碎石化技術(shù)在改造水泥混凝土舊路面上的應(yīng)用

王 金 春

(山西機械化建設(shè)集團公司，山西 太原 030009)

碎石化技術(shù)在改造水泥混凝土舊路面上的應(yīng)用

王 金 春

(山西機械化建設(shè)集團公司，山西 太原 030009)

分析了舊混凝土路面碎石化技術(shù)在道路建設(shè)上具有的重要意義，簡單闡述了碎石化施工所用到的機械設(shè)備，介紹了碎石化的施工過程以及質(zhì)量檢測方法，并討論了碎石化技術(shù)的優(yōu)點和發(fā)展?fàn)顩r。

碎石化技術(shù)，混凝土路面，混凝土碎石，機械，級配

1 概述

碎石化技術(shù)是指運用特殊的機械設(shè)備把原有的破碎混凝土路面破碎成小于38 mm的混凝土塊。經(jīng)過碎石化后，這些混凝土碎石的粒徑級配較好，被用來做成重修路面的基層。這種技術(shù)最先產(chǎn)生于1986年的美國紐約，到2001年美國已經(jīng)有35個州應(yīng)用碎石化技術(shù)清除混凝土路面，之后逐漸推廣到世界各地。美國應(yīng)用碎石化技術(shù)施工的項目有400多項，破碎道路里程達16 000 km，并且已經(jīng)頒布相關(guān)規(guī)范。碎石化技術(shù)在處理舊水泥混凝土路面時，不需要把原路面的建材進行全面的清除，就地取材，不僅節(jié)約了路基材料的使用及運輸成本，還大大提高了工程施工的進度。同時廢物利用，解決了建筑垃圾的處理問題?，F(xiàn)如今，碎石化技術(shù)是翻修舊水泥混凝土公路的主要技術(shù)措施。碎石化技術(shù)起初是為將路面混凝土清除或?qū)⒙访婊炷僚c鋼筋分離而開發(fā)的。

2 碎石機械設(shè)備

2.1 沖擊壓實機械

沖擊壓實機械通過沖擊的原理使混凝土路面碎裂，然后直接進行壓實施工。其主要的機械設(shè)備有三角形藍派沖擊壓實機和五角形藍派沖擊壓實機，這種機械施工速度快，工序少，可以縮短工期，降低成本。經(jīng)碎石化后的混凝土碎石比較均勻，力學(xué)性能好；碎石碾壓后比較密實，強度高，穩(wěn)定性好[1]。主要用于因不均勻沉降造成混凝土路面破壞的重修工作。其缺點是回彈模量不均勻，路面的穩(wěn)定性差。

2.2 打裂壓穩(wěn)和打碎壓穩(wěn)機械

當(dāng)混凝土路面損壞嚴重或路面結(jié)構(gòu)承載力不能滿足正常交通運行時，采用換板或板底灌漿等并不能較好的提高路面的承載力和實用性，其經(jīng)濟性也較差，因此可考慮在混凝土路面上施加混凝土層或瀝青混凝土層，以恢復(fù)其承載力和實用性。打裂壓穩(wěn)的定義是在舊混凝土路面上加設(shè)高能低頻沖擊力，使混凝土板破裂，之后采用壓實機將混凝土板重新壓實使其成為均勻穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)層。打碎壓穩(wěn)的定義是采用落錘等錘擊型低頻設(shè)備將混凝土路面打碎，之后采用壓實機壓實而形成的下粗上細型結(jié)構(gòu)層。打裂壓穩(wěn)和打碎壓穩(wěn)設(shè)備多用于國外，機械的前端設(shè)計成門架式，通過鋼梁的下落使混凝土路面破碎。這種技術(shù)可以有效的減輕加鋪層瀝青路面的反射裂縫危害，使原路面的強度得到充分發(fā)揮。

2.3 共振破碎機械

共振式破碎機械運用振動梁的振動帶動單錘頭，錘頭與路面接觸，使單錘頭產(chǎn)生一個和路面有相同振動頻率的振動，達到共振的效果，使混凝土路面破碎。采用共振破碎機械的特點是破碎速度快，破碎深度大；破碎后的粒徑均勻；使鋼筋與混凝土完全剝離；對路基和地下設(shè)置等基本無影響；可對原路面材料進行重新回收利用；振動所造成的影響范圍小，適應(yīng)性強；振幅小，對環(huán)境和居民區(qū)影響小等優(yōu)點。

2.4 多錘頭碎石化機械

多錘頭碎石化又稱為MHB，這種機械通過攜帶的多個錘頭對路面進行夯打，造成混凝土路面的破碎。破碎后的路面再用有“Z”字花紋的碾壓輪進行震動壓實。這種機械破碎后的碎石粒徑配比合理，最大程度的利用了原有混凝土面板的強度，施工成本低，是我國最主要使用的機械設(shè)備。

3 碎石化技術(shù)的優(yōu)越性

碎石化技術(shù)的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在四個方面：1)原混凝土路面破碎后產(chǎn)生的碎石可以直接作為再鋪道路的基層或者底基層，如果原混凝土路面板有較好的強度，經(jīng)碎石化后可直接進行上層路面的鋪裝；2)碎石化技術(shù)成本低，比原有技術(shù)成本可降低30%～50%；3)施工時不必對道路進行全封閉管理，減少對當(dāng)?shù)鼐用裢ㄐ械挠绊?。施工工序簡單，速度快，可以延長道路十年左右的壽命；4)碎石化后，對破碎的混凝土碎石充分利用，變廢為寶，減少了建筑垃圾的產(chǎn)生，環(huán)保無污染[2]。使用多錘頭混凝土破碎機，在破碎過程中基本不會產(chǎn)生噪聲污染，對附近居民的影響較小。碎石化技術(shù)的四個優(yōu)點，使其在舊混凝土路面的翻新工程上得到了廣泛的使用。

4 碎石化施工工藝與質(zhì)量檢測

4.1 碎石化前的必要處理

碎石化前需要對破損的水泥混凝土道路進行必要的處理，以保證碎石化施工的順利進行。

首先要清除原有路面的罩面層，修建排水設(shè)施，保障碎石化過程中不受地表水的影響。其次要進行路基軟弱地段的混凝土碎石開挖，對路基進行換土加固后再進行混凝土碎石的回填，回填后的高程與原路面相同，提高路基的穩(wěn)定性。最后制造標(biāo)記構(gòu)造物進行保護，設(shè)置高程控制點，指導(dǎo)加鋪層的施工[3]。

破碎前先對試驗路段進行部分破碎，確定此段道路混凝土的破碎機施工參數(shù)。

4.2 碎石化施工工序和質(zhì)量檢測

碎石化施工進行時，要根據(jù)實際情況選取一段具有代表性的路段進行試驗，得到最好的碎石效果后，進行試驗數(shù)據(jù)的記錄，記錄數(shù)據(jù)包括錘擊高度，錘擊間距等。采用這些數(shù)據(jù)對將要進行大面積碎石化的道路進行施工，以保證施工的質(zhì)量。在此之后，開挖試坑，對錘擊后的碎石粒徑進行檢測，保障試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。采用碎石化技術(shù)破碎75%以上的混凝土，破碎的粒徑表面尺寸不得超過75 mm，中部不得超過225 mm，底部不得超過375 mm，破碎時遵循從高處到低處破碎，以免破壞瀝青面層而導(dǎo)致路面排水不暢。得到精確的試驗數(shù)據(jù)后，碎石化施工才正式開始，施工時要先從缺乏約束、高程較低的兩邊開始，再進行中間車道的碎石化，此種做法同時也能保證水的排泄通暢[4]。碎石化完成后，運用壓路機進行壓路工作，破碎表面的扁平顆粒，穩(wěn)固下層粒徑大的碎石，壓實過程應(yīng)避免在雨天進行，保證碎石的干燥度，防止過度壓實使得碎石進入基層。最后進行透層油的撒鋪，增大表面碎石的結(jié)合力，工程中往往使用的是乳化瀝青，瀝青使用量要保證不粘壓輪。

在整個碎石化施工過程中，應(yīng)注意以下四個問題：

1)路面兩側(cè)的混凝土路面缺乏側(cè)面約束，容易進行破碎。一般情況下，先進行路面兩側(cè)較低區(qū)域的破碎，然后進行中間行車道高路面的破碎，保證雨天排水的良好性能。

2)每個車道進行碎石化時，破碎的寬度要超過車道本身的寬度，要與相鄰車道進行15 cm以上的搭接。

3)混凝土路肩的強度較低，在進行破碎時，要降低錘頭下落高度，減小落錘間距，在保證破碎效果的同時，又不至于造成原混凝土面板強度的損失[5]。

4)破碎碾壓完成后，不能對混凝土破碎路面進行人為的修整，避免造成碎石化效果的破壞。對于壓實后大于5 cm的低洼面層，要采用合理級配的碎石進行填埋壓實。

5 國內(nèi)外使用現(xiàn)狀

碎石化技術(shù)的發(fā)明剛開始是為了便于清除嚴重破壞的水泥混凝土路面，第一次把碎石化后的混凝土碎石作為基層的國家是美國，1985年在美國紐約采用碎石化后的混凝土碎石作基層修建了一條用熱拌瀝青罩面的水泥混凝土路面。碎石化技術(shù)最早用于美國亞拉巴馬州，到目前，該州已有超過16 000 km的破碎水泥路面進行碎石化處理后重新鋪裝。這種技術(shù)迅速推廣到美國的其他州，并制定了官方的施工規(guī)范。

我國的碎石化技術(shù)的使用比美國晚了十年，碎石化工藝還不成熟，我國最早的碎石化機械是從南非進口的藍派沖擊設(shè)備，之后經(jīng)過我國的自主創(chuàng)新，打裂壓穩(wěn)和打碎壓穩(wěn)機械被逐漸應(yīng)用到舊混凝土路面的破碎中，但是這種工藝具有很大的缺陷，不能很好的解決反射裂縫的問題，2002年MHB機械才開始在我國被使用，這種機械的實用性很強，迅速在我國得到了推廣。

山東省是我國最早使用此項技術(shù)的省份，在其境內(nèi)的京滬高速公路段上進行的試驗表明，此項技術(shù)具有很強的實用性。隨后，廣東、福建等省也在舊混凝土路面翻新上采用了碎石化技術(shù)，得到的實踐效果較好。各省多年的跟蹤監(jiān)測也表明，此法修建的路面性能良好，車轍和裂縫問題也出現(xiàn)較少。

6 結(jié)語

現(xiàn)如今，碎石化技術(shù)已經(jīng)被公認是進行舊水泥混凝土路面破碎的最好措施，其利用破碎后的混凝土碎石作為新路的基層，使建筑垃圾變廢為寶，保護環(huán)境，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。碎石化技術(shù)已在全世界廣泛使用，但仍有許多缺點存在，比如在雨天就不能進行碎石化的施工，因此要加快碎石化技術(shù)的創(chuàng)新，解決現(xiàn)有的問題，使其更好的在道路工程中發(fā)揮作用。

[1] 紀寧華,劉月蓮,帥新華,等.水泥混凝土路面碎石化施工振動對周圍建筑物影響的評價[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2008(10):37-39.

[2] 李 軍,呂江峰,于恒峰.舊水泥混凝土路面多錘頭碎石化施工工藝研究[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2011(8):122-125.

[3] 潘玉芳,宋瑞超,熊大路.水泥混凝土路面碎石化施工[J].建設(shè)機械技術(shù)與管理,2004(9):77-79.

[4] 楊修志.舊水泥路面碎石化“白”改“黑”施工工藝與質(zhì)量控制[J].建設(shè)機械技術(shù)與管理,2011(1):130-134.

[5] 任 濤.舊水泥混凝土路面碎石化施工工藝與質(zhì)量控制[J].工程機械與維修,2011(1):130-131.

Pieces of petrochemical technology used in reconstruction of old cement concrete pavement

Wang Jinchun

(ShanxiMechanisationConstructionGroupCompany,Taiyuan030009,China)

The paper analyzes the significance of analyzing the rubblization technique on used concrete roadbeds, illustrates the mechanic equipment used in the rubblization construction, introduces the construction process and quality test methods for the construction, and indicates its advantages and construction points.

rubblization technique, concrete roadbed, concrete rubblization, mechanics, grading

1009-6825(2015)32-0133-03

2015-09-07

王金春(1971- )，男，工程師

U416

A