石敏+萬永紅+冉平

摘 要：以寧波侖區(qū)泰山路及S319省道甬（寧波）余（余姚）線江北段工程為例，介紹了公路水泥混凝土路面“白改黑”共振破碎碎石化基層施工要點(diǎn)和質(zhì)量控制方法，具體列出共振破碎路面基層碎石化質(zhì)量要求和原水泥混凝土路面各種路況評(píng)定條件下的共振破碎要求，為同類工程的施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面 瀝青混凝土路面 “白改黑” 質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）06（c）-0038-03

早期的公路路面以水泥混凝土路面為多，隨著交通量和載重量的飛速發(fā)展，水泥混凝土路面產(chǎn)生板底脫空、錯(cuò)臺(tái)等多種病害，正常的養(yǎng)護(hù)已不能滿足行駛要求，需要進(jìn)行大修改造。目前大修改造以將水泥混凝土路面改為瀝青混凝土路面為主，即常說的，達(dá)到環(huán)保、防塵、降噪和增添行車舒適性的效果。相對(duì)于原先的混凝土路面，白改黑后的道路路面與輪胎之間附著力增強(qiáng)，車輛在處理緊急事件中制動(dòng)性能大大提高，車輛行駛起來更加安全，更加平穩(wěn)；車輛行駛過程中產(chǎn)生的噪音將大幅度下降，為降低公路路面噪音起到了重要作用；黑色瀝青路面吸塵性能較好，能有效吸收車輛行駛過程中的揚(yáng)塵，從而能提高街道兩旁店鋪、居民住宅的空氣質(zhì)量，提高美化公路環(huán)境的質(zhì)量。

在原水泥混凝土路面“白改黑”共振破碎碎石化施工中，碎石化基層的質(zhì)量控制是保證“白改黑”工程質(zhì)量的關(guān)鍵工序，必須加強(qiáng)質(zhì)量控制。寧波交通工程建設(shè)集團(tuán)有限公司在寧波北侖區(qū)泰山路及S319省道甬（寧波）余（余姚）線江北段采用共振破碎的方法“白改黑”改造路面，取得了較好的路面改造效果。

1 原水泥混凝土路面的處理方法

1.1 直接在原水泥混凝土路面上鋪筑瀝青混凝土路面

直接加鋪瀝青層是最常用的方法，由于水泥板接縫處在荷載、溫度等的共同作用下，會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移，引發(fā)瀝青混凝土的反射裂縫，行車顛簸，影響路面的使用和結(jié)構(gòu)壽命。

1.2 挖除原水泥混凝土路面再鋪筑瀝青混凝土路面

全部挖除原水泥混凝土面板，雖然能夠徹底地解決加鋪瀝青混凝土面層反射裂縫的問題，但不能對(duì)原水泥混凝土面板加以回收利用，且移除后通常需要進(jìn)行基層補(bǔ)強(qiáng)，原水泥板需要運(yùn)輸堆放和處理，費(fèi)用昂貴，同時(shí)容易造成環(huán)境污染，不符合建設(shè)環(huán)保工程的理念。

1.3 對(duì)舊水泥混凝土路面進(jìn)行破碎

對(duì)原水泥混凝土路面進(jìn)行破碎穩(wěn)固處理后作為加鋪層的基層或底基層，較好地利用了原混凝土板的強(qiáng)度，不僅節(jié)省投資、有效地防治或延緩瀝青路面反射裂縫的產(chǎn)生或發(fā)展，是抑制放射裂縫出現(xiàn)的最有效方法，原水泥混凝土面板得到了有效的處置。國(guó)內(nèi)常用的破碎改建舊混凝土路面技術(shù)主要有3種，分別是打（斷）裂壓穩(wěn)、沖擊碾壓和共振破碎3種破碎技術(shù)。

（1）打（斷）裂壓穩(wěn)技術(shù)對(duì)于擴(kuò)散性裂縫的深度要超過25 mm，但是在打裂作業(yè)時(shí)不能將水泥混凝土面板和基層震碎。經(jīng)過打裂壓穩(wěn)處理后，裂縫間距為30～150 cm，這樣可以使水泥板塊由于溫度荷載作用下產(chǎn)生的位移分散到各個(gè)裂縫上，減小位移的累計(jì)，使瀝青面層不產(chǎn)生裂縫。經(jīng)實(shí)踐證明，打裂壓穩(wěn)技術(shù)可以對(duì)路面狀況良好、只是存在功能性病害的水泥路面進(jìn)行很好改造。（2）沖擊碾壓技術(shù)是指采用沖擊壓路機(jī)對(duì)原水泥混凝土路面進(jìn)行沖擊壓實(shí)。沖擊碾壓施工所采用的沖擊壓路機(jī)是一種具有高沖擊能量的壓實(shí)機(jī)械，使用三角形、正方形等具有棱角的多邊形形狀，機(jī)器在行走時(shí)會(huì)產(chǎn)生以1.5～2.2次/s為頻率的連續(xù)周期性高振幅沖擊力直接沖擊破碎混凝土面板，沖擊所產(chǎn)生的高能量還具有向下傳播的特性，繼續(xù)沖擊基層和土基，進(jìn)而起到對(duì)舊路基補(bǔ)充壓實(shí)的作用。沖擊碾壓破碎的舊混凝土路面既可以作為墊層，然后加鋪基層、水泥路面或?yàn)r青路面，也可以直接加鋪瀝青混凝土面層，防治反射裂縫。（3）共振破碎水泥混凝土路面處理技術(shù)是近年來出現(xiàn)的新技術(shù)，采用共振破碎是將原混凝土路面碎石化，內(nèi)部嵌擠、結(jié)合密切，可作為穩(wěn)定的柔性基層（圖1）。碎石化技術(shù)原理是通過專門共振破碎錘頭沖擊路面，發(fā)出高頻率的震動(dòng)波和水泥混凝土路面發(fā)生共振作用，使路面內(nèi)部顆粒間的內(nèi)摩擦阻力迅速減小而崩潰，進(jìn)而將水泥路面擊碎。破碎錘頭上裝有專用傳感器，感應(yīng)路面的振動(dòng)反饋，由電腦自動(dòng)調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率，從而控制被擊碎顆粒大小和破碎深度。將水泥板塊震碎成分散的粒料體，然后碾壓，形成“高強(qiáng)粒料基層”，把水泥混凝土路面在溫度、濕度變化和荷載作用下的位移降低到瀝青混凝土面層可以允許的范圍內(nèi)，從而徹底解決反射裂縫。

根據(jù)施工設(shè)備的不同，碎石化可以分為多錘頭和單頭共振式破碎機(jī)，國(guó)產(chǎn)GZL600型全浮動(dòng)式單頭共振破碎機(jī)是比較常用的破碎機(jī)械（表1）。

2 共振破碎操作要點(diǎn)

2.1 準(zhǔn)備工作

（1）通過物探等多種方式，查明沿線地下管線及結(jié)構(gòu)物的布設(shè)情況、位置、埋深及管線性質(zhì)，以保證在共振安全允許范圍內(nèi)施工；對(duì)于埋置深度小于1 m的涵洞及橫穿高壓管線（如燃?xì)?、熱力、供水等）進(jìn)行標(biāo)注，禁止使用共振破碎化施工。（2）對(duì)局部板塊（如脫空、斷裂）進(jìn)行換板或補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)，對(duì)軟弱基層進(jìn)行注漿或挖除并澆筑新的水泥混凝土路面。

2.2 共振破碎試驗(yàn)段

（1）根據(jù)原水泥混凝土路面的彎沉檢測(cè)情況，選擇有代表性的路段進(jìn)行共振破碎試驗(yàn)。（2）通過對(duì)原水泥混凝土路面彎沉檢測(cè)，以調(diào)整強(qiáng)弱等級(jí)不同路面的振幅、振動(dòng)頻率和行走速度。共振破碎的控制參數(shù)見表2。（3）在試驗(yàn)段選取2～3處開挖試坑，面積1.2 m×1.2 m，深度為原水泥混凝土路面板塊高度，通過段面觀察，判斷破碎程度。（4）采用鋼輪壓路機(jī)碾壓，通過取芯判斷是否達(dá)到密實(shí)效果。（5）根據(jù)試驗(yàn)段的成果，進(jìn)行施工總結(jié)，確定最終施工參數(shù)：破碎機(jī)的行走速度80～100 km/h，落錘高度1.0～1.2 m，落錘間距8～10 cm。

2.3 共振破碎施工

（1）根據(jù)彎沉檢測(cè)結(jié)果，對(duì)強(qiáng)弱不同的路段，靈活調(diào)整頻率、速度等進(jìn)行共振破碎。（2）共振破碎由高至低，破碎時(shí)先外側(cè)車道、后中間車道。（3）兩幅破碎操作面一般要保證20 cm左右的搭接面。（4）對(duì)邊緣50～75 cm共振破碎施工不到的地段，可使機(jī)械與邊緣成30°～50°角度破碎，或用其他機(jī)械如多錘頭破碎。（5）對(duì)強(qiáng)度較高的水泥混凝土路面，先采用打裂等手段對(duì)路面預(yù)裂，預(yù)裂后再進(jìn)行共振破碎。

2.4 壓路機(jī)碾壓

（1）碾壓前，先清除大石塊、傳力桿或接縫瀝青。（2）對(duì)局部坑槽處先填筑級(jí)配碎石。（3）對(duì)表面粉層較多的軟弱層路面，先鋪設(shè)2～5 mm的米粒石再進(jìn)行碾壓。（4）采用單一鋼輪壓路機(jī)碾壓或鋼輪與膠輪的組合碾壓方式進(jìn)行碾壓（表3），得到要求的壓實(shí)度。（5）碾壓過程應(yīng)持續(xù)灑水保證路面濕潤(rùn)，促進(jìn)破碎層板結(jié)。碾壓完成后，需采用薄膜覆蓋或?yàn)⒉挤鈱訛r青。

3 共振破碎基層質(zhì)量控制

3.1 共振碎石化基層碎石化層破碎后粒徑和彎沉要求

2014年交通運(yùn)輸部發(fā)布了《公路水泥混凝土路面再生利用技術(shù)細(xì)則》（JTGT F31-2014），多?。ㄊ校┮舶l(fā)布了地方標(biāo)準(zhǔn)，一般要求共振破碎路面碎石化施工的質(zhì)量控制以破碎粒徑為控制指標(biāo)，以路面沉降為校核，以路面彎沉值及回彈模量控制碎石化基層是否滿足承載力要求。

破碎后舊路面會(huì)產(chǎn)生一定的沉降量，一般為2.5～3.5 cm。路況較好的路段平均沉降較小，路況較差的路段平均沉降較大。因此，碎石化完成后水準(zhǔn)觀測(cè)，每車道20 m一個(gè)點(diǎn)，以60～150 m為區(qū)間計(jì)算平均沉降量以校核碎石化破碎的質(zhì)量。碾壓完成后，進(jìn)行彎沉和回彈模量檢測(cè)，當(dāng)回彈模量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，進(jìn)行路基處治。

根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，結(jié)合工程實(shí)際，該工程共振碎石化基層碎石化層破碎后粒徑宜符合以下要求，見表4。

共振破碎碎石化后的粒徑檢測(cè)方法通過挖坑檢測(cè)，每300 m、每車道（含硬路肩）檢測(cè)一處。試坑尺寸120 cm×120 cm，然后將坑內(nèi)碎砼塊清除至露出底部下承層，直接用篩分和直尺檢測(cè)碎塊粒徑，計(jì)算破碎率，并觀察坑洞截面的裂縫均已貫穿和分布情況。

3.2 共振破碎效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

（1）原水泥混凝土路面路況評(píng)為優(yōu)、良、中的路段見表5。

（2）原水泥混凝土路面路況評(píng)為次、差的路段見表6。

4 結(jié)語

共振破碎原水泥混凝土路面，消除了板底脫空、板內(nèi)應(yīng)力和板間錯(cuò)臺(tái)，有效地保證了下承層的穩(wěn)定，延長(zhǎng)了維修工程壽命；舊路面板形成嵌鎖結(jié)構(gòu)，保留了舊板的部分強(qiáng)度，可直接作為基層使用，節(jié)省了造價(jià)；破碎后的舊板資源再利用，同時(shí)避免了廢料對(duì)周邊環(huán)境的污染，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境；共振破碎的高頻低幅性及瞬時(shí)性，共振橫向和縱深范圍影響較小，因而對(duì)路基基層、結(jié)構(gòu)和城市管網(wǎng)影響較小。寧波北侖區(qū)泰山路“白改黑”共振破碎原水泥混凝土破碎碾壓后碎石化基層質(zhì)量達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)（圖2），繼后施工的瀝青混凝土路面使用效果良好。

參考文獻(xiàn)

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