周寧

摘要 為驗(yàn)證舊水泥混凝土路面多錘頭碎石化技術(shù)處治效果，文章以國(guó)道G238線龍川縣珠塘至羅坳段K734+548～K741+269路面改造工程的水泥混凝土路面為例，針對(duì)路段所出現(xiàn)的斷板、路面脫空等病害，擬采用多錘頭碎石化處治措施進(jìn)行處治。首先通過試驗(yàn)確定試驗(yàn)段碎石化施工參數(shù)，然后對(duì)破碎施工、壓實(shí)及透層油灑布等在內(nèi)的技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行分析，以期為類似工程項(xiàng)目提供參考。

關(guān)鍵詞 舊水泥路面；路面改造；碎石化技術(shù)

中圖分類號(hào) U418.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）16-0153-03

0 引言

舊水泥混凝土路面碎石化技術(shù)主要通過多錘頭破碎機(jī)破碎路面，實(shí)現(xiàn)舊路改建，從而達(dá)到改善道路質(zhì)量的目的。這一技術(shù)可以預(yù)防反射裂縫，同時(shí)也可以對(duì)舊路建筑材料進(jìn)行回收再利用，降低路面改造的費(fèi)用。通過在碎石化表層灑布乳化瀝青透層油能夠減少水平滑移，使其滲透到松散骨料內(nèi)部，繼而增強(qiáng)骨料的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度，提高路面整體的穩(wěn)定性。

1 工程概況

1.1 工程背景和概況

該項(xiàng)目為國(guó)道G238線龍川縣珠塘至羅坳段路面改造工程。項(xiàng)目起點(diǎn)位于龍川縣龍母鎮(zhèn)珠塘坑，起點(diǎn)樁號(hào)為K734+548，途經(jīng)樟崗下、三墳里、過橫塘，終點(diǎn)止于羅坳村，終點(diǎn)樁號(hào)為K741+271，路線全長(zhǎng)6.723 km。項(xiàng)目為平原微丘三級(jí)公路，水泥混凝土路面。該項(xiàng)目路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要分為舊路面上的加鋪結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)、加高段路面的新建路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)。

對(duì)舊水泥路面進(jìn)行多錘頭碎石化處理后作為基層，再加鋪抗彎拉強(qiáng)度不小于5.0 MPa的水泥混凝土面層，同時(shí)用水泥混凝土進(jìn)行調(diào)平。其優(yōu)點(diǎn)是可利用破碎的舊板充當(dāng)路面基層，避免了挖除大量舊板后無(wú)處棄置的弊端。路面結(jié)構(gòu)：24 cm水泥混凝土面層+均厚h cm水泥混凝土調(diào)平層+乳化瀝青封層+舊水泥混凝土路面多錘頭碎石化處理作為基層。

1.2 路基路面現(xiàn)狀

隨著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，沿線交通量越來越大，該路段又經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)，已超出公路使用年限，導(dǎo)致路面出現(xiàn)了各種不同程度的病害，具體表現(xiàn)為局部路段的路基沉陷、土路肩坍塌、部分混凝土路面出現(xiàn)縱橫向裂縫、斷板及錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，較嚴(yán)重的出現(xiàn)混凝土破碎和坑槽現(xiàn)象，如圖1所示。局部路段線形較差，且標(biāo)志、標(biāo)線大部分不清晰或已壞損，外側(cè)無(wú)護(hù)欄阻擋設(shè)施，存在安全隱患，沿線個(gè)別橫向排水涵洞堵塞等病害。

2 設(shè)備要求及基本性能要求

在該工程進(jìn)行多錘頭碎石化施工時(shí)，使用多錘頭破碎機(jī)（MHB）和Z型單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)，需確保機(jī)械性能符合相關(guān)規(guī)范，各項(xiàng)指標(biāo)詳情請(qǐng)參考表1。

3 施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）為了保證道路的安全性，在對(duì)路面進(jìn)行碎石化施工前，需將路面的全部修補(bǔ)材料清理干凈。

（2）施工前應(yīng)對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行檢查、疏通或加固，在路面碎石化施工前14 d內(nèi)，確保排水系統(tǒng)可以正常運(yùn)行[1]。

（3）對(duì)出現(xiàn)嚴(yán)重病害的軟弱路段進(jìn)行修復(fù)處理。①清理路面上破碎的混凝土以及石塊；②根據(jù)相關(guān)規(guī)范進(jìn)行路面基層土方開挖，使其符合要求；③換填級(jí)配碎石，頂面高程與破碎混凝土板底相同[2]；④為了確保回填料能夠達(dá)到良好的壓實(shí)效果，需對(duì)其進(jìn)行分層填筑，并壓實(shí)，確保寬度不能小于全車道寬，且不能小于1.2 m。

（4）在施工前，將道路兩旁建筑物或管線做好標(biāo)記，并進(jìn)行一定保護(hù)。由于深度大于1 m的建筑物或管線距離路面較遠(yuǎn)，受施工影響較小，可以正常破碎；而對(duì)于深度為0.5～1 m的建筑物或管線可能會(huì)受到一定破壞，因此，在施工時(shí)需降低錘頭高度，再對(duì)路面進(jìn)行輕度打裂；對(duì)于深度小于0.5 m的建筑物或管線以及橋涵等，則不宜進(jìn)行破碎，需避開構(gòu)筑物外側(cè)3 m的位置。如建筑物距離路肩大于10 m，在對(duì)路面進(jìn)行碎石化時(shí)對(duì)其不會(huì)造成影響，可以正常破碎；如建筑物距離路肩5～10 m，在對(duì)路面進(jìn)行碎石化時(shí)應(yīng)降低錘頭高度，以減少施工對(duì)建筑物的影響；如建筑物距離路肩小于5 m，則不宜對(duì)此段道路進(jìn)行破碎[3]。

3.2 試驗(yàn)段及施工參數(shù)確定

3.2.1 確定試驗(yàn)段

綜合考慮該工程路面情況，對(duì)K734+548～K741+269路段路面進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)段長(zhǎng)度需大于50 m，寬大于3 m。根據(jù)以往同類工程的施工經(jīng)驗(yàn)，落錘高度為1.1～1.2 m，落錘間距為10 cm，為達(dá)到理想的破碎化效果，需不斷調(diào)整和改變破碎參數(shù)，當(dāng)各項(xiàng)參數(shù)均滿足施工要求后，記錄此時(shí)采用的破碎參數(shù)。在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)開挖兩個(gè)1～2 m的試坑，在選擇試坑位置時(shí)，應(yīng)避開有橫向接縫或工作縫的位置。試坑開挖至基層，確保碎石化后的顆粒符合施工要求[4]。各項(xiàng)參數(shù)如表2所示。

若對(duì)混凝土路面進(jìn)行碎石化后，其顆粒不能滿足施工要求，需對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)增加試驗(yàn)區(qū)，重復(fù)執(zhí)行前面的步驟，直到滿足規(guī)范要求，并記錄MHB碎石化參數(shù)。在具體施工過程中，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況不斷調(diào)整參數(shù)，以確保質(zhì)量達(dá)標(biāo)，如需對(duì)參數(shù)做出較大調(diào)整時(shí)，應(yīng)及時(shí)告知監(jiān)理工程師。具體如表3所示。

3.2.2 落錘高度與錘距

落錘高度和錘跡間距是決定破碎塊粒徑、破碎深度、破碎結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度的關(guān)鍵因素，也是確保多錘頭破碎施工質(zhì)量的重要手段。

通過使用碎石化技術(shù)，可以對(duì)舊水泥混凝土路面進(jìn)行粉碎。破碎效果除了和機(jī)械沖擊能的大小有關(guān)系外，還和混凝土面板厚度、強(qiáng)度及完好程度有關(guān)。由以往施工經(jīng)驗(yàn)可知，落錘高度應(yīng)取最大值1.35 m，錘距范圍應(yīng)在8～12 cm之間[5]。若錘距小于8 cm，將會(huì)減小路面破碎塊尺寸，從而使得粉末混凝土的比例相應(yīng)提高，降低破碎的質(zhì)量；若錘距大于12 cm，則會(huì)導(dǎo)致碎塊大小不能滿足設(shè)計(jì)要求。破碎結(jié)束后，需仔細(xì)檢驗(yàn)其質(zhì)量是否符合要求，如有必要還應(yīng)進(jìn)行二次補(bǔ)充破碎。參數(shù)設(shè)計(jì)如圖2所示。

3.3 破碎施工

該工程中，在對(duì)舊水泥混凝土路面進(jìn)行破碎施工時(shí)，需將75%的混凝土路面破碎成表面不大于7.5 cm、中間不超過22.5 cm、底部不超過37.5 cm的粒徑。透層油的滲透有個(gè)時(shí)間過程，需確保其充分滲透，且深度超過3 mm。在進(jìn)行破碎處理后，再將混凝土路面碎石進(jìn)行鋪放，在這一過程中按上小下大的順序進(jìn)行，施工過程中，為保證路面平整度，需對(duì)上面層進(jìn)行壓實(shí)，也方便后期的攤鋪工作，同時(shí)，下面層大顆粒經(jīng)過碾壓達(dá)到密實(shí)效果，能有效提升其強(qiáng)度，為實(shí)現(xiàn)基層和上部瀝青混凝土材料之間的良好結(jié)合，需在其之間灑布透層油，然后加鋪一層瀝青混合料。

為防止混合料攤鋪后對(duì)排水系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，在開展破碎工作時(shí)，需由高向低進(jìn)行。在此期間，嚴(yán)格遵守規(guī)范要求，不得對(duì)破碎后的路面進(jìn)行二次修整，一旦發(fā)現(xiàn)有明顯的塌陷，需重新填入密集配碎石料，并將其壓實(shí)。大多情況下，舊水泥路面抗折強(qiáng)度的范圍在9～10 MPa之間，在使用多錘頭進(jìn)行破碎作業(yè)時(shí)，如按常規(guī)參數(shù)進(jìn)行操作，路面的破碎強(qiáng)度以及效果可能會(huì)出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)的情況。

3.4 壓實(shí)及噴灑透層油

采用Z型壓路機(jī)和單鋼輪壓路機(jī)對(duì)破碎后的路面進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)遍數(shù)2～3遍，速度不得超過5 km/h，在此過程中，應(yīng)充分考慮路面綜合強(qiáng)度的問題，避免出現(xiàn)多度壓實(shí)。通過對(duì)路面進(jìn)行碾壓，有效提升了其松散層的密實(shí)度，和下面層緊密結(jié)合在一起，并形成一個(gè)牢固的嵌擠結(jié)構(gòu)，倘若這時(shí)繼續(xù)開展路面破碎料修整工作，將會(huì)直接影響到下面層的穩(wěn)定性，容易出現(xiàn)反射裂縫，從而縮短瀝青罩面層的使用壽命。

采用就地碎石化技術(shù)，應(yīng)在破碎后路面的表層鋪設(shè)一層乳化瀝青封層，在選擇乳化瀝青時(shí)，確保其固含量在50%～55%之間，其余指標(biāo)應(yīng)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2017）的要求。乳化瀝青用量為3.5 kg/m2，集料粒徑應(yīng)在4.75～9.5 mm之間，含泥量需在3%以內(nèi)[6]。為提高基層養(yǎng)生質(zhì)量，需根據(jù)試驗(yàn)來確定透層油的養(yǎng)生時(shí)間，確保液體瀝青中的稀釋劑全部揮發(fā)，等乳化瀝青分層后再撒一定量的石屑，并使用光輪壓路機(jī)進(jìn)行靜壓。

4 碎石化施工重點(diǎn)注意事項(xiàng)

碎石化處理并不是單一技術(shù)的運(yùn)用，而是需將多種技術(shù)結(jié)合起來，以達(dá)到更好的應(yīng)用效果。

（1）事先規(guī)劃和完善排水系統(tǒng)，在施工區(qū)域四周預(yù)先設(shè)置盲溝，確保雨水能夠順利排出，避免出現(xiàn)積水問題，從而影響施工質(zhì)量和進(jìn)度。

（2）根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合適的多錘頭破碎機(jī)，在此過程中，應(yīng)充分考慮錘頭的重量，以方便各錘頭能單獨(dú)作業(yè)，卻能隨意調(diào)節(jié)其抬起的高度[7]。

（3）施工前，需先對(duì)試驗(yàn)段進(jìn)行試驗(yàn)，使各項(xiàng)參數(shù)符合施工要求；現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，應(yīng)時(shí)刻關(guān)注混凝土路面的破碎情況，以確保工程的順利進(jìn)行。

（4）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)勘察，如有軟土地基，需對(duì)其進(jìn)行換填處理，以改善地基現(xiàn)狀，利于后期施工。

（5）為了更好地修復(fù)道路，需做好新舊路面的接縫工作。橫向位置選在破碎板邊距離原路面橫縫5～10 cm處，縱向部位采用人工切縫的方式，切縫深度需到達(dá)舊路面底部，以避免對(duì)原始路面造成損害。

（6）混凝土中的鋼筋、鋼絲網(wǎng)和傳力桿等材料可適當(dāng)保留，但對(duì)于高于路面的部分應(yīng)予以清除。

（7）在混凝土澆筑前，需將不密實(shí)的填充物清理干凈，如果松散層不夠密實(shí)，需對(duì)其進(jìn)行填充。

5 結(jié)論

結(jié)合國(guó)道G238線龍川縣珠塘至羅坳段路面改造工程案例，探討利用多錘頭碎石化技術(shù)改造舊水泥路面的施工技術(shù)要點(diǎn)，并總結(jié)歸納了多錘頭碎石化施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。通過上述研究，得出下面幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）在進(jìn)行破碎化施工前，做好勘察工作，對(duì)于軟弱地基，使用滲透性好的材料進(jìn)行換填處理，有效增強(qiáng)路基的強(qiáng)度，并提高其承載能力。

（2）在進(jìn)行正式施工前，需對(duì)具有代表性的試驗(yàn)路段進(jìn)行測(cè)試，確保施工方案科學(xué)、可行，同時(shí)，對(duì)于落錘高度、間距等參數(shù)予以確定，通過試驗(yàn)路段的施工情況，不斷優(yōu)化現(xiàn)有的施工工藝，確保后續(xù)工程能夠順利進(jìn)行。

（3）就地碎石化施工后，應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)行質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行試坑的挖掘工作，以確保碎石化的施工效果，從而為后續(xù)的施工流程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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[6]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范： JTG F40—2017[S]. 北京：人民交通出版社， 2017.

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