摘要 文章以省道S308美洋線儋州互通至洋浦段改建工程為例，針對舊水泥混凝土路面維修改造中共振碎石化技術(shù)的應(yīng)用，從舊水泥混凝土改造共振碎石化的技術(shù)原理、優(yōu)勢以及施工要點等方面展開探討，并通過實際工程項目施工過程的試驗檢測結(jié)果，評價分析了共振碎石化技術(shù)的施工質(zhì)量及運用成效，希望能為今后同類工程中應(yīng)用共振碎石化技術(shù)提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 共振碎石化；水泥混凝土路面；篩分試驗；回彈模量

中圖分類號 U416.216 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）07-0136-03

0 引言

隨著海南自由貿(mào)易港的建設(shè)，省高速、國道、鄉(xiāng)道等道路隨著使用年限的增長，行車荷載的增多，以及超載問題的影響，多數(shù)路面均出現(xiàn)各種各樣的病害，已不能滿足當前的使用要求。而水泥混凝土路面作為海南省早期主要路面形式，對水泥混凝土路面如何進行改造已迫在眉睫。該文通過列舉具體工程實例，根據(jù)施工項目上共振碎石化技術(shù)的使用情況展開分析，從而達到推薦指導(dǎo)是否在其他地區(qū)進行水泥混凝土路面改造時，使用共振碎石化技術(shù)進行施工的目的。

1 工程概況

省道S308美洋線儋州互通至洋浦段改建工程項目路線全長25.303 km。項目采用水泥混凝土路面，現(xiàn)如今隨著道路使用年限增加，路面呈現(xiàn)各種工程病害，影響美觀及行車安全，已無法滿足使用需求。該次改建施工擬采用“白改黑”方案進行維修改建。新路面按一級公路標準設(shè)計，全線采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)。為支持海南自由貿(mào)易試驗區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)，提升海南國際旅游對外形象，創(chuàng)建海南省全國生態(tài)文明示范區(qū)，響應(yīng)當?shù)卣h(huán)保號召，擬對評價為次和差的路段，路段長度（單向里程）19.15 km采用碎石化處理，路段處理面積約為201 087.9 m2。

2 共振碎石化的技術(shù)原理及優(yōu)勢

2.1 技術(shù)原理

共振破碎機是依據(jù)共振理論，使高頻低幅的能量連續(xù)產(chǎn)生，經(jīng)由錘頭的調(diào)節(jié)改變其振動頻率，使其接近舊水泥混凝土面板的固有頻率，激發(fā)其產(chǎn)生共振效應(yīng)，在水泥混凝土路面層內(nèi)產(chǎn)生均勻的裂紋，從而達到破碎功效[1]。水泥混凝土路面在其共振破裂進程時，路面在其共振破碎機錘頭作用下產(chǎn)生共振的同時會急速向前移動，共振破碎機沖擊的合力會均勻地破碎舊水泥混凝土路面，使路面破碎成為均勻粒徑，粒徑與粒徑的棱角相互形成嵌鎖，大大提高破碎后路面的承載力[2]。

2.2 共振碎石化優(yōu)勢

（1）共振碎石工藝優(yōu)化了路面結(jié)構(gòu)的同時，還能使剛性面層變?yōu)榘雱傂缘幕鶎?，能有效治理舊水泥混凝土上加鋪瀝青混凝土結(jié)構(gòu)中的反射裂縫問題，解決了舊路面改造的技術(shù)難點，同時還可與瀝青面層流水施工，有助于節(jié)約工期[3]。

（2）舊水泥混凝土經(jīng)過共振碎石后使用，有效治理反射裂縫的同時也節(jié)約了大量的基層材料，從而降低了工程造價和日后的維修成本。由于共振成碎石后直接使用，不需要占用大量的場地來堆放舊混凝土板，有效解決了工程垃圾的處理問題，有利于減輕白色污染，響應(yīng)國家提倡的環(huán)保號召。

3 共振碎石化施工流程

共振碎石化施工流程詳見圖1。

3.1 施工前準備工作

（1）施工前應(yīng)對改造路段情況進行詳細調(diào)查，包括附件建筑物情況、地下附屬設(shè)施情況、道路沿線的井蓋、涵洞等情況，以便合理制定施工方案，使后期的施工能順利進行。

（2）對舊路面進行清理以及構(gòu)造物進行標識。

（3）制定合理的交通管控方案。在施工區(qū)進行封道，在施工區(qū)的起點及終點設(shè)置水馬及警戒線禁止通行與施工無關(guān)的車輛，并安排施工員進場現(xiàn)場管控。

（4）做好揚塵控制，適當在施工前、施工中和施工后適量灑水降塵。

3.2 施工控制參數(shù)的確定

（1）為保證破碎效果，該項目選擇選K43+900～K44

+000段右幅典型路段作為試振區(qū)，以取得共振破碎機的振動頻率、振幅、橫向錘間距等工業(yè)參數(shù)[4]。

（2）通過試振區(qū)的破碎效果確定共振碎石化施工的各項工藝施工，選用RPB-GP60水泥路面共振破碎機進行施工，該機型是水泥路面改造工程的主力機型和碎石化技術(shù)比較成功的示范機型。RPB-GP60共振碎石機整體工作頻率可達到0～60 Hz，可隨水泥板塊厚度調(diào)節(jié)破碎厚度，錘頭振動頻率可調(diào)節(jié)，振幅約10～20 mm，并滿足上小下大、碎塊相互嵌鎖等要求，施工效率高，振動沖擊小，詳見表1。

（3）在試振區(qū)的橫向接縫或工作縫設(shè)置1～3個檢查坑，觀察碎石化后的顆粒是否在規(guī)定的粒徑范圍內(nèi)。若碎石化粒徑不滿足要求，則根據(jù)碎石化效果調(diào)整施工參數(shù)，并重新選擇試振區(qū)進行試振，直至碎石化施工效果滿足設(shè)計要求，確定施工控制參數(shù)。

3.3 共振碎石施工

3.3.1 破碎施工

（1）施工順序由外側(cè)車道邊緣開始向內(nèi)進行破碎。

（2）每一錘頭破碎寬度約0.2 m，在破碎一遍后，緊接著破碎第二遍時，第二遍破碎區(qū)域間隔應(yīng)控制在半個錘頭寬度以內(nèi)，嚴格控制隔行破碎現(xiàn)象，避免漏振。

（3）在共振碎石化工藝處理過程中，可針對水泥混凝土路面的強度差異進行差別化的施工參數(shù)，并記錄下來。

（4）共振碎石，應(yīng)采用同一機械對混凝土路面全幅進行全寬度、全方位、全截面、全深度的共振粉碎，且不得留邊和死角。不得依靠非共振設(shè)備的輔助破碎，以保證不產(chǎn)生因為施工方法不同而導(dǎo)致的施工縫，有效防止日后反射裂紋的出現(xiàn)。

（5）施工時遇雨，應(yīng)停止施工。

3.3.2 碎石化層的清理

對碎石化層上舊水泥混凝土面層接縫、裂縫之間的條狀填料進行人工清除。對碎石化表層尺寸大于5 cm的碎塊予以清除，并采用連續(xù)型級配碎石回填。豎向大約5 cm的凹地，也應(yīng)采用連續(xù)型級配碎石回填。詳見表2。

3.3.3 碎石化層的保護

（1）共振碎石后應(yīng)按要求設(shè)置排水設(shè)施。

（2）碎石后應(yīng)及時碾壓，防止雨水浸泡。

（3）破碎后的碎石化層可以適當開放交通，讓自然交通行車的膠輪對碎石進行交錯揉碾，加速表層碎石的嵌鎖，提高早期強度，防止瀝青面層疲勞損傷。

3.4 碎石化層壓實

待碎石化層局部差異沉降穩(wěn)定后，進行碾壓施工。第一次和最后一次壓實前都需進行灑水浸潤。初壓采用振動壓路機（關(guān)閉振動模式）進行靜壓1遍。復(fù)壓采用振動壓路機振壓3遍。終壓采用振動壓路機（關(guān)閉振動模式）進行靜壓2遍。為提高碾壓效果，宜在初壓和終壓前灑水[5]，以促進石粉與骨料之間的嵌鎖能力。碾壓速度不宜超過5 km/h，碾壓過程嚴禁使用強振。

3.5 灑布透層

在加鋪層與碎石化層之間灑布透層改性乳化瀝青[6]。

4 施工現(xiàn)場檢測結(jié)果

共振碎石化施工完工后，根據(jù)設(shè)計要求，摘取試驗段K49+865～K50+998右幅開挖檢測、顆粒篩分和回彈模量檢測試驗數(shù)據(jù)進行分析，以便對其施工質(zhì)量進行評價。

4.1 顆粒篩分試驗

經(jīng)過開挖試坑取樣，各在試驗段K49+865～K50+998右幅行車道與超車道各取一處。干燥試樣總量分別為3 917 g與3 557.9 g，分別在溫度23 ℃、相對濕度65%的環(huán)境下進行水洗干燥后篩分試驗，取樣篩分結(jié)果經(jīng)水洗法篩分稱重后進行計算得到以下通過率，繪制級配曲線。結(jié)果顯示該曲線均未超出級配范圍的上限（下限），由此可得該破碎粒徑滿足設(shè)計破碎粒徑要求。行車道0.075 mm篩下量為234.8 g，計算可得0.075 mm的通過率為6%。超車道0.075 mm的篩下量為213.4 g，計算可得0.075 mm的通過率為6%。將兩個車道的0.075 mm的通過率進行平均可得平均數(shù)為6%，符合設(shè)計文件要求的碎石化層小于0.075 mm含量均不大于7%的要求。檢測結(jié)果見表3。

檢測結(jié)論：經(jīng)檢測，該樣品所檢項目符合設(shè)計文件中相關(guān)技術(shù)要求。

4.2 共振碎石化回彈模量試驗檢測報告

該樁號共振碎石化完成后，采用現(xiàn)場土基回彈測定儀（WJ-3）、貝克曼梁彎沉儀（WJ-0.1）百分表（WJ-2）等主要的試驗儀器設(shè)備對該樁號的行車道、超車道選取具有代表性區(qū)域進行回彈模量測試，測試結(jié)果如下表所示：各點測試結(jié)果均滿足設(shè)計文件要求的碎石化層回彈模量大于250 MPa，宜小于550 MPa，檢測結(jié)果見表4。

5 結(jié)語

綜上，該文結(jié)合S308美洋線舊水泥混凝土改造中應(yīng)用共振碎石化技術(shù)的工程實例，從共振碎石化技術(shù)的原理、優(yōu)勢、施工流程和施工現(xiàn)場檢測結(jié)果等方面進行了探究，發(fā)現(xiàn)上述實例的實驗數(shù)據(jù)能保障該項目的建設(shè)質(zhì)量和進度要求，對同類工程項目使用共振碎石化技術(shù)具有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻

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