楊秀欽

（福建省億達(dá)工程咨詢(xún)有限公司　福建　泉州　362000）

打裂壓穩(wěn)技術(shù)機(jī)理及其在“剛改柔”項(xiàng)目中的應(yīng)用

楊秀欽

（福建省億達(dá)工程咨詢(xún)有限公司福建泉州362000）

舊有混凝土路面改造多采用瀝青加鋪（白加黑），對(duì)剛性混凝土路面采用打裂成一定尺寸后碾壓穩(wěn)定（打裂壓穩(wěn)）的方案具有徹底解決反射裂縫、施工簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)打裂壓穩(wěn)技術(shù)進(jìn)行了機(jī)理分析，結(jié)合工程實(shí)例總結(jié)了打裂壓穩(wěn)施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)。

舊路改造；白加黑；打裂壓穩(wěn)；反射裂縫

1　前言

在我國(guó)舊有混凝土道路改造中，“白加黑”是目前廣泛采用的方式。白加黑存在的主要問(wèn)題是瀝青面層容易產(chǎn)生反射裂縫[1～3]。水泥混凝土路面的板縫在溫度變化和車(chē)輛載荷作用下，產(chǎn)生水平和垂直方向的位移，向上反射從而導(dǎo)致沿水泥板縫處瀝青路面發(fā)生開(kāi)裂。由于水泥混凝土與瀝青混凝土之間剛度相差大，如何消除或減少反射裂縫對(duì)瀝青面層路面的影響是舊路改造的技術(shù)難點(diǎn)。

對(duì)照混凝土路面不同程度的破壞情況，采取針對(duì)性的補(bǔ)救方法。美國(guó)對(duì)水泥路面改造應(yīng)用研究起步較早，提出有效的處治方法包括碎石化、打裂壓穩(wěn)和打碎壓穩(wěn)，主要差別在于形成的“顆粒”粒徑不同，從而對(duì)舊水泥混凝土路面減緩或消除反射裂縫的效果也不盡相同[4]。國(guó)內(nèi)規(guī)范[5]依據(jù)混凝土路面單點(diǎn)實(shí)測(cè)彎沉值lr大小判斷舊路面技術(shù)狀況，采取不同的處理方案，如表1所示。

表1　不同路面狀況的處理方案選擇

打裂壓穩(wěn)技術(shù)結(jié)合高彈性改性瀝青層在“剛改柔”工程項(xiàng)目中具有較大的優(yōu)勢(shì)。其技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)是使用沖擊方式使剛性路面產(chǎn)生不規(guī)則開(kāi)裂，控制其開(kāi)裂（破碎）深度及程度，發(fā)揮剛性路面的相當(dāng)強(qiáng)度，將其作為基層使用；之后鋪筑一層高彈改性瀝青應(yīng)力吸收層，以消除或減少加鋪瀝青混凝土面層反射裂縫。

美國(guó)規(guī)范[6]將打裂壓穩(wěn)定義為“在攤鋪瀝青面層之前，將現(xiàn)有的水泥混凝土路面打裂，然后碾壓這些破裂的混凝土直到固定時(shí)為止”。對(duì)于打裂的斷片，面積要求0.11～0.17m2之間。對(duì)于擴(kuò)散性裂縫的深度要超過(guò)25mm，在打裂作業(yè)時(shí)嚴(yán)禁將混凝土板塊及基層震碎。

2　打裂壓穩(wěn)機(jī)理分析

打裂壓穩(wěn)是在舊剛性路面上施加高能量低頻沖擊外力，使其開(kāi)裂而喪失整體板體性；在壓路機(jī)碾壓作用下，脫空的板塊由于支撐較弱而向下發(fā)生位移，板塊間互相嵌擠密實(shí)形成強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的結(jié)構(gòu)層。經(jīng)過(guò)打裂壓穩(wěn)處理后的舊剛性面路板，塊體尺寸小且被穩(wěn)固在基層上，水平應(yīng)力及垂直應(yīng)力均較??；破裂的小塊體“嵌擠鎖結(jié)”，形成無(wú)應(yīng)力狀態(tài)的、均勻穩(wěn)定的基層，可減少瀝青混凝土加鋪層的反射裂縫（如圖1）。

圖1　打裂后的小板塊嵌擠鎖結(jié)

3　打裂壓穩(wěn)技術(shù)的工程應(yīng)用

福建省省道206線K179+950-K188+160段路面改建工程起點(diǎn)位于永春縣桃城鎮(zhèn)德風(fēng)環(huán)島處，終點(diǎn)位于省道206線永春縣與南安市交界處，項(xiàng)目全長(zhǎng)8.21km。現(xiàn)狀水泥混凝土路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為公路二級(jí)（山嶺重丘40km/h），本次改建要求對(duì)水泥混凝土路面處理后加鋪瀝青面層。

3.1混凝土路面現(xiàn)狀調(diào)查

改建方案設(shè)計(jì)前重點(diǎn)調(diào)查破碎板塊、開(kāi)裂板塊、板邊角的破損狀況，調(diào)查縱、橫向接縫拉開(kāi)寬度、錯(cuò)臺(tái)位置與高度，結(jié)合彎沉檢測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)查板底脫空位置，按現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行病害種類(lèi)、范圍及程度的評(píng)價(jià)和分級(jí)，并按車(chē)道畫(huà)出全線的路面病害平面圖。

查詢(xún)養(yǎng)護(hù)記錄，本路段2010年進(jìn)行破損板修補(bǔ)，面積為5296m2，修補(bǔ)率2.8％。病害調(diào)查全線路面板出現(xiàn)裂縫、斷角、破碎及板邊破裂病害的共有615塊，斷板率為5.81％，判定為中級(jí)。全線彎沉值實(shí)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

表2　舊路面單點(diǎn)實(shí)測(cè)彎沉值統(tǒng)計(jì)

經(jīng)計(jì)算，全線接縫傳荷系數(shù)為65.7％，評(píng)定為中級(jí)。規(guī)范要求，對(duì)于評(píng)價(jià)等級(jí)為中、次的水泥混凝土路面，宜選用破碎后加鋪新面層的方式進(jìn)行改造。

3.2打裂壓穩(wěn)施工要點(diǎn)

（1）施工準(zhǔn)備：施工前對(duì)地下涵管、埋深小于2m的構(gòu)造物相應(yīng)位置設(shè)立明顯標(biāo)志。

（2）排水控制：在進(jìn)行打裂施工前應(yīng)設(shè)置好排水設(shè)施，使破碎后的剛性面層、基層和路基處于較好的排水狀態(tài)。

（3）打裂施工：施工時(shí)采用沖擊機(jī)產(chǎn)生沖擊能對(duì)混凝土路面打裂。在沖擊作用下，混凝土板塊擊裂成平均邊長(zhǎng)40～60cm、較為均勻的裂塊，打裂后應(yīng)使75％以上的路面不規(guī)則開(kāi)裂。打裂要求沖擊力形成部分裂縫貫穿全板厚度，路面上半部分由于沖擊作用力較大形成較小板塊，下半部分板塊尺寸較大，但不宜使路面板產(chǎn)生過(guò)大位移及大量碎屑并避免過(guò)度打裂以影響舊路面的整體強(qiáng)度。另外，裂縫的存在保證了混凝土板內(nèi)應(yīng)力的釋放，減少反射裂縫。

（4）壓穩(wěn)施工：采用膠輪壓路機(jī)對(duì)被打裂的剛性路面板進(jìn)行壓穩(wěn)，脫空的板塊由于支撐較弱而向下發(fā)生位移，可以消除板底脫空現(xiàn)象。壓穩(wěn)的目的是使打裂的混凝土塊體與基層密貼在一起成為更加穩(wěn)固的支撐。每壓穩(wěn)一遍測(cè)量一次，當(dāng)沉降差平均值小于5mm、標(biāo)準(zhǔn)差小于3mm時(shí)為壓穩(wěn)合格。打裂壓穩(wěn)后舊路面的回彈模量不小于32MPa。

（5）防水處理：原有舊剛性面板的接縫、裂縫均要重新進(jìn)行清縫，用改性瀝青材料進(jìn)行灌縫以防止水從路面滲入基層，保證基層有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

（6）灑布透層油：由瀝青灑布車(chē)噴灑，用量為1～1.8kg/m2。

（7）高彈性應(yīng)力吸收層施工：應(yīng)力吸收層采用高彈性、高瀝青含量、高聚合物改性瀝青進(jìn)行拌制，碾壓厚度取2cm。

（8）瀝青路面的施工：應(yīng)力吸收層施工完成8～12h后按常規(guī)程序攤鋪瀝青混凝土面層。

4　打裂壓穩(wěn)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

路面打裂壓穩(wěn)可采用路面的板塊尺寸和壓實(shí)沉降差進(jìn)行檢查。由于國(guó)內(nèi)水泥混凝土路面的板塊尺寸與國(guó)外不同，一般將舊水泥混凝土板塊沿路面縱向每隔0.5～0.6m的間距進(jìn)行打裂壓穩(wěn)施工即可。要求路面板經(jīng)打裂后形成的不規(guī)則開(kāi)裂面積控制在0.4～0.6m2，檢驗(yàn)方法通過(guò)以下三種手段來(lái)認(rèn)定：

（1）外觀鑒定：由于裂縫細(xì)小，在路面干燥的情況下識(shí)別路面開(kāi)裂比較困難。因此，打裂前需在前方路面一定范圍內(nèi)均勻?yàn)⑺?，然后打裂施工，可以看到開(kāi)裂痕跡并伴有氣泡。在路面水消失后可見(jiàn)清晰的裂縫痕跡，由此鑒別開(kāi)裂程度是否滿(mǎn)足要求。

（2）現(xiàn)場(chǎng)取芯：由于路面開(kāi)裂方向是隨機(jī)的，取樣位置宜選擇在錘頭沖擊痕跡的端部或開(kāi)裂交叉點(diǎn)。

（3）挖開(kāi)查驗(yàn)：選擇有代表性的幾塊板，用挖掘機(jī)或人工翻挖并量測(cè)。

5　結(jié)論

通過(guò)在省道206線上的應(yīng)用，通車(chē)半年后瀝青表面沒(méi)有出現(xiàn)反射裂縫，整體路況很好。打裂壓穩(wěn)技術(shù)充分發(fā)揮混凝土板塊強(qiáng)度，提高了新路面的穩(wěn)定性，滿(mǎn)足道路使用要求。

作為一種原位破碎利用技術(shù)，水泥混凝土路面打裂壓穩(wěn)技術(shù)適用于水泥混凝土路面大部分技術(shù)狀況，應(yīng)用范圍廣。同時(shí)，施工速度快，影響范圍較小，適用于建筑物、地下構(gòu)造物比較密集地區(qū)的舊水泥混凝土路面改造。

打裂壓穩(wěn)技術(shù)減少水泥混凝土建筑廢料的處理，對(duì)舊路面的重復(fù)利用減少了資源消耗，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]劉濤.公路舊水泥混凝土路面瀝青加鋪改造的探討.城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（9）.

[2]朱寧.混凝土壓漿技術(shù)在舊路瀝青加鋪改造中的應(yīng)用.中國(guó)市政工程，2014，2（1）.

[3]李俠.基于應(yīng)力吸收層的水泥混凝土瀝青加鋪路面力學(xué)特性分析.西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（03）.

[4]AI.Asphalt Overlay for highway and street rehabilitation.MS-17，2000，1.

[5]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ073.1-2001）[S].人民交通出版社，2001，9.

[6]Standard of America.Guide Specifications for Highway Construction（ISBN Number：1-56051-378-0）[S].2008.

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2015-5-13