曾 堅

［上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司，上海市200092］

0 引 言

共振碎石技術(shù)是使用高頻低幅破碎錘對現(xiàn)狀水泥板塊進行處理，處理過的板塊完全破碎，尺寸一致，形成緊密嚙合的碎石和斜向裂紋，同時可以保證鋼筋完全分離（防止反射裂紋）。使用共振破碎技術(shù)其破碎錘不會對基層產(chǎn)生任何影響，能夠保持基層板結(jié)完好，有利于保證破碎后基層頂面模量不會產(chǎn)生大的變化。當(dāng)前我國碎石化技術(shù)應(yīng)用處于上升趨勢，越來越多的“白改黑”項目應(yīng)用該技術(shù)，本文結(jié)合惠鹽公路深圳段改擴建工程，針對共振破碎進行相關(guān)論述，為后期相關(guān)舊水泥路面處治項目提供參考。

1 項目背景

惠鹽高速作為廣東地區(qū)最早一批建成通車項目，自1994年建成運營，其交通區(qū)位優(yōu)勢顯著，是深圳地區(qū)前往粵東和江西等地最方便的道路，同時也是深圳去往惠州最便捷的通道。

為適應(yīng)近年來深圳交通量的快速增長，同時滿足區(qū)域經(jīng)濟的快速發(fā)展，增強深圳地區(qū)高快速路網(wǎng)及干線性路網(wǎng)與廣東省高速公路網(wǎng)及疏導(dǎo)口岸交通的溝通，同時為了提高道路的行車舒適性及安全性，現(xiàn)狀惠鹽高速公路改擴建的方案亟需研究并實施[1-3]。2015年12月31日，惠鹽高速惠州段改造項目全線完工。本項目的改擴建，將大大改善惠深高速的交通條件，對改善深圳尤其是深圳東部向東向北的交通出入條件，有效推進惠莞深一體化，提升深圳港的綜合競爭力，推進深惠兩市的經(jīng)濟合作，提升珠三角東部對粵東、粵東北及以北等地區(qū)的經(jīng)濟輻射與影響等具有重要意義，見圖1。

圖1 項目地理位置圖

2 工程概況

惠鹽高速深圳段改擴建工程起于與惠州市，接惠州段改擴建工程終點，向南經(jīng)六聯(lián)、坪東、沙背壢等社區(qū)、下穿深圳外環(huán)高速公路后以高架橋跨越崗盛路、鶴鳴路、坪梓路，在嚇坑以金錢坳互通與深汕高速相連；之后向東經(jīng)龍東、大埔、八仙嶺、南聯(lián)、南約、吉祥路等社區(qū)，跨越深汕公路、碧新路、植物園路，下穿寶荷路后終于原荷坳收費站附近（即荷坳互通立交處，樁號K52+500），向西與現(xiàn)有機荷高速公路相接，改建路線全長20.326 km。主要有富地崗、金錢坳、龍崗以及終點荷坳四處互通式立交。

3 功能定位

惠鹽高速作為廣東省“三縱五橫”高速網(wǎng)的重要組成部分，同時是深圳市干線路網(wǎng)規(guī)劃“七橫十三縱”中重要組成。本項目坑塘徑至金錢坳段不僅是深圳市七橫十三縱”中一條縱向干線，還是廣東省“九縱五橫兩環(huán)”中第三縱的重要組成，同時該段還與長深高速共線，遠期規(guī)劃將與深圳東部過境高速公路相接。

4 路面加鋪方案[4-6]

4.1 現(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)及可研設(shè)計方案

本項目起點至金錢坳段現(xiàn)狀為水泥路面，寬23 m，金錢坳立交至荷坳收費站現(xiàn)狀為瀝青路面（于2006年對現(xiàn)狀水泥路面進行白改黑處治），寬24.5 m，具體路面結(jié)構(gòu)形式見表1。

表1 老路路面結(jié)構(gòu)形式

本文重點就起點至金錢坳（現(xiàn)狀為水泥路面）段進行研究分析，原可研設(shè)計中考慮對該段路面進行共振破碎化處治，設(shè)計思路是對的，共振碎石化是當(dāng)前白改黑防止反射裂縫很好的處治措施，但其共振破碎后直接加鋪24 cm+2 cm的C40 水泥路面，需對新修水泥板進行切縫，再加鋪瀝青面層。由于環(huán)境溫度變化，混凝土板出現(xiàn)脹縮變形，導(dǎo)致接縫/ 裂縫處的瀝青罩面層產(chǎn)生應(yīng)力集中，很快會在瀝青罩面層底部出現(xiàn)裂縫；故而原可研方案達不到真正防止反射裂縫的效果，本項目考慮調(diào)整路面結(jié)構(gòu)設(shè)計。

4.2 現(xiàn)狀路面檢測結(jié)果

根據(jù)公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范及高速公路改擴建設(shè)計細(xì)則，白改黑項目需先對舊路面進行檢測，根據(jù)其檢測結(jié)果進行分段設(shè)計。本項目在委托專業(yè)檢測單位對起點至金錢坳段路面結(jié)構(gòu)進行道路檢測，檢測結(jié)論如下：

（1）路面板接縫傳荷能力

混凝土路面板縫傳荷能力共檢測928 點，優(yōu)良等級的占44.29%，中等級的占20.58%，次差等級分別為9.7%和26.72%；行車道和超車道傳荷能力差異明顯，所檢測路段左上行超車道的接縫傳荷能力優(yōu)良率相對較高，行車道傳荷能力優(yōu)良率相對較低，其中K35+400～K36+400 上行行車道優(yōu)良率為零，次差率達到90%。

（2）路面板脫空

本項目水泥混凝土路面指定樁號內(nèi)脫空檢測925 點，行車道脫空率差異明顯，其中4 個區(qū)間脫空率超過40%。

（3）基層頂面當(dāng)量回彈模量

本次對上行行車道檢測了229 個測點，代表值為389.90 MPa，下行行車道檢測了224 個點，代表值為427.85 MPa，根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D40—2011）附錄E 中的表E.0.2-2（無機結(jié)合料類基層底基層彈性模量經(jīng)驗參考值），初步判斷本路段基層可能產(chǎn)生疲勞破壞。

根據(jù)以上結(jié)論可知，本項目現(xiàn)狀水泥路面路面狀況較差，形式舒適性較差，板底脫空嚴(yán)重，需處理后再進行瀝青加鋪。

4.3 舊水泥路面改造模式

當(dāng)前舊水泥路面改造模式主要有以下幾種：

（1）直接加鋪瀝青層（路面使用狀況好，基本無病害）；

（2）修補后加鋪瀝青層（路面使用狀況一般，病害較少）；

（3）破碎后加鋪瀝青層（路面使用狀況較差，病害較多）。

當(dāng)前國內(nèi)對現(xiàn)狀水泥板進行破碎處治方法主要有共振破碎，多錘頭破碎，沖擊壓實（沖擊壓路機），具體特點分析見表2。

表2 破碎方案比較表

通過對比分析，采用共振碎石化效果最好，共振破碎只與水泥混凝土面板產(chǎn)生共振，不影響基層及其下部結(jié)構(gòu)，連混凝土板內(nèi)的鋼筋網(wǎng)片亦能保持完整，對下埋管線無破壞。同時破碎后的碎石紋路排列規(guī)則，與路面形成35°～40°夾角，這一夾角可使碎石塊之間相互嵌合，經(jīng)壓實后相互嚙合得更緊，從而使碎石層起到更好的礫石穩(wěn)定層的作用，形成了良好的路面基層，故而本項目推薦采用共振破碎對既有水泥路面進行處治，見圖2、圖3。

圖2 共振破碎機

圖3 共振破碎后面板

4.4 水泥路面加鋪方案

結(jié)合檢測報告的分析，同時考慮到近年來高速公路改擴建項目逐漸增多，“白改黑”當(dāng)前已是一種趨勢。通過對近些年改擴建項目的歸納與總結(jié)，選取了幾個與本項目類似的工程實例見表3。

為了更好的防止反射裂縫的產(chǎn)出及提高改建后的路面使用性能，本次設(shè)計參考深圳梅觀高速（清湖立交以北段）、益常高速、廣西桂柳高速的成功經(jīng)驗，考慮對現(xiàn)狀水泥面板進行共振破碎后加鋪柔性瀝青基層+ 瀝青面層。

根據(jù)初步設(shè)計評審意見，最終確定現(xiàn)狀水泥面板共振破碎后，增設(shè)半剛性基層（15 cm5%水泥穩(wěn)定碎石）后再鋪設(shè)瀝青層，具體路面結(jié)構(gòu)如下：

表3 類似工程實例匯總表

上面層：4 cm SMA－13（SBS 改性瀝青）

下面層：6 cm AC－20C（SBS 改性瀝青）

上基層：8 cm ATB-25

下封層：改性熱瀝青+ 灑布瓜米石

基層：18 cm 5%水泥穩(wěn)定級配碎石

舊路面層：25 cm C40 混凝土面板（共振破碎）

舊路面層：18 cm 低劑量水泥穩(wěn)定碎石

舊路底基層：15 cm 填隙碎石

5 結(jié) 語

本文結(jié)合工程實際，從項目背景、工程概況、功能定位、舊路面處置等方面對惠鹽高速（深圳段）改擴建工程做了較為全面的介紹，可為類似高速改建項目起到一定的參考。