雷 蕾

(山西省高速公路開(kāi)發(fā)有限公司，山西 太原 030006)

水泥混凝土路面大修養(yǎng)護(hù)碎石化方案應(yīng)用研究

雷 蕾

(山西省高速公路開(kāi)發(fā)有限公司，山西 太原 030006)

由于許多的水泥混凝土路面已無(wú)法滿足交通運(yùn)輸?shù)男枨?，且?jiǎn)單的維修又不能控制病害的發(fā)展，因此，必須改建或大修。根據(jù)現(xiàn)有的水泥混凝土路面的發(fā)展現(xiàn)狀，以省道204線(張家產(chǎn)鎮(zhèn)—董家店村)段公路大修工程為依托，研究碎石化技術(shù)在水泥混凝土路面改建中的應(yīng)用。

碎石化技術(shù)，舊水泥混凝土，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

0 引言

經(jīng)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前我國(guó)現(xiàn)有的水泥混凝土路面中有很大一部分已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計(jì)使用年限，由于這些水泥路面修建的比較早，修建時(shí)缺乏合理的理論指導(dǎo)，特別是在今天這種重交通作用下，路面已存在不同程度的破壞，有些道路已無(wú)法滿足車輛的通行要求，必須改建或大修。當(dāng)水泥混凝土路面的破壞情況達(dá)到用任何養(yǎng)護(hù)維修措施都不能使其滿足路用性能時(shí)，就必須要對(duì)其進(jìn)行破碎翻修處理。

1 水泥混凝土路面碎石化技術(shù)特點(diǎn)

本試驗(yàn)路段采用多錘頭碎石化設(shè)備進(jìn)行道路破碎施工，其技術(shù)特點(diǎn)如下所示：

1)對(duì)舊路面可避免多次破碎，多錘頭碎石化設(shè)備是當(dāng)前比較先進(jìn)的水泥混凝土碎石化設(shè)備，它與其他碎石化設(shè)備需要對(duì)路面進(jìn)行多次破碎不同，多錘頭碎石化設(shè)備一次破碎就可達(dá)到控制要求，避免了多次破碎。

2)破碎后顆粒組成特性較好，MHB通過(guò)低頻高幅產(chǎn)生的波動(dòng)來(lái)進(jìn)行破碎，重錘位置越高向下產(chǎn)生的沖擊作用也越大，能量向下傳遞的也越深，同時(shí)由于低頻作用故MHB相對(duì)于其他破碎機(jī)械易產(chǎn)生傾向于較大的顆粒。

3)破碎后的表面平整度，破碎后表面的平整度也是判斷實(shí)際破碎效果的一個(gè)非常重要的方面，如果破碎后平整度不好，則還需要進(jìn)行后續(xù)的平整壓實(shí)，不僅增加了后續(xù)工程的復(fù)雜性，也破壞了原有路面的穩(wěn)固結(jié)構(gòu)，對(duì)路面的整體穩(wěn)定性不利。

2 采用碎石化路面施工的標(biāo)準(zhǔn)

2.1施工路況調(diào)查的內(nèi)容

在進(jìn)行碎石化之前應(yīng)充分了解這種施工工藝在當(dāng)前道路的可行性，同時(shí)在碎石化前還要充分了解進(jìn)行碎石化所要滿足的條件，路基的損害情況等各項(xiàng)指標(biāo)。

在進(jìn)行碎石化之前應(yīng)通過(guò)路況調(diào)查了解以下方面的內(nèi)容:

1)路面的損壞情況和改進(jìn)措施。2)判斷路面基層是否滿足進(jìn)行碎石化的要求，如果不滿足要對(duì)基層進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼?)分析土的干濕類型及含水量，如果土的含水量過(guò)高，應(yīng)對(duì)路基進(jìn)行全面的檢查并處理，使路基有個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)和合適的含水量再進(jìn)行碎石化處理。

綜上所述，要進(jìn)行碎石化必須滿足表1所列的基本條件。

表1 進(jìn)行碎石化的技術(shù)可行性關(guān)鍵因素表

2.2碎石化后粒徑的控制范圍

粒徑也是影響碎石化質(zhì)量和后期路面質(zhì)量的關(guān)鍵因素，如果粒徑過(guò)大，則無(wú)法對(duì)其拌合做成水泥穩(wěn)定基層，如果粒徑過(guò)小，則其強(qiáng)度不夠，因此在碎石化過(guò)程中需要對(duì)破碎后的粒徑進(jìn)行相應(yīng)的控制，其控制范圍如表2所示。

表2 碎石化后粒徑的控制范圍

3 舊路路況檢測(cè)

通過(guò)對(duì)省道204線舊水泥混凝土路面損害狀況調(diào)查分析可知，其病害及其產(chǎn)生的原因主要有以下幾個(gè)方面。

3.1橫斜向裂縫

橫斜向裂縫通常是由于道路的土基強(qiáng)度不夠，而且縫的切割較晚，水泥混凝土已硬化，在沒(méi)割縫前混凝土板已收縮，因此造成路面板底的摩擦系數(shù)不同，導(dǎo)致混凝土面板內(nèi)部的拉應(yīng)力和溫度應(yīng)力過(guò)于集中，產(chǎn)生裂縫；另一方面，由于水泥混凝土的收縮性較大，道路所在地的溫差較大也是產(chǎn)生橫斜向裂縫的重要原因。

3.2破碎板

存在此種破壞的水泥混凝土路面，路面基本上已不能滿足進(jìn)行交通運(yùn)輸服務(wù)的要求，必須要進(jìn)行修補(bǔ)或重修，此種路面破壞的原因主要是由于車輛超載嚴(yán)重，路面強(qiáng)度不足或水泥混凝土路面偏薄，同時(shí)道路所在地的氣候水溫狀況不良，地下水位偏高，造成路基濕軟和不均勻沉降引起的。除此之外，當(dāng)水泥混凝土配合比不合理，路面存在較多的裂縫且后期沒(méi)有很好的對(duì)道路進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，也易產(chǎn)生破碎板。

3.3磨耗層局部脫落

磨耗層局部脫落是指水泥混凝土表面材料在大氣和車輛的作用下，從水泥混凝土表面脫落，其形成的原因主要是由于汽車輪胎的持續(xù)碾壓、水泥混凝土配合比不合理、強(qiáng)度不夠或水泥混凝土路面施工時(shí)沒(méi)有完全按照規(guī)范施行，集料從水泥混凝土表面脫落等原因造成的。

除此之外，水泥混凝土路面的常見(jiàn)病害還有拱起、唧泥、板底脫空和錯(cuò)臺(tái)等。

綜上可知，試驗(yàn)路段全線路段結(jié)構(gòu)平整度差，病害較多，且存在病害向更嚴(yán)重狀態(tài)發(fā)展的趨勢(shì)，嚴(yán)重影響了道路的通行能力，急需對(duì)該段道路進(jìn)行大修處理。

4 多錘頭碎石化施工工藝

4.1施工參數(shù)

對(duì)于水泥混凝土路面的碎石化也有一定的規(guī)范和要求，破碎后的水泥混凝土粒徑過(guò)細(xì)和過(guò)大都不好；顆粒過(guò)細(xì)則顆粒之間無(wú)法形成穩(wěn)定的平衡、嵌擠穩(wěn)固狀態(tài)，影響路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；顆粒過(guò)大，則易產(chǎn)生反射裂縫。因此，要合理控制破碎后的水泥混凝土顆粒的粒徑。同時(shí)多錘頭碎石化設(shè)備碎石化后面板強(qiáng)度分布均勻，要達(dá)到上述水泥路面的施工效果，就必須要控制好施工的相關(guān)參數(shù)，如：落錘高度和間距等。

這兩個(gè)參數(shù)的確定，應(yīng)根據(jù)對(duì)原水泥路面CBR、含水率等參數(shù)充分了解后，經(jīng)專家組分析討論后決定。經(jīng)對(duì)省道204線段舊水泥混凝土路面調(diào)查研究可知，其落錘高度可設(shè)為1.30 m，錘距一般設(shè)為8 cm～12 cm之間。

4.2碎石化工藝實(shí)施

由上述分析可知，按照上述設(shè)定的施工參數(shù)進(jìn)行施工，并在施工過(guò)程中及時(shí)調(diào)整設(shè)備的各個(gè)參數(shù)，當(dāng)施工后的效果不滿足要求時(shí)，也不可返回二次破碎，以免對(duì)路基造成損害。凹處調(diào)平，由于破碎后的路面可能會(huì)存在凹凸不平的現(xiàn)象，因此對(duì)于破碎后平整度較差的道路需要人工進(jìn)行壓平。同時(shí)，為了防止上述問(wèn)題的產(chǎn)生，破碎前應(yīng)對(duì)路面充分調(diào)查，對(duì)于原來(lái)路面就不平整的地方，應(yīng)提前進(jìn)行處理，對(duì)于原路面強(qiáng)度不足的地方，應(yīng)提前進(jìn)行加強(qiáng)。破碎完成后，采用Z型壓路機(jī)對(duì)路面進(jìn)行壓實(shí)。

5 試驗(yàn)路檢測(cè)

5.1粒徑檢測(cè)

粒徑檢測(cè)是檢驗(yàn)碎石化效果的重要技術(shù)指標(biāo)，根據(jù)省道204線改造工程每千米兩處檢測(cè)的頻率，碎石化檢驗(yàn)結(jié)果表明:表面層的最大粒徑都在7.5 cm以下，中間層的最大粒徑16.0 cm～21.0 cm，下層材料最大粒徑在20.0 cm～40.0 cm之間，數(shù)據(jù)均符合表2規(guī)定的要求。

5.2試驗(yàn)路各層彎沉檢測(cè)

彎沉檢測(cè)主要是為了檢測(cè)原水泥混凝土路面碎石化后各層的強(qiáng)度是否滿足要求，由于施工質(zhì)量受多種因素的影響，且施工工藝也充滿復(fù)雜性，每個(gè)階段的不合理、不協(xié)調(diào)都可能導(dǎo)致試驗(yàn)的結(jié)果達(dá)不到預(yù)想。路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是影響道路使用和通行能力的最重要的標(biāo)準(zhǔn)，如果道路的承載力達(dá)不到要求，則在重交通的作用下就會(huì)很容易出現(xiàn)車轍、沉陷等病害，因此需要對(duì)各層的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，表3為新路面各結(jié)構(gòu)層的彎沉值。

表3 路面各層交工彎沉測(cè)量值記錄統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)結(jié)構(gòu)層各層的檢測(cè)數(shù)據(jù)可知，每路段的碎石化底基層檢測(cè)的彎沉值計(jì)算值均在60～75之間，滿足設(shè)計(jì)彎沉值的要求；且通過(guò)檢測(cè)彎沉值可得路面碎石化后得當(dāng)量回彈模量為210 MPa～250 MPa左右，滿足規(guī)范要求。

此外，水泥穩(wěn)定碎石上基層彎沉測(cè)量值在12 mm～14 mm之間，也能夠滿足設(shè)計(jì)彎沉值的要求。

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Theapplicationresearchonthemajorrepairandmaintenancecrushedpetrifactionschemeofcementconcrete

LeiLei

(ShanxiExpresswayDevelopmentLimitedCompany,Taiyuan030006,China)

As many of the cement concrete pavement has been unable to meet the needs of transport, and simple maintenance can not control the development of the disease, therefore, must be converted or overhaul. Based on the existing development status of cement concrete pavement, this paper studies the application of crushed petrochemical technology in the reconstruction of cement concrete pavement based on the highway overhaul project of the provincial highway 204(Zhangjiachan town-Dongjiadian village).

crushing technology, old cement concrete, structural optimization, pavement structure strength

1009-6825(2017)30-0144-02

2017-08-16

雷 蕾(1988- )，女，助理工程師

U416.216

A