設備經濟性和成套性提高，大型成套設備運用，碎石化改造水泥混凝土路面成為可能。
 我市邢峰線在98年完成水泥混凝土路面建成，由于該道路位于我市西部丘陵運輸石料車輛比較多，特別是在剛建成時大量超載車輛使水泥混凝土路面不堪承受，出現(xiàn)大量破塊，嚴重影響車輛行駛和增加養(yǎng)護部的成本。因此為了做好水泥混凝土路面改造工程，對邢峰線賀莊橋南左幅1km作為改造工程施工前導段進行施工，采用兩種破碎方式進行破碎，即采用MHB（Multiple—Head  Breaker）類設備和共振式設備進行破碎，共振式碎石化設備破碎程度較高，破碎后顆粒粒徑更小，同時對周圍結構物影響較大，板塊強度損失程度也較大，需要加鋪的路面結構要求更高，因而不夠經濟。
 施工過程中，對通過兩種方式破碎后，進行承載能力測設，發(fā)現(xiàn)共振式碎石化設備對原來下層結構承載能力有破壞作用，使下層承載原來受力結構破壞，并且在短期不能恢復其重塑結構，從而影響整體承載能力，增加加鋪基層厚度和瀝青面層厚度，不夠經濟。
 二、水泥混凝土碎石化后的強度形成機理
 水泥混凝土路面碎石化后分為表面細粒散層，碎石化層上部積碎石化層下部三個層次，碎石化層表層約2~5cm，碎石化層上部厚度約10cm，碎石化下部厚度約10cm。因此在碎石化過程中控制MHB類設備速度，達到上述控制要求，否則影響強度形成。
 1）碎石化層表層在壓實過程中，顆粒被壓密，形成嵌擠薄層，通過灑布透層油，具有較高的黏結力，并且具有一定的強度和穩(wěn)定性。
 2）碎石化層上部強度來源，碎石化層上部強度主要有：一是來源于內摩阻角，粒徑越大，則內摩擦角越大；二是來源于預壓應力，因舊水泥混凝土面板破碎時，混凝土產生側向體積膨脹，混凝土顆粒徑越小，膨脹趨勢越大，產生的預壓應力越大，承載能力也越大。
 3）碎石化層下部強度來源，碎石化層下部是裂而不碎，契合良好，聯(lián)鎖咬合的塊體結構，具有良好的拱效應，能將豎向壓力變?yōu)樗�平推力，借以擴散荷載。另外該結構靜定且自穩(wěn)，具有很好的咬合嵌擠作用。由于碎石化下層是整體的水泥混凝土板破碎成裂而不碎的一層，并沒有豎向貫穿裂紋，因此，該層中鄰近的混凝土塊在形狀上有較好的齒合度，伴隨著收斂位移的發(fā)生，呈交錯咬合狀排列，該層處于聯(lián)鎖咬合狀態(tài)，形成所謂的“聯(lián)鎖咬合塊體”結構，具體表現(xiàn)為各種形式的咬合梁、拱結構。在外力作用下鄰近的混凝土塊間產生的咬合嵌擠作用，比普通嵌鎖作用更大，提供的強度更高，具有更好的結構穩(wěn)定特性。
 三、碎石化技術的主要特點
 MHB碎石化再生技術的主要優(yōu)勢是通過破碎將舊水泥混凝土路面結構強度降低到一定程度，防止反射裂縫的發(fā)生，同時能夠實現(xiàn)兩者較好的平衡，舊路面進行MHB碎石化后應具有以下特點：
 1）碎石化能使原水泥混凝土板塊在平面上強度分布均勻。
 2）碎石化后仍能保留原水泥混凝土路面的一定強度。
 3）碎石化可以消除原水泥混凝土路面病害，特別對原水泥混凝土路面結泥造成空隙病害。
 4）碎石化后的粒徑合理，不會產生應力集中現(xiàn)象。
 四、水泥混凝土路面碎石化施工工藝和質量控制方法
 1、MHB設備的一般施工工藝
 使用MHB設備進行路面碎石化處理并加鋪瀝青路面結的一般工藝流程為移除現(xiàn)有的罩面層→設置排水設施→特殊路段處理→構造物標記→設置測量控制點→交通管制→破碎水泥混凝土路面→修復軟弱基層或路基→廢棄材料清除→破碎后水泥混凝土路面碾壓→與非破碎段縫處治→透層或封層施工→攤鋪熱拌瀝青混合料。
 在水泥混凝土路面碎石化前應對道路結構物的標記和保護，施工前，針對調查和結構物資料在現(xiàn)場做出明確標記，以確保這些構造物不會因拖工造成損壞。
 1）埋深在1m以上構造物不易因路面碎石化受到破壞，這種路段的正常破碎深埋在0.5~1m的構造物可能因路面碎石化而受到一定影響，這種路段可以降低錘頭高度進行輕度打裂增加錘擊次數(shù)、縮小錘擊間距，埋深不足0.5m跡的結構物及橋梁等，應禁壓破碎，避讓范圍為結構物端線外側3m以內的所有壓域。
 2）距路肩10m處的建筑物不易因路面碎石化受到破壞，這種路段可以正常破碎，對于路肩處5~10m范圍存在建筑物的路段，施工時應降低錘頭高度對路面進行輕度打裂增加錘擊次數(shù)，縮小錘擊間距，對于路肩處5m以內存在建筑物的路段，應禁止破碎。
 3）對于不同埋深的構筑物，地下管線，房屋等，應采用不同標志的紅色油漆標注清楚，用以區(qū)別破碎，保證安全。
 4）上跨構造物和凈空，施工前測量上跨構造物的凈空，應盡量同時確保罩面后凈空和罩面厚度。
 2、施工質量控制
 一般在碎石化施工前必須做試驗段。在試驗段施工過程根據水泥混凝土路面使用現(xiàn)狀決定破碎是落錘跡間距，然后選擇具有代表性路段作為試驗段，其長度最小100m，采用不同落錘高度和錘跡間距。試驗段施工結束后，對不同錘跡間距的區(qū)段粒進行檢測，選擇破碎程度符合設計要求對應的控制指標。最后檢測回彈彎沉，驗證其是否滿足變異性要求。直到符合設計回彈，模量指標，否則要增加試驗段長度并增加落錘高度或減小錘跡間距的方式調節(jié)，以使其破碎程度增加，變異性減小，滿足設計要求。
 根據試驗段結果作為施工過程控制參數(shù)，在單幅路面長度超過1km時，或當破碎粒徑發(fā)生突變處應挖試坑抽檢，驗證粒徑是否滿足要求。如果不滿足要作加幅調整，必要時檢測回彈模量指標，有條件時應該每500m檢測回彈模量。施工時專人負責查檢破碎粒徑，發(fā)現(xiàn)差異較大時立即查明原因或檢測回彈模量，確保碎石化施工質量。
            

作者簡介：
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