水泥混凝土路面碎石化施工技術(shù)探討

李彥彪

（河南海威路橋工程咨詢有限公司，河南 鄭州 450000）

1 幾種防治反射裂縫的方法

1.1 用修復(fù)和下封法穩(wěn)定水泥混凝土板，將有缺陷的板予以修復(fù)或換板，然后設(shè)置水泥穩(wěn)定層或二灰穩(wěn)定層作緩沖層，最后加鋪瀝青層。

1.2 破碎混凝土板，即將舊水泥混凝土破碎，并使其與下面的基層緊密接觸，再加鋪瀝青層。

1.3 破碎混凝土板，并將其移除，然后重新做路面。

2 對三種方案進(jìn)行比較

2.1 方案一在加鋪瀝青前應(yīng)根據(jù)路況調(diào)查和試驗(yàn)結(jié)果對舊水泥路面板進(jìn)行修補(bǔ)，而修補(bǔ)后的檢測將是一項(xiàng)極為棘手的工作，很難把隱蔽在水泥混凝土板下的問題全面徹底的檢測出來，這將給后續(xù)工程留下隱患。即使能夠把問題全部檢測出來，對這些問題要采用不同的方法解決，這會(huì)增加施工的難度，造成工期的延長。水泥穩(wěn)定層或二灰穩(wěn)定層本身就因?yàn)闇囟群蜐穸茸兓菀组_裂，加之其下部水泥混凝土面板的接縫和裂縫，在荷載和溫度的反復(fù)作用下，更會(huì)導(dǎo)致反射裂縫，使路面早期破壞。這種方法不能徹底的解決反射裂縫帶來的早期路面破壞的問題。

2.2 方案三能克服前方案一中由于存在剛性基層而導(dǎo)致反射裂縫的問題。但是方案三的工程量要大的多，同時(shí)其移除的混凝土廢塊如處理不當(dāng)將造成資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染。

2.3 方案二對水泥混凝土進(jìn)行破碎，使混凝土路面降低剛度，使其具有一定柔性，這樣就能和瀝青路面同步變形，減少應(yīng)力集中的現(xiàn)象。這樣反射裂縫難于形成。方案二便于施工檢測、驗(yàn)收且可操作性強(qiáng)，破碎的混凝土塊用作基層避免了資源浪費(fèi)和污染問題。

3 碎石化技術(shù)

所謂碎石化技術(shù)，就是把75%的混凝土路面破碎成表面最大尺寸不超過7.5厘米，中間不超過22.5厘米，底部不超過37.5厘米的粒徑。用以限制新鋪的熱拌瀝青(HMA)罩面上出現(xiàn)反射裂縫，并產(chǎn)生一個(gè)用于HMA罩面的均勻基層。它通過專用的機(jī)械設(shè)備對水泥混凝土板塊進(jìn)行擊碎處理，并通過碾壓等工序使水泥混凝土板塊成為新的由較小水泥混凝土顆粒組成的相對松散的，強(qiáng)度相對均勻的結(jié)構(gòu)層，并可以利用其作為基層，從而消除了在不破碎的舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青層可能的反射裂縫，提高了加鋪后新路面結(jié)構(gòu)的可靠性和耐久性。

碎石化有2種設(shè)備可供使用一種是通過重錘下落進(jìn)行破碎，一種是通過振動(dòng)來破碎。目前我國多用重錘下落式的破碎機(jī)MHB (MultipleHead-Breaker)型破碎機(jī)來進(jìn)行碎石化是通過重錘下落進(jìn)行破碎的，其后部有共16個(gè)重錘；具有橡膠輪胎，以柴油機(jī)作為動(dòng)力源，該機(jī)械所攜帶的重錘的重量為454-544.8kg，分2排(每排6個(gè)重錘)成對裝配在整臺(tái)機(jī)械的尾部 (后排重錘對角地裝配在前排重錘間隙中心)，兩翼還有兩對翼錘，每對重錘單獨(dú)地以一套液壓提升系統(tǒng)為動(dòng)力，在破碎時(shí)按一定規(guī)律下落。重錘底部裝有寬約2cm長20cm的刃口。重錘的下落高度可調(diào)，最大高度可到h=1.5m。這種機(jī)械的典型工作效率是每臺(tái)班約2km(1個(gè)車道)配套的還有Z型(Z-grid)壓路機(jī)。碎石化技術(shù)采用Z型震動(dòng)壓路機(jī)和震動(dòng)鋼輪壓路機(jī)，用于破碎混凝土后的補(bǔ)充破碎并壓實(shí)其表面，同時(shí)為HMA罩面提供平坦破碎后混凝土路面表面。MHB型破碎機(jī)械破碎后的顆粒尺寸是可控制的，根據(jù)國外的研究，規(guī)定其顆粒范圍在7.5-30cm之間能取得良好的使用效果控制破碎后顆粒尺寸可通過控制重錘下落高度來實(shí)現(xiàn)。在某國道改建工程中，舊的水泥混凝土路面采用了碎石化技術(shù)。其K10+500-K10+600試驗(yàn)段分別采用了1.2m、1.1m、1.0m、0.9m的落錘高度進(jìn)行了碎石化。其試驗(yàn)段基本路況為：

路面寬度18m，面層為水泥混凝土，其下為舊的瀝青混凝土路面。

路面板寬4.5m，長5m，厚度為24cm，部分厚度達(dá)到30cm以上。

其破壞并不十分嚴(yán)重，無明顯錯(cuò)臺(tái)，裂縫數(shù)量不多，少部分板角隅破壞。由于路面拓寬，新路面擬采用瀝青路面，故采用碎石化設(shè)備對原有舊水泥混凝土路面實(shí)施破碎，然后加鋪瀝青面層。破碎試驗(yàn)段的基本情況為：

表4.1 試驗(yàn)段破碎基本情況表

在清除表面碎塊后，在各落錘高度試驗(yàn)段路面上鉆孔取芯，取芯直徑為10cm，深度為整個(gè)混凝土板厚度，其情況如下：

在1.2m高度破碎段中鉆孔取芯，觀察發(fā)現(xiàn)水泥混凝土板底部已完全破碎，其碎塊的直徑約6cm，由于鉆孔機(jī)的擾動(dòng)已經(jīng)完全分離，碎塊不能吻合。中間層的碎塊較大大概在10cm左右有斜向裂縫。在高度為0.9m的破碎路段中，鉆孔取芯，在芯的中間偏上的位置有斜裂縫?；炷列緩拇颂帞嚅_，在鉆孔壁上發(fā)現(xiàn)數(shù)條細(xì)微交叉裂縫。舊混凝土表面有較多的部分未破碎，存在較大的未破碎混凝土塊(約1m)。其破碎效果不十分明顯。在1.1m和1.0m路段取芯時(shí)，也不能將芯完整取出，其破碎成較大的碎塊約10cm左右，斜向開裂。碎塊能很好的吻合。在孔壁上發(fā)現(xiàn)較密集的斜向交叉裂縫。在1.1m和1.0m路段經(jīng)過開挖試坑，發(fā)現(xiàn)碎石化后水泥混凝土層底部碎塊最大不超過37.5cm，然而取芯的直徑為10cm，可見上述的取芯并不能完全反映混凝土路面破碎的情況，但是從1.2m落錘高度的鉆芯結(jié)果來看，其底部水泥混凝土已經(jīng)過度的破碎，底部的水泥混凝土塊之間已經(jīng)不能很好的嵌擠在一起。如果在破碎后的水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層后，在車輛的水平力作用下，底層的水泥混凝土塊可能發(fā)生滑移，造成路面的早期破壞。用這個(gè)高度的破碎路面并不穩(wěn)定。在用0.9m落錘高度破碎過程中其未破碎的面積較大，還有較大的板塊存在，這樣仍舊有可能產(chǎn)生反射裂縫。這個(gè)高度不宜采用。對1.1m和1.0m落錘高度的試驗(yàn)段開挖試坑檢查發(fā)現(xiàn)碎塊尺寸基本符合表面最大尺寸不超過7.5厘米，中間不超過22.5厘米，底部不超過37.5厘米的粒徑的要求。可見這個(gè)兩個(gè)高度之間的落錘高度是合適的。

結(jié)語

由于路的路況并不完全相同，在碎石化應(yīng)用前應(yīng)對道路進(jìn)行試驗(yàn)段破碎，以確定合理的落錘高度，并在碎石化的過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)每隔一定的距離對碎石化的情況進(jìn)行挖試坑檢查，以便達(dá)到較好的碎石化效果。

[1]李中秋.水泥混凝土路面維修技術(shù)研究[D].河北工業(yè)大學(xué)，2002.

[2]張永清.高等級公路基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)保障對策研究[D].長安大學(xué)，2002.

[3]管新建.鋼纖維混凝土的力學(xué)性能及路面工程應(yīng)用研究[D].鄭州大學(xué)，2003.