鄧 超

(廣西壯族自治區(qū)合浦公路管理局，廣西 北海 536000)

0 引言

現(xiàn)代水泥混凝土道路改造中，碎石化技術(shù)憑借著工藝簡單、節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點得到了廣泛應(yīng)用，其主要是通過對原有路面進(jìn)行均勻沖擊、破碎、壓實后，為加鋪瀝青混凝土路面提供堅實、安全的基礎(chǔ)。水泥混凝土路面碎石化改造，可有效解決加鋪層反射裂縫問題，此技術(shù)經(jīng)濟(jì)、實用、高效，具有推廣應(yīng)用價值。

1 水泥混凝土路面碎石化技術(shù)

1.1 技術(shù)原理

目前，國內(nèi)常用的破碎改建舊混凝土路面技術(shù)主要有三種，分別是打(斷)裂壓穩(wěn)、沖擊碾壓、碎石化。現(xiàn)場碎石化處理技術(shù)的出現(xiàn)比前兩種技術(shù)晚，其原理主要是利用破碎設(shè)備對原有混凝土路面進(jìn)行均勻沖擊、破碎、壓實，獲得“高強(qiáng)粒料基層”，切實將溫度、濕度變化和荷載作用下的位移值降到瀝青面層允許范圍內(nèi)，徹底解決反射裂縫。

舊水泥混凝土路面經(jīng)過碎石化破碎后，不同深度板塊顆粒粒徑是不同的，上部較小、下部較大，破碎后形成的裂紋不會豎向貫穿，形成裂而不碎的嵌鎖效果，由此為加鋪瀝青路面提供了一個柔性基層結(jié)構(gòu)，切實避免了舊混凝土板塊邊角沉降、裂縫對面層的應(yīng)力影響，可在一定程度上改善路面性能指標(biāo)。

1.2 技術(shù)類型

碎石化的設(shè)備主要分為兩種：(1)多頭沖擊式破碎機(jī)，Multiple-Head Breaker簡稱MHB，主要分為12個、16個重錘兩種，通過控制重錘落錘高度，實現(xiàn)對混凝土路面的沖擊破碎；(2)單頭共振式破碎機(jī)，Resonant Pavement Breaker簡稱RPB，通過控制錘頭振動頻率，使其與水泥面板固有頻率相接近，借助共振獲得較好的擊碎效果。

圖1 兩種破碎方式效果比較圖

如圖1所示即為兩種破碎方式效果比較圖。與多錘頭破碎機(jī)相比，共振破碎可獲得更加均勻的碎石，具體需根據(jù)道路改造實際情況合理選擇破碎設(shè)備。在進(jìn)行道路碎石化施工時，要注意合理設(shè)置排水系統(tǒng)，在路面邊緣、路肩下設(shè)300～500 mm碎石排水溝，切實保證路基材料干燥，為路面加鋪奠定堅實的基礎(chǔ)。

2 水泥混凝土路面碎石化改造技術(shù)的適用范圍

2.1 適用范圍

確定碎石化適宜條件是合理使用這種方法的前提，一般而言，水泥混凝土路面出現(xiàn)下列情況時可以考慮使用水泥混凝土路面碎石化改造技術(shù)：

(1)舊水泥混凝土路面施工縫位置，存在大量不規(guī)則反射裂逢；

(2)大部分接縫存在路面錯臺、路基翻漿、角隅處斷裂等病害；

(3)>1/4水泥混凝土板存在裂縫；

(4)>1/5水泥混凝土路面出現(xiàn)縱向裂縫病害，縫寬>10 cm；

(5)路面結(jié)構(gòu)層病害外修面積>10%；

(6)現(xiàn)有路面病害修補(bǔ)1/5或己有病害>1/5；

(7)現(xiàn)有路面已發(fā)生凍脹開裂或堿集料反應(yīng)病害，需改建維修；

(8)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，碎石化方法在投資方面更加節(jié)省。

2.2 不適用范圍

若是出現(xiàn)下列情況，不宜采用碎石化改造技術(shù)：

(1)舊水泥路面改造中，存在擋墻、橋梁、涵洞承載力無法滿足再生設(shè)備施工要求的情況；

(2)舊水泥道路附近存在敏感建筑物或設(shè)備(安全距離<5 m)，無法滿足再生設(shè)備施工要求；

(3)路面以上存在凈空限制情況，不允許加鋪路面。

3 實例探析

3.1 工程概況

本項目路線位于G325線廣州至南寧二級公路合浦縣境內(nèi)，分為三段：第一段山口至白沙段樁號為K561+600～K567+000；第二段白沙至公館段樁號為K568+770～K574+500；第三段公館至閘口樁號為K583+710～K589+580。路面大修工程總里程17.00 km，全路段設(shè)計行車速度60 km/h，路基寬10 m，行車道路面K561+600～K561+900段寬7.5 m，其他路段寬9 m，雙向兩車道。

G325線廣州至南寧二級公路合浦段是廣東通往廣西沿海的交通要道，也是廣西公路網(wǎng)中重要的運(yùn)輸動脈。由于廣西的經(jīng)濟(jì)開發(fā)建設(shè)，經(jīng)此路段的運(yùn)輸重車日益增多，且多為超重車輛，導(dǎo)致路面出現(xiàn)了各種病害，給公路的正常運(yùn)營管理和安全帶來了影響，同時也給路面日常養(yǎng)護(hù)工作帶來了巨大的壓力。根據(jù)廣西壯族自治區(qū)公路管理局的工作安排，擬對該路段路面開展大修。

3.2 原有路面病害調(diào)查

3.2.1 路面病害情況

此路段是在1990年改建的，鋪筑的路面結(jié)構(gòu)為20 cm天然砂礫土墊層+20 cm石灰穩(wěn)定土基層+3 cm瀝青碎石面層。2010年在舊路面的基礎(chǔ)上加鋪厚20 cm水泥穩(wěn)定碎石層+1 cm瀝青封層+26 cm水泥路面面層。由于近幾年來，該路段過往交通量增長極快，且交通量中以超重車居多，導(dǎo)致路面出現(xiàn)了唧泥、錯臺、沉陷、翻漿、破碎板、板角斷裂等病害。根據(jù)《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定計算，路面使用性能指數(shù)(PQI)為71.66。

3.2.2 路面病害原因

本項目主要的病害是水泥混凝土面板出現(xiàn)唧泥、錯臺、沉陷、翻漿、破碎板、板角斷裂等。此類病害產(chǎn)生原因為混凝土板、基層、路基缺陷，一方面是設(shè)計、施工質(zhì)量問題所致，另一方面則是行車和各自然因素作用所致，以水和超重荷載為主。

(1)大量水滲入路面結(jié)構(gòu)，一方面向路基滲透，導(dǎo)致道路承載力下降；另一方面積滯在基層頂面，在行車荷載下形成高壓水流，對基層頂面材料進(jìn)行沖刷，引發(fā)路面唧泥、錯臺乃至于脫空、板塊斷裂等問題。

(2)路段內(nèi)超載車輛在當(dāng)日交通量中占比達(dá)到1/4～1/3，單軸雙輪車輛額定軸載為100 kN，實際總載重200～350 kN，雙軸雙輪車輛額定軸載為180 kN，實際總軸載280～600 kN，三軸雙輪車輛額定軸載為220 kN，實際軸載500～900 kN。超載現(xiàn)象十分嚴(yán)重，導(dǎo)致混凝土板塊疲勞，形成水泥板斷裂、破碎，使用年限大大的縮短。

(3)養(yǎng)護(hù)灌縫不及時，路面縮縫、脹縫、施工縫材料老化松脫，如果不及時更新填縫料，以致于路面水滲入，沖刷基層，軟化路基，進(jìn)而產(chǎn)生板底脫空，導(dǎo)致邊角損壞，混凝土板開裂，若仍不及時進(jìn)行修補(bǔ)，任憑病害發(fā)展，小病害不修，愈演愈烈，直至不可收拾。

3.3 路面大修方案

本項目為水泥路面大修，鑒于路段內(nèi)破碎板較多，錯臺量較高，結(jié)合以往項目的成功經(jīng)驗和經(jīng)方案比較，鑒于碎石化+瀝青混凝土路面對舊路面病害處理較好，變形協(xié)調(diào)性強(qiáng)，對路基不均勻沉降比較適應(yīng)，平整度好，行車舒適、抗滑性好，施工養(yǎng)護(hù)維修方便，結(jié)構(gòu)排水較好、施工對交通影響小、工程造價低，擬采用路面大修方案：碎石化舊混凝土路面或病害處治后舊路面+級配碎石基層+熱瀝青封層+瀝青混凝土面層。

K564+100～K564+500段為石場及重車出入路口，K568+770～K570+200路段為白沙過境路段，這兩段路采用的路面大修方案是：碎石化舊混凝土路面或病害處理+20 cm水泥穩(wěn)定碎石基層+1.0 cm瀝青封油層+26 cm水泥混凝上面層。

K561+900～K562+200(水東村)、K570+200～K570+500(五里牌村)、K585+500～K586+200、K589+400～K589+580(水泥廠、蛇地村路段)沿線不抬高路面，采用的路面大修方案為：挖舊混凝土路面47 cm+20 cm貧混凝土+1 cm熱瀝青封層+26 cm水泥混凝土面層+1 cm熱瀝青封層+7 cm瀝青混凝土。

3.4 舊混凝土路面碎石化施工要點

本項目舊水泥混凝土路面采用碎石化技術(shù)，碎石化主要設(shè)備為MHB(Multiple Head Breaker)多錘頭破碎機(jī)和Z型壓路機(jī)，具體施工要點如下：

3.4.1 構(gòu)造物調(diào)查與保護(hù)

碎石化施工存在沖擊波，為防止其對周邊構(gòu)筑物產(chǎn)生威脅，必須做好相關(guān)調(diào)查與標(biāo)記工作，記錄好結(jié)構(gòu)物平面位置、走向埋深等。碎石化施工要求如表1所示：

表1 不同埋深/距離構(gòu)造物碎石化施工要求表

3.4.2 橫向排水盲溝設(shè)置

在進(jìn)行碎石化施工前，需設(shè)置好橫向排水盲溝。具體設(shè)置區(qū)域為：凹形豎曲線、現(xiàn)有混凝土板塊明顯唧泥、平曲線超高段低邊、其他存在排水問題的路段；每段舊路完成碎石化施工后，做好臨時防水，防止雨水侵入。

3.4.3 現(xiàn)有瀝青修補(bǔ)材料移除

為保證碎石化施工質(zhì)量，需將混凝土板塊上瀝青表面修補(bǔ)材料全部移除。

3.4.4 交通管制與分流

碎石化施工前，制定交通管制與分流方案，滿足通車、施工要求。

3.4.5 碎石化施工

在開展大面積碎石化施工時，若是單幅路面長度破碎>1 km時，在破碎粒徑突變處需采取挖試坑抽檢的方法，對粒徑進(jìn)行驗證，若是與要求不符則需開展合理調(diào)整。

碎石化施工后表面凹處≤10 cm×10 cm，壓實前以密級配碎石回填；若>10 cm×10 cm，以3%水泥穩(wěn)定碎石回填。碎石化前后的水泥路面裂縫可回填石屑以增加密實度及強(qiáng)度。

舊路碎石化后應(yīng)檢測回彈彎沉，以驗證碎石化后舊路頂面當(dāng)量回彈模量是否達(dá)到設(shè)計要求。

3.5 舊混凝土路面碎石化施工質(zhì)量監(jiān)控與檢驗

3.5.1 試驗段與正式施工監(jiān)控

在進(jìn)行舊混凝土路面碎石化施工前，需開展試驗段的施工，通過試驗路段破碎試驗，全面掌握破碎后粒徑分布、強(qiáng)度、均勻度的情況，以此為參考確定正式施工時破碎設(shè)備的控制參數(shù)；在進(jìn)行正式施工時，需做好監(jiān)控工作，全面掌握混凝土板表面破碎狀況，若是某施工路段表面粒徑出現(xiàn)顯著變化，必須做好開挖試坑檢查，若是與要求不符，必須對設(shè)備控制參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，直至滿足要求。

3.5.2 碎石化層的質(zhì)量檢驗評定

碎石化層的質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表2規(guī)定。

3.5.3 路面彎沉值檢測

完成舊水泥路面破碎、碾壓密實后，檢測路面彎沉值。根據(jù)測出的彎沉情況，計算補(bǔ)強(qiáng)厚度，根據(jù)計算在舊路面上采用不同形式的加鋪結(jié)構(gòu)層。

表2 水泥混凝土路面碎石化后作底基層時的檢查驗收標(biāo)準(zhǔn)表

4 結(jié)語

我國面臨大量水泥混凝土路面病害問題(如：局部破損、早期接縫破壞、斷板、斷角等)，如何開展高效、高質(zhì)量的維修改建，保證其交通功能，提高路面的服務(wù)水平已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。碎石化技術(shù)是水泥混凝土改造工程中的常用技術(shù)，在工程項目中需根據(jù)實際情況合理選擇破碎設(shè)備，做好構(gòu)造物調(diào)查與標(biāo)記、交通管制、排水設(shè)施設(shè)置等諸多工作，切實保證碎石化層質(zhì)量滿足要求，為后續(xù)施工作業(yè)奠定堅實基礎(chǔ)。