【摘 要】本文通過分析G204改建采用碎石化的背景，然后對碎石化施工工藝過程進行闡述，實踐證明，碎石化技術應用在G204奎汾段改建工程中，能夠有效的利用舊路材料，改善舊路使用狀況，可以在一定程度上加快本項目的改建進度，為本項目改建施工帶來巨大的優(yōu)勢。

【關鍵詞】舊水泥砼路面；碎石化路面；處理措施

1.工程概況

G204煙上線奎山-汾水段改建工程是G204日照段的一部分，全長32.047公里，為二級路加寬改建升級為一級公路，雙向四車道，設計速度為80km/h，路面寬23米，路基寬24.5米。路面結構設計為：老路部分為瀝青封層+≧8cm大粒徑瀝青碎石（LSPM-25）+6cm瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-20）+4cm瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-13）；加寬部分為20cm水泥穩(wěn)定碎石底基層+2*18cm水泥穩(wěn)定碎石基層+10cm大粒徑瀝青碎石（LSPM-25）+6cm瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-20）+4cm瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-13）。

該工程中的原濤雒收費站路面為砼路面，結構為24cm砼路面+32cm水穏基層，寬度為37.5m，樁號為K358+688-K358+988。原設計為拆除舊水泥混凝土路面后新建水泥混凝土路面。

由于在改建過程中按照國家有關規(guī)定此收費站取消，故原設計的水泥混凝土路面無需再施工，需按照本工程正常段的路面設計結構進行施工。

2.碎石化技術的原理

水泥混凝土路面碎石化是一種舊水泥混凝土路面破碎處治技術，是對舊水泥混凝土路面大修或改造的重要手段。該技術是將舊水泥混凝土路面的面板，通過專用設備一次性破碎為咬合嵌擠碎塊結構，可充分利用舊路殘余強度，且保護環(huán)境，節(jié)約資源。這種結構不僅具有一定的承載力，而且具有防止或限制反射裂縫發(fā)生、發(fā)展的作用，破碎后的粒徑范圍為2～40cm，力學模式趨向于級配碎石。

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，同時能實現(xiàn)結構強度與反射裂縫兩者較好的平衡。舊水泥混凝土路面進行碎石化后具有以下特點：碎石化能使原水泥混凝土板塊在平面上強度分布均勻；碎石化能保留原水泥混凝土路面的一定強度；碎石化可以消除原水泥混凝土路面病害；碎石化后的粒徑合理，不會產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象。

舊水泥混凝土路面碎石化后，可以直接作為新路面結構的基層或底基層，如果舊水泥混凝土路面碎石化后具有較高的強度，能夠滿足道路承載要求，可作為路面基層直接加鋪路面面層，新加鋪面層可以是瀝青混凝土路面，也可以是水泥混凝土路面。

3.碎石化技術的引進

鑒于此段水泥混凝土路面斷板較為嚴重，直接加鋪瀝青砼結構層后，反射裂縫很快就會出現(xiàn)，故不適合直接加鋪瀝青層。因此建議將舊水泥混凝土路面碎石化再生利用做基層，然后加鋪瀝青混凝土路面。這樣不僅不用再挖除外運廢舊水泥混凝土老路面，而且對廢舊材料進行再生利用，既很好的節(jié)省了施工材料，在很大程度上降低了施工成本，還能夠提高工程的施工進度，同時，解決了丟棄水泥碎塊垃圾的環(huán)保問題，減少了公路廢料對環(huán)境的不利影響。

在經(jīng)過業(yè)主同意后，會同設計單位進行了實地高程測量和路面情況調(diào)查分析，此段水泥混凝土路面雖然出現(xiàn)斷板現(xiàn)象，但是板體未出現(xiàn)松散的狀況，無沉陷、唧漿等現(xiàn)象，基層穩(wěn)定，且原路面高程和設計高程之間高差能滿足直接將舊水泥混凝土路面碎石化作為基層直接加鋪設計的瀝青路面結構層厚度的要求。最后，確定此段舊水泥混凝土路面采用MHB多錘頭破碎機和Z型壓路機配合的工藝進行碎石化處理。碎石化后采用路面寬度為23米，結構層為：灑布透層、封層+≧8cm大粒徑瀝青碎石（LSPM-25）+6cm瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-20）+4cm瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-13）。超寬部分老路面挖除后，做好排水設施后，填土綠化。

4.碎石化技術的應用

4.1碎石化前設備的準備

對碎石化設備調(diào)試。本公路工程破碎路面采用（Multipe-HedBreaker）多錘頭破碎機，多錘頭水泥路面MHB破碎機是自行式破碎設備，設備后部平均配備兩排成對錘頭，這樣在設備全寬范圍內(nèi)可以連續(xù)破碎，破碎機理是通過重錘的下落對水泥混凝土板塊產(chǎn)生瞬時、點狀的沖擊作用，其具有以下特點：整幅車道寬度單次多點破碎；錘擊功可以調(diào)節(jié)；破碎效率很高；破碎后顆粒組成特性較好；破碎后的表面平整度較高；方便調(diào)節(jié)，作業(yè)靈活。每一個錘頭的提升高度在油缸行程范圍內(nèi)可獨立調(diào)節(jié)。

Z形輪振動壓路機攜帶專門加工的鋼箍通過螺栓固定在振動鋼輪表面，它用于破碎水泥混凝土路面后的表層補充破碎，作用是進一步碾壓碎石化后的路面，為加鋪提供一個平整的表面。

為此在破碎前先對多錘頭破碎機、壓路機等應調(diào)試到最佳狀態(tài)，并準備好足夠配件。

4.2試驗段施工

1）舊水泥混凝土路面破碎質(zhì)量主要受破碎機械自身參數(shù)設置、破碎順序、破碎施工方向以及不同基層強度、剛度條件對破碎機械調(diào)整要求等的影響，這些因素均對舊水泥混凝土路面的破碎程度、粒徑大小排列、形成的破碎面方向、破碎深度等產(chǎn)生影響。因此，在正式的大規(guī)模破碎化施工前有必要進行試破碎，通過試驗段的試破碎進行破碎機械參數(shù)的調(diào)試和施工組織措施，以達到規(guī)定的粒徑和強度要求。

在本路段的左幅靠邊部位置選擇長100米寬3米的范圍進行試驗段施工。

根據(jù)經(jīng)驗，一般取落錘高度為1.1～1.2m，落錘間距為10cm，逐級調(diào)整破碎參數(shù)對路面進行破碎，目測破碎效果，當碎石化后的路表呈鱗片狀時，表明碎石化的效果能夠滿足規(guī)定的要求，記錄此時采用的破碎參數(shù)。

2）挖試坑檢查。

為確保路面碎石化能滿足：75%的混凝土路面破碎成表面最大尺寸不超過7.5cm，中間不超過22.5cm，底部不超過37.5cm的粒徑，應開挖試坑進行檢查。在試驗段內(nèi)隨機選取2個獨立的位置分別開挖1m2的試坑，試坑的選擇應避開有橫向接縫或工作縫的位置。試坑應開挖至基層，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)。如果破碎的混凝土路面粒徑?jīng)]有達到要求，那么設備控制參數(shù)必須進行相應的調(diào)整，并相應增加試驗段，循環(huán)上一個過程，直至要求得到滿足，并記錄符合要求的MHB碎石化參數(shù)以備查。

3）破碎后的壓實要求

壓實的作用主要是將破碎的路面的扁平顆粒進一步的破碎，同時穩(wěn)固下層塊料，為新鋪筑的水穩(wěn)及瀝青面層提供一個平整的表面。破碎后的路面應采用Z型壓路機和單鋼輪振動壓路機壓實，碾壓遍數(shù)建議1～2遍，壓路機進行速度不宜超過5km/h，要求Z型壓路機的噸位在16噸及16噸以上。在路面綜合強度過高或過低的路段應避免過度壓實，以防造成表面粒徑過小或?qū)⑺槭瘜訅喝牖鶎印?/p>

4）回彈模量檢測。

試驗段測試的內(nèi)容除顆粒粒徑外還有頂面的當量回彈模量（或增加回彈彎沉測試），檢測要在乳化瀝青灑布之后，以上測試的試驗段測點數(shù)至少需要9個。一般情況下，對于直接加鋪瀝青混凝土的路面結構，回彈模量平均值控制在150～500MPa之間。

4.3正式施工。

根據(jù)通過試驗段總結的破碎、碾壓工藝組合，在該段進行推廣使用，在正常碎石化施工過程中，應根據(jù)路面實際狀況對破碎參數(shù)不斷做出微小的調(diào)整。當需要對參數(shù)作出較大調(diào)整時，應及時通知監(jiān)理工程師和現(xiàn)場技術人員。在應用時應不斷地監(jiān)控破碎操作并在施工過程中，根據(jù)實際情況進行挖驗檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時進行調(diào)整以確保碎石化效果符合技術指南的要求。

4.4碎石化施工效果判定原則及后處理

1）路面破碎要求：碎石化要把75%的混凝土路面破碎成表面最大尺寸不超過7.5cm，中間不超過22.5cm，底部不超過37.5cm的粒徑。

2）清除破碎前遺留原有的填縫料，在壓實前所有松散的填縫料、脹縫材料或其他類似物進行清除。

3）凹處回填不應修整破碎后混凝土路面或試圖平整路面以提高線形，這樣將破壞混凝土路面碎石化以后的效果。在壓實前發(fā)現(xiàn)凹處應用密級配碎石料回填并壓實到要求。破碎時最好是從混凝土路面的高處向低處破碎，以利排水。

4）與相鄰車道的連接破碎一個車道的過程中實際破碎寬度應超過一個車道，與相鄰車道搭接一部分，寬度至少是15cm。

5）乳化瀝青透層。為使表面較松散的粒料有一定的結合力，同時具有一定的防水性能，建議采用慢裂改性乳化瀝青做透層，用量宜控制在2.5～3kg/m2。乳化瀝青透層表面再撒布適量石屑后進行光輪靜壓，石屑用量以不粘輪為標準。

6）路面碎石化后頂面的當量回彈模量檢測。水泥混凝土路面碎石化后頂面的當量回彈模量是加鋪結構設計的基本參數(shù)之一，一般情況下，對于直接加鋪瀝青混凝土的路面結構，回彈模量平均值控制在150～500MPa之間。

5.碎石化技術應用小結

檢測結果顯示，路面破碎前的的監(jiān)測點荷載作用變化較為明顯，在實施破碎施工后，路面的彎沉變化較小，而且變化相對均勻，表明路面破碎效果良好，具有較好的整體性與連續(xù)性。而對破碎前后的基層頂面回彈模量進行分析，表明破碎后的回彈模量有所增加，路面穩(wěn)定性增強。施工段的試驗研究顯示，相比于其他施工技術，碎石化改造技術成本節(jié)省投資10-14元/㎡，施工工期短，不需要全封閉交通，而且能夠改善路面性能指標，節(jié)省能源，保護環(huán)境。

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