簡談市政公路水泥混凝土路面再生工藝

孟 鵬

陜西建工機(jī)械施工集團(tuán)有限公司，陜西西安 710000

現(xiàn)階段汽車保有量大增再加上各類超載現(xiàn)象的產(chǎn)生，導(dǎo)致公路水泥混凝土路面相交于以往更容易發(fā)生損壞，這就催生了對損壞后的混凝土路面進(jìn)行重新再生利用的工藝技術(shù)，該技術(shù)的出現(xiàn)不但降低了公路修建成本，同時還解決了廢水泥料堆放問題、減少了礦產(chǎn)資源的消耗，對環(huán)境起到了有效的保護(hù)。對損壞后的混凝土路面進(jìn)行重新再生利用的工藝技術(shù)包括了集中破碎再生加工、共振粉碎再生工藝、多錘頭碎石化再生過程、沖擊壓裂再生工藝和板式打裂壓穩(wěn)再生等混凝土路面再生利用工藝，各項(xiàng)工藝的利用原理、適用范圍、實(shí)施價值都各不相同，所以，要結(jié)合施工情況和現(xiàn)場環(huán)境選擇合適的工藝技術(shù)。

1 市政公路水泥混凝土路面常用的再生利用工藝形式與特點(diǎn)

1.1 工藝形式

公路水泥混凝土路面再生利用技術(shù)是基于節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境、提高利用廢棄物料、節(jié)約礦產(chǎn)資源、降低公路建設(shè)成本的目的對廢舊水泥混凝土路面的公路改建工藝，主要包括：多錘頭破碎化再工藝、固定點(diǎn)集中粉碎再生利用工藝、沖擊壓裂再生工藝、板式打裂壓穩(wěn)再生工藝、共振粉碎再生工藝五種形式[1]。

1.2 主要特點(diǎn)

（1） 多種方式全面解決了混凝土路面鋪設(shè)瀝青層后的反射裂縫問題，改善了路面性能相關(guān)參數(shù)要注意有敏感建筑、凈空限制的條件，減少對周圍人居環(huán)境的影響。

（2） 對混凝土路面再生利用能夠達(dá)到就地取材的目的，同時其處理方法相較于其他處理方式整體成本是降低的，需要根據(jù)現(xiàn)場工作環(huán)境選擇合適的混凝土路面再生利用工藝，以便提高工程建設(shè)效率。

（3） 各種混凝土路面再生利用的工藝產(chǎn)生，提高了公路混凝土路面的施工效率，縮短了工期，減少了對交通線路的影響，帶來了很好社會效益[2]。

（4） 碎化的混凝土路面就地使用節(jié)約了能源，保護(hù)了環(huán)境，減少棄方的出現(xiàn)，減少了對各類礦產(chǎn)資源的消耗。

2 混凝土碎石化處理

混凝土碎石化后這些碎石主要作為碎石墊層和水穩(wěn)底基層材料來進(jìn)行使用，具體的混凝土碎石化處理方式如下：

2.1 混凝土碎石化處理原理

計算表明混凝土路面破碎后，路面的有效模量、反射裂縫可能性與結(jié)構(gòu)破壞程度成反比關(guān)系，混凝土碎石化處理的主要目標(biāo)是將路面沖擊、破碎、壓實(shí)，充分降低原有面板尺寸，減少反射裂縫溫度應(yīng)力，雖然施工過程中會造成部分強(qiáng)度、整體性的喪失，但降低了面板在溫度、濕度變化、荷載作用下的位移，延緩反射裂縫的出現(xiàn)，并且載沖擊壓實(shí)作用下，碎塊間會形成集料嵌鎖現(xiàn)象，能夠保留混凝土面板的部分強(qiáng)度，為瀝青混凝土面層提供基礎(chǔ)支持。

2.2 混凝土碎石化處理適用的情況

可以進(jìn)行混凝土碎石化處理的路面應(yīng)具備以下幾個條件：混凝土功能性面層存在反射裂縫、角隅破壞、錯臺、翻漿等大量問題；路面板開裂面積占總面積≥25%，路面需修補(bǔ)部分占據(jù)了總面積的10%以上；存在凍脹開裂、堿集料反應(yīng)的混凝土問題路面；地下水水位較低、路基當(dāng)中無積水，并且沒有濕度較大的濕黏土或泥砂的黏土區(qū)域；可以承受破碎造成影響的區(qū)域；路基材料損毀嚴(yán)重的情況；相較于其他方案碎石化有比較明顯的優(yōu)勢[3]。

2.3 混凝土碎石化處理方法

采用多錘頭碎石化 （MHB） 方式處理公路水泥混凝土路面的常見流程是：①移除原有罩面層并設(shè)置相應(yīng)的排水系統(tǒng)；②對特殊路段進(jìn)行處理，標(biāo)記路面構(gòu)造物；③設(shè)置相應(yīng)的現(xiàn)場測量控制點(diǎn)并采取交通管制措施；④對公路水泥混凝土路面進(jìn)行破碎；⑤修復(fù)路面軟弱基層及路基，并清除廢棄的現(xiàn)場材料；⑥碾壓破碎過的混凝土路面；⑦處理與非破碎段的接縫處位置；⑧進(jìn)行透層或封層施工；⑨根據(jù)工程要求進(jìn)行瀝青混合料攤鋪。

2.3.1 混凝土路面碎石化前準(zhǔn)備工作

在水泥混凝土路面碎石化前要對路面構(gòu)造物進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)記，并采取一定的保護(hù)措施予以處理，正式施工前要對構(gòu)造物資料進(jìn)行調(diào)查，確保其不會因施工造成損毀，主要注意以下幾個方面：

（1） 對于埋深超過1m的構(gòu)造物，一般不會在施工中出現(xiàn)損毀；埋深處于0.5～1m的構(gòu)造物會在碎石化過程中受到一定影響，可以采用輕度打裂的方式進(jìn)行處理，如：降低錘頭高度、增加錘擊次數(shù)、縮小錘擊間距等方式；埋深不足0.5m的，要避免采用壓破碎的方式進(jìn)行處理，同時要避開構(gòu)造物端線外側(cè)3m范圍內(nèi)的壓域。

（2） 施工過程中，對于路肩10m范圍內(nèi)的建筑物不容易受到路面碎石化處理的影響，這種情況下，路面可以正常進(jìn)行破碎施工；對于路肩5～10m范圍內(nèi)的建筑物會在碎石化過程中受到一定影響，可以采用輕度打裂的方式進(jìn)行處理，如：降低錘頭高度、增加錘擊次數(shù)、縮小錘擊間距等方式；對于路肩5m范圍內(nèi)的建筑物，禁止采用破碎方式進(jìn)行施工。

（3） 對于埋深不同的構(gòu)筑物，如：房屋、管線等，需要采用不同標(biāo)識系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)記，確保標(biāo)注清晰，用于確保破碎區(qū)域范圍顯著，保證施工安全；對于上跨構(gòu)造物，要在施工前進(jìn)行精確測量，確保后續(xù)施工罩面后凈空和罩面厚度等參數(shù)滿足施工要求[4]。

（4） 在施工前相關(guān)人員必須認(rèn)真熟悉施工圖紙、施工區(qū)域的現(xiàn)場情況，并對相應(yīng)的下承層根據(jù)工程設(shè)計要求進(jìn)行驗(yàn)收，同時要對施工人員進(jìn)行全面技術(shù)、操作、安全、質(zhì)量交底與培訓(xùn)，確保工程質(zhì)量、安全工作。在培訓(xùn)完成后，要及時進(jìn)行施工放樣，依據(jù)設(shè)計的再生混合料配合比、生產(chǎn)配合比進(jìn)行確定、驗(yàn)證工作，主要包括二次篩分后的各料倉取樣并進(jìn)行篩分試驗(yàn)，確定各料倉的材料比例，及時根據(jù)各混合料含水率調(diào)整進(jìn)料比例，然后取目標(biāo)配合比設(shè)計最佳水泥用量進(jìn)行無側(cè)限抗壓試驗(yàn)，確定生產(chǎn)配合比最佳水泥用量，依此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行再生混合料拌合、攤鋪試驗(yàn)，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果對生產(chǎn)配合比再次進(jìn)行調(diào)整，最終確定實(shí)際配合比。

2.3.2 混凝土路面碎石化試驗(yàn)工作

舊水泥混凝土路面破碎質(zhì)量受各種因素影響，在大規(guī)模破碎化施工之前必須先進(jìn)行試驗(yàn)性的小范圍破碎，根據(jù)公路工程規(guī)模設(shè)置相應(yīng)的試驗(yàn)標(biāo)段，通過試破碎調(diào)配人員、設(shè)備、資源，不能夠?qū)κ┕そM織措施進(jìn)行檢驗(yàn)，以便滿足現(xiàn)場施工要求；同時施工過程中為確保路面破碎滿足施工要求，可以在試驗(yàn)區(qū)段中隨機(jī)選擇兩個獨(dú)立位置分別開挖至基層，在全深度范圍內(nèi)檢查路面碎石化后顆粒的粒徑分布情況，若未能達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，必須對設(shè)備參數(shù)進(jìn)行有效調(diào)整，并記錄備查。通過試驗(yàn)標(biāo)段檢驗(yàn)前期設(shè)計的破碎粒徑和強(qiáng)度是否滿足路面再生需求，在路表碎石化后，要確保其形成鱗片狀，只有這種狀態(tài)才能滿足施工規(guī)定需要，并認(rèn)真記錄此時相關(guān)的破碎參數(shù)，同時實(shí)際施工過程中應(yīng)根據(jù)混凝土路面狀況動態(tài)調(diào)整破碎相關(guān)參數(shù)。

2.3.3 多錘頭碎石化 （MHB） 破碎工作

具體破碎施工過程中，路面先破碎兩側(cè)，再破碎中部，路肩破碎時要適當(dāng)降低錘頭，縮短落錘間距，保證破碎效果的同時避免過度碎石化；實(shí)際施工期間，設(shè)備速度、落錘高度、落錘頻率要進(jìn)行靈活調(diào)整，盡量確保破碎均勻，部分特殊路段，要先打裂再破碎，確保碎石化達(dá)到預(yù)期成效，否則就要重新確定破碎相關(guān)參數(shù)。2.3.4 軟土基層的處理

公路工程施工期間，部分軟土基層應(yīng)開挖回填，先對水泥混凝土路面進(jìn)行碎石化，使用壓路設(shè)備進(jìn)行碾壓找出存在軟土基層的板塊后挖除，對其下軟土基層進(jìn)行開挖，采用素砼回填至水泥板底面高程，然后采用水穩(wěn)碎石回填至水泥板頂面標(biāo)高，再進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄備仭簩?shí)。

2.3.5 凹處填縫料及外露鋼筋的處理

表面小面積凹處在壓實(shí)前可以用密級配碎石回填，松散的填縫料、脹縫材料、暴露在外的加強(qiáng)鋼筋等進(jìn)行清理，并根據(jù)現(xiàn)場狀況以級配碎石進(jìn)行填充，處理完成后，壓實(shí)。扁平顆粒要進(jìn)一步破碎，并穩(wěn)固下層塊料，為新鋪筑面層提供平整表面，路面綜合強(qiáng)度過高或過低的區(qū)段要避免過度壓實(shí)，以防造成表面粒徑過小或?qū)⑺槭瘜訅喝牖鶎印?/p>

2.3.6 乳化瀝青透層、破碎路段邊緣處理

采用慢裂改性乳化瀝青做透層，可使表面較松散的粒料有一定的結(jié)合力，同時具有一定的防水性能，碎石化和非碎石化混凝土路面接縫處設(shè)置高性能聚酯布等過渡措施。

3 結(jié)語

我國環(huán)境狀況已經(jīng)惡化到亟待解決的地步，所以要注重對各類再生工藝的研究和利用，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，道路交通還會有更大的發(fā)展，所以，我們要認(rèn)真對待公路水泥混凝土路面再生工藝，以達(dá)到為我們環(huán)境更好服務(wù)的目的。

[1] 賀杰，余龍，李志義.舊水泥混凝土路面再生利用的工藝和設(shè)備[J]. 工程機(jī)械與維修，2004（10）：18.

[2] 王博銘，張璠，王志文，等.舊路面水泥混凝土再生集料在公路基層中的應(yīng)用[J]. 交通標(biāo)準(zhǔn)化，2009（ 11）：159.

[3] 孟凡成，趙永剛. 公路瀝青路面施工質(zhì)量控制措施[J]. 中小企業(yè)管理與科技（ 中旬刊），2014（ 6）：158.

[4] 金斌，金永生，羅惟良，等. 淺談公路工程瀝青路面施工技術(shù)和質(zhì)量控制[J]. 科技與企業(yè)，2013（ 18）：180.