張志中

（河南省內(nèi)鄉(xiāng)縣公路局，河南 南陽(yáng) 474350）

0 引言

當(dāng)前，在我國(guó)高等級(jí)公路施工中往往采用半剛性基層，且多為水泥穩(wěn)定碎石材料，此類(lèi)材料強(qiáng)度、剛度較大，且具有良好的耐久性和水穩(wěn)定性。為此，該文決定采用多錘頭破碎法進(jìn)行路面病害處治。一般路面狀況指數(shù)PCI＜54，斷板率DBL ≥20%，路面評(píng)價(jià)結(jié)果為中下等時(shí)可使用碎石化技術(shù)，該技術(shù)針對(duì)此類(lèi)嚴(yán)重路面病害處治效果良好，且可以解決舊瀝青路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的反射裂縫[1]。

1 多錘頭破碎就地再生施工原理

MHB 是多錘頭破碎再生技術(shù)的簡(jiǎn)稱，在舊水泥混凝土路面破碎施工率先使用，是一次性將舊混凝土路面破碎為碎塊的一種技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)起源于20 世紀(jì)末的美國(guó)，混凝土板塊經(jīng)過(guò)此技術(shù)破碎之后，其顆粒粒徑將大大變小，其強(qiáng)度形成原理與嵌擠碎石結(jié)構(gòu)更接近，因此，也被叫做碎石化技術(shù)。

其施工過(guò)程原理較為簡(jiǎn)單，僅是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，由重錘下落產(chǎn)生的勢(shì)能向舊水泥穩(wěn)定碎石基層的動(dòng)能、勢(shì)能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。通過(guò)重錘自由下落，舊水泥穩(wěn)定碎石基層受強(qiáng)烈撞擊后，基層表面將迅速出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，同時(shí)因沖擊波作用，此破裂現(xiàn)象將會(huì)急速傳遞到基層內(nèi)部，從而加大破裂深度，隨著深度的增加，能量也會(huì)隨之逐步減小。為此，舊水泥文登碎石表面受重錘撞擊之后，相較基層內(nèi)部，與波源距離較近，受到的沖擊力最大，則其破碎程度最大，粒徑最小。也就是說(shuō)，按照從上到下的順序，舊水泥穩(wěn)定碎石基層受重錘破碎之后，其破碎塊體的粒徑將越來(lái)越大。通過(guò)壓實(shí)上部小顆粒可以構(gòu)成一個(gè)平整性良好的表面，從而為攤鋪上部結(jié)構(gòu)層提供便利，此時(shí)，較大粒徑的下部顆粒之間將構(gòu)成一個(gè)嵌擠結(jié)構(gòu)，基于此，當(dāng)舊水泥穩(wěn)定碎石基層破碎、壓實(shí)之后，可形成一個(gè)緊密性好、內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的材料層，從而提高路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度[2]。

2 工程概況

某路段屬于大修工程，路基為8 m 寬、路面為7.5 m 寬，兩側(cè)土路肩各0.25 m 寬，路面結(jié)構(gòu)層為級(jí)配碎石基層40 cm+瀝青石屑下封層1 cm+瀝青混凝土面層4 cm，共45 cm 厚。在通車(chē)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，路面損壞較為嚴(yán)重，當(dāng)前以對(duì)道路使用性能造成了很大影響?；诖耍瑳Q定重新翻修舊路面。經(jīng)過(guò)綜合考慮，在大面積施工前，可選取K20+400～K20+600 段做試驗(yàn)段，共200 m，采用舊水泥穩(wěn)定碎石再生施工工藝。即舊水泥穩(wěn)定碎石基層先通過(guò)多錘頭破碎再生技術(shù)進(jìn)行破碎，隨后由專用銑刨設(shè)備進(jìn)行銑刨處理，重新進(jìn)行壓實(shí)處理，以此用于路面墊層，隨后將級(jí)配碎石鋪設(shè)其上，厚度為38 cm（20 cm+16 cm）。

3 多錘頭破碎就地再生施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

施工前，先將易受沖擊振動(dòng)影響的構(gòu)造物位置標(biāo)注出來(lái)，例如橋涵、擋墻和管線等，防止破碎施工振動(dòng)會(huì)損害此類(lèi)構(gòu)造物，結(jié)合多年實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，及多錘頭破碎時(shí)能量傳遞深度問(wèn)題，當(dāng)構(gòu)造物埋深在1.5 m 以上時(shí)，多錘頭破碎不會(huì)對(duì)其造成損害，對(duì)于此類(lèi)構(gòu)造物無(wú)需標(biāo)記。但暗涵、通道等埋深在1.5 m 以內(nèi)時(shí)，則需做打裂標(biāo)記，在整個(gè)施工環(huán)節(jié)，盡可能地降低錘頭高度，防止破壞此類(lèi)構(gòu)造物。而于橋梁、明涵等構(gòu)造物，則嚴(yán)禁損壞[3]。

此外，由于該路段存在軟土，含水率較高，在施工過(guò)程中錘頭的沖擊能極易被此類(lèi)濕軟基層、路基所吸附，大大降低了水泥穩(wěn)定碎石基層的能量，最終會(huì)對(duì)破碎效果造成一定的影響[4]。因此，在施工前，還應(yīng)先處理好軟土部位，如將濕軟基層、土基挖除，回填級(jí)配碎石、片石等，并通過(guò)重錘沖擊進(jìn)一步夯實(shí)此類(lèi)換填材料。

3.2 破碎施工

為確保破碎參數(shù)準(zhǔn)確、有效，需先通過(guò)試驗(yàn)段破碎進(jìn)行各項(xiàng)施工參數(shù)，如落錘高度、頻率、行駛速度等，從而為后期大面積施工提供依據(jù)。通常對(duì)破碎效果影響較大的2 個(gè)參數(shù)為落錘高度與落錘間距，在施工過(guò)程中，要盡可能地調(diào)大落錘高度值，而破碎效果則由落錘間距的調(diào)整進(jìn)行控制。若錘距太短，表面破碎塊的粒徑將會(huì)變小，此時(shí)粉狀混凝土含量則會(huì)大幅增加，將會(huì)對(duì)乳化瀝青下滲不利。但是錘距若是太長(zhǎng)，則破碎塊粒徑則會(huì)變大，很難滿足設(shè)計(jì)要求[5]。為此，在整體施工中，可利用挖坑法對(duì)上、中底層粒徑進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，并對(duì)落錘高度、間距等參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

此外，在施工中，需指派專人隨時(shí)查看破碎情況，若根據(jù)設(shè)定的施工參數(shù)進(jìn)行破碎處理后，得到的破碎效果不甚理想，需根據(jù)實(shí)際情況，及時(shí)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，最終保證可達(dá)到良好的破碎效果，一般需一次達(dá)到破碎效果，盡可能不做二次補(bǔ)充破碎。

3.3 銑刨施工

水泥穩(wěn)定碎石基層破碎材料經(jīng)專用銑刨裝置進(jìn)行銑刨處理，在整個(gè)過(guò)程中要進(jìn)一步細(xì)化水泥穩(wěn)定碎石材料，保證滿足粒徑需求。

3.4 壓實(shí)

待完成上述作業(yè)后，可通過(guò)人工或機(jī)械進(jìn)行整平處理，待初平后，可利用Z 型壓路機(jī)進(jìn)行1～3 遍振動(dòng)壓實(shí)，隨后通過(guò)鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行1～2 遍碾壓，最終保證壓實(shí)度滿足施工要求。

3.5 灑布乳化瀝青透層及撒布封層碎石

為了保證舊水泥穩(wěn)定碎石基層破碎后可以黏成一個(gè)整體，待完成碾壓施工后，需及時(shí)進(jìn)行透油層澆筑，要求每平方米控制乳化瀝青用量2.5 kg/㎡～3.5 kg/㎡，3 cm～5 cm 為滲透深度[6]。如果表面存在過(guò)多的細(xì)粉料，需先灑水濕潤(rùn)，隨后再進(jìn)行乳化瀝青灑布。待乳化瀝青灑布完以后，即可鋪撒封層碎石，隨后通過(guò)鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行2 遍碾壓。碾壓成型之后，不允許車(chē)輛通行，需做好交通管制工作，當(dāng)鋪筑完基層、面層之后，才可以開(kāi)放交通。

4 多錘頭破碎就地再生質(zhì)量控制

4.1 破碎粒徑檢測(cè)與控制

舊水泥穩(wěn)定碎石基層在破損病害較為嚴(yán)重的情況下，為降低舊水泥穩(wěn)定碎石的塊度、整體剛度，可采用碎石化破碎技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用可防止因舊水泥穩(wěn)定碎石塊太大而產(chǎn)生反射裂縫。因此，在施工過(guò)程中，減小破碎粒徑才能扼制反射裂縫的出現(xiàn)。但同樣也需要合理控制其粒徑，嚴(yán)禁過(guò)細(xì)。只有將破損粒徑控制在合理的范圍，才能避免產(chǎn)生反射裂縫，增加路面結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度。根據(jù)要求，可在75%控制壓實(shí)后的基層破碎率，且保證基層上、中、下三層的最大粒徑控制在7.5 cm、22.5 cm、37.5 cm。一般可采取試坑開(kāi)挖法進(jìn)行粒徑尺寸的檢測(cè)與確定，保證施工質(zhì)量。

4.2 試驗(yàn)段FWD彎沉檢測(cè)

為了確保路面施工效果，該文通過(guò)試驗(yàn)針對(duì)原路面、破碎后路面、級(jí)配碎石鋪裝后路面進(jìn)行了對(duì)比分析，在路面未處理前，原路面的實(shí)測(cè)彎沉值代表值為126.9，待路面經(jīng)多錘頭破碎就地再生之后，則其彎沉代表值為544.7，當(dāng)級(jí)配碎石鋪設(shè)20 cm 后，測(cè)底基層彎沉代表值為154.9，待級(jí)配碎石鋪設(shè)16 cm 之后，在此測(cè)基層彎沉代表值為47.2。對(duì)比結(jié)果如圖1 所示。

由此可見(jiàn)，路面在經(jīng)多錘頭破碎再生處理之后，與原路面彎沉值相比，路面彎沉值相對(duì)較小，則表明具有良好的再生效果。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著公路建設(shè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。水泥穩(wěn)定碎石材料具有強(qiáng)度、剛度大及良好的耐久性與水穩(wěn)定性。但是在使用過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)不同程度的病害問(wèn)題，從而危害路面使用性能，甚至造成更大的損失?；诖?，必須做好舊水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層病害處治施工，如多錘頭破碎就地再生工藝的應(yīng)用，可有效解決病害問(wèn)題，提高路面施工性能，為此，在具體施工中，應(yīng)全面掌握多錘頭破碎就地再生施工原理，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)際情況，進(jìn)一步規(guī)范施工工藝，做好質(zhì)量控制工作，采取切實(shí)可行的措施全面提升工程質(zhì)量，推進(jìn)我國(guó)公路事業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。

圖1 回彈彎沉測(cè)試結(jié)果對(duì)比圖