水泥混凝土路面沖壓破碎施工技術(shù)

孫樹恒

（河北路橋集團有限公司一分公司，河北 邢臺 054000）

1 工程概況

某國道路段運營多年，需要維修處理水泥混凝土路面。通過結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ虒嵺`經(jīng)驗及方案比較，采取沖壓破碎方式來處理水泥混凝土路面。結(jié)合工程經(jīng)驗，選取的沖擊破碎機總寬2.565m，總長5.842m，沖擊輪重8.6t，該機械設(shè)備的行走速度介于11~13km/h，每秒鐘最高沖擊次數(shù)為2遍。施工時該機械高速運轉(zhuǎn)用于壓實施工，而低速運轉(zhuǎn)則用于破碎施工。

2 沖壓破碎施工技術(shù)要點

試驗路沖擊壓實施工時，由路面兩側(cè)邊部開始擊實，同時采取連續(xù)擊實破碎，然后再錯輪，相鄰路面實行橫向沖擊壓實，覆蓋公路中部。對于本國道中存在的全填全挖路段，采用破碎平均粒徑和沖壓遍數(shù)雙控指標(biāo)來控制沖擊壓實施工質(zhì)量，工程實踐經(jīng)驗表明，沖壓遍數(shù)適宜控制在13遍。平均破碎范圍粒徑為30～40cm，沖擊碾壓機正常行駛速度控制在10～11km/h。同時破碎粒徑不宜過小，從施工效果來看適宜以板塊穩(wěn)固為主。而對于本工程中的半填半挖路段，填方部分（設(shè)擋墻部分）控制標(biāo)準(zhǔn)同上，挖方部分的質(zhì)量控制以消除路面板錯臺、脫空為主，不以粒徑大小為控制標(biāo)準(zhǔn)，最低碾壓遍數(shù)可酌情降至6遍，且碾壓機行駛速度應(yīng)降至7～8km/h。另外，結(jié)合工程實踐經(jīng)驗，總結(jié)出以下幾方面的施工技術(shù)要點，以提高施工質(zhì)量。

（1）在沖壓破碎前，應(yīng)對施工現(xiàn)場勘察，如半填半挖填方部分、高擋土墻、路邊民宅、光纜埋設(shè)處、涵洞等，同時采取恰當(dāng)?shù)氖┕すに?，并在相?yīng)構(gòu)造物處用醒目標(biāo)識標(biāo)注、立旗、派人旁站。為方便指導(dǎo)施工，較易損壞建筑的則應(yīng)當(dāng)派人進行現(xiàn)場監(jiān)測、試壓觀測，確定沖擊碾壓機的適宜行駛速度，并在施工時進行實時監(jiān)測，如遇異常情況應(yīng)及時停止擊實，確保公路構(gòu)造物的安全。

（2）沖擊碾壓施工時，應(yīng)當(dāng)由路面中部開始擊實，然后錯輪1/3，進行橫向相鄰路面的沖擊碾壓，全幅沖擊碾壓一遍后，再進行下一遍的全幅路面沖擊碾壓。嚴(yán)禁在路面填方處某一斷面范圍進行連續(xù)擊實。

（3）沖擊碾壓施工過程中，在施工段應(yīng)當(dāng)設(shè)置施工提醒標(biāo)志，同時由專人維護交通，以防沖擊碾壓機逆向行駛時，與路面車輛發(fā)生交通事故。

（4）從沖擊碾壓施工效果來分析，沖擊荷載可以達到2500~3500kN，遠大于邊坡穩(wěn)定的設(shè)計荷載。因此，尤其是對于半填半挖路段以及有高檔墻的填方段，應(yīng)當(dāng)考慮是否采用沖擊碾壓工藝，從工程實踐經(jīng)驗來看，適宜選取施工荷載小的方法進行施工。

3 沖壓破碎施工防護處理措施

由于沖壓施工過程中會產(chǎn)生巨大沖擊波，會對沿線設(shè)施有一定影響，因此進行沖壓施工前關(guān)鍵是制定相應(yīng)的防護措施以及施工管理措施。

3.1 沿線民房及設(shè)施防護

為了防止沖壓對設(shè)施造成影響，施工前應(yīng)當(dāng)對施工段沿線民房進行深入調(diào)查，應(yīng)當(dāng)采取加固措施或者盡可能地避讓施工造成損壞的建筑。結(jié)合工程實踐經(jīng)驗，原則上對于10m范圍內(nèi)的民房、磚瓦平房應(yīng)進行避讓，可設(shè)置隔振溝，即在公路路肩外挖1m以上深的溝，以阻斷振動波的側(cè)向傳播。

3.2 施工管理措施

（1）為防止沖壓過程中下雨，使路基進水，影響壓實效果，需準(zhǔn)備好防雨布。沖壓過程中如果下雨應(yīng)立即停止作業(yè)并做好作業(yè)區(qū)遮蓋工作，防止雨水滲入路床等。

（2）做好沖壓區(qū)域的安全管理工作，應(yīng)設(shè)有專職安全員負責(zé)沖壓區(qū)域內(nèi)的安全管理，沖壓區(qū)域內(nèi)嚴(yán)禁車輛出入。

（3）必須嚴(yán)格控制在標(biāo)示的作業(yè)區(qū)內(nèi)施工，不得有錯壓、漏壓。在沖壓過程中應(yīng)派人對沿線構(gòu)造物進行觀察，防止構(gòu)造物出現(xiàn)異常破壞現(xiàn)象。沖壓結(jié)束后后續(xù)施工應(yīng)立即跟上，并加鋪水泥穩(wěn)定碎石基層。

（4）沖壓前對路面損壞情況進行現(xiàn)場實測和記錄，之后每沖壓3遍全線巡查一次。破碎的網(wǎng)狀碎塊應(yīng)控制在30～40cm之間。該碎塊并非一般意義的明顯碎塊，而是裂縫貫穿塊與塊之間并形成集料嵌鎖的結(jié)構(gòu)，從而保證原路面所具有的大部分結(jié)構(gòu)強度。

4 沖壓破碎施工監(jiān)測

沖壓破碎水泥混凝土路面的監(jiān)測內(nèi)容主要包括：沖壓前后路面沉降變化、沖壓過程中路面裂縫發(fā)展?fàn)顩r、沖壓后的路面裂縫發(fā)展及分布、沖壓前后舊混凝土路面彎沉變化、沖壓后舊混凝土路面回彈模量監(jiān)測、沖壓對周圍環(huán)境的振動影響、沖擊碾壓影響深度監(jiān)測等。同彎沉、回彈模量相比，破碎尺度、路面沉降的監(jiān)測項目較多，而且破碎粒徑和沉降狀況能一定程度反映地基的最終承裁力和壓實度情況。因此，采用破碎尺度和沉降作為控制標(biāo)準(zhǔn)，通過試驗路確定相應(yīng)的碾壓遍數(shù)，是一個較實用的方法。

為監(jiān)測本工程中沖擊壓實施工對于公路路面沉降的變化規(guī)律，選取試驗段并且設(shè)置相應(yīng)的沉降觀測點，結(jié)合不同的公路填挖造成的不同的路面沉降，在沖擊壓實前后加強沉降監(jiān)測對比，分析公路路面沖擊壓實施工前后高程的變化。其試驗段的沉降點布置方案如圖1所示。

圖1 沉降觀測點分布圖

監(jiān)測結(jié)果表明，公路不同的支承條件以及碾壓遍數(shù)都會導(dǎo)致路面沉降的不同。一般在沖壓15遍后，路面最大的下沉量為14.2cm，平均下沉量為6.2cm。沖壓20遍后，最大的下沉量為16.2cm。即使沖壓遍數(shù)相同，填挖路段的路面下沉量也不盡相同。填土路堤沖壓15遍后，其下沉量增長基本趨于平緩，平均沉降會在10cm以內(nèi)，而對于挖方路基則出現(xiàn)反彈現(xiàn)象。因此在施工過程中應(yīng)綜合考慮沖壓遍數(shù)，不能簡單地僅從沉降量來控制。從工程實踐情況來看，公路路面的沖壓沉降量與面板的破損類型、路基填土高度、路基、路面結(jié)構(gòu)類型及相關(guān)土質(zhì)與含水量、沖壓遍數(shù)等有著直接聯(lián)系。結(jié)合沉降量的變化曲線可分為三種類型，如圖2所示。

圖2 沿線觀測點沉降變化曲線分類

結(jié)合沖壓施工中路面沉降的變化規(guī)律，在沖擊碾壓施工控制中，施工單位往往以零沉降作為質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。但事實上，沖擊碾壓與振動壓實的機理有著不同點，其作用模式與重型擊實模型也有著不同點。從工程實施效果來看，沖擊碾壓對壓實公路路面的效果更佳，可更加有效地改善公路路面。但上述試驗結(jié)果表明，由于石質(zhì)挖方路基存在破碎后用做墊層，因此其沉降表現(xiàn)出反彈現(xiàn)象，當(dāng)沖擊破碎三遍后，路基基本上不沉降，但繼續(xù)沖擊破碎反而會導(dǎo)致原來壓實的板塊松動，因此應(yīng)當(dāng)結(jié)合破碎塊徑尺度來判斷擊實遍數(shù)。

對于沉降過大的路段，如沉降量超過15cm，則應(yīng)當(dāng)對公路路基進行處理。尤其對于回彈模量非常小，而且彎沉非常大的路段，則必須挖除面板碎塊，然后再處理該路段的路基。處理后的路段應(yīng)當(dāng)再次檢查其沉降，對于沉降滿足要求的，則同樣要檢查路面板的破碎情況。板塊破碎情況不能完全滿足設(shè)計要求的，應(yīng)當(dāng)對其繼續(xù)沖壓。而且從工程實踐經(jīng)驗來看，沖壓2遍后就應(yīng)重新檢測板塊粒徑。對于沖碾25遍后仍達不到規(guī)定要求的，則應(yīng)當(dāng)停止沖碾，分析其具體情況后再進行處理。

5 結(jié)語

基于工程實踐經(jīng)驗，對水泥混凝土路面中的沖壓破碎施工技術(shù)進行了總結(jié)。實踐表明：在施工過程中應(yīng)綜合考慮沖壓遍數(shù)，不能簡單地僅從沉降量來控制。從工程實施效果來看，該技術(shù)具有經(jīng)濟、實用和高效的特點，可在同類工程中推廣應(yīng)用。

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