碎石化技術(shù)在公路養(yǎng)護工程中的應(yīng)用分析

盧強利

（中交基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護集團有限公司，北京 100018）

0 引言

我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，對各項基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出更多的需求，公路是國民經(jīng)濟發(fā)展中最為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，不僅能夠增強各區(qū)域之間的聯(lián)系，且能夠為人們的日常出行提供便利。但是，公路建成后，路面會因車輛碾壓和周圍環(huán)境變化等多種因素影響而被損壞，出現(xiàn)包括裂縫和坑槽等病害。在這種情況下，需實施路面養(yǎng)護和維護，提升公路使用壽命。在公路工程中采用碎石化技術(shù)具有較好的經(jīng)濟效益，簡便易行，在改善路況的同時，能夠發(fā)揮出公路工程的各項作用。

1 碎石化技術(shù)的特點

公路養(yǎng)護工程中的碎石化技術(shù)通常有三種類型：沖擊壓實、打碎壓穩(wěn)及打裂壓穩(wěn)，由于水泥混凝土破碎的工藝不同而產(chǎn)生差異，與其他施工技術(shù)之間形成對比，具有的特點如下：

其一，根據(jù)目前的情況來看，針對反射裂縫的治理，碎石化技術(shù)顯示出最佳效果，雖然其他方法亦可減輕，但未能根治。其二，使用碎石化技術(shù)，無須移除破碎的水泥混凝土路面，從而節(jié)省了施工成本，避免產(chǎn)生棄方和白色污染，同時獲得良好的經(jīng)濟和社會效益。其三，在舊混凝土路面中使用破碎與壓實技術(shù)，能夠形成高強度材料層，且會對路面的結(jié)構(gòu)強度進行有效提升。其四，碎石化技術(shù)施工效率高，且不需要進行交通封閉[1]。

2 公路養(yǎng)護管理的重要性

公路養(yǎng)護側(cè)重對已建成公路進行定期維護和保養(yǎng)。通過養(yǎng)護工程，提升公路性能，提高路面穩(wěn)定性，減少車輛碾壓的損害，并保持公路良好狀況。除了車輛造成的壓力和磨損外，公路還會受到各種自然災(zāi)害和環(huán)境因素的影響，比如暴雨、暴雪、高溫等氣候事件以及洪水等，這些因素都會導(dǎo)致路面損壞。隨著時間的推移，公路的質(zhì)量也會隨之下降，安全性和穩(wěn)定性相應(yīng)降低，給車輛駕駛員的行車安全造成一定威脅。因此，定期進行維護和保養(yǎng)，提升公路的使用性能和質(zhì)量，是保障人們行車安全的必要措施[2]。

2.1 避免養(yǎng)護資源浪費

通過科學(xué)完善的公路養(yǎng)護管理制度，合理利用養(yǎng)護資源，避免不必要的資源浪費。公路工程在使用過程中，路面出現(xiàn)質(zhì)量問題時，必須及時采取科學(xué)合理的養(yǎng)護措施，及時進行維護和修復(fù)，保障路面的使用質(zhì)量。隨著時間的推移，質(zhì)量問題將逐漸明顯，這不僅會增加后期維護的難度和成本，還會給公路養(yǎng)護企業(yè)帶來不必要的經(jīng)濟損失。必須制定科學(xué)完善的養(yǎng)護管理制度，并嚴格按照相應(yīng)的管理機制落實公路的養(yǎng)護工作，以提高資源利用率，并減少對資金以及資源的浪費。

2.2 有效修復(fù)路面缺陷

無論是普通公路的建設(shè)還是高速公路的建設(shè)，其目的都是為人們的出行提供便利，也是促進一個城市經(jīng)濟建設(shè)的重要手段。公路在使用一段時間后，常因經(jīng)行車輛型號以及不同荷載而施加的碾壓出現(xiàn)不同程度的損壞情況，如裂縫、坑槽、沉陷等，不僅對公路的安全性能造成一定影響，還會危及行車人員的生命安全，也會對公路的使用壽命造成嚴重影響。因此，公路工程的定期養(yǎng)護是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。一方面，需在公路路面出現(xiàn)問題之前，對公路路面進行定期維護，以減少車輛行駛對路面的損壞和對自然環(huán)境的影響。另一方面，公路路面一旦出現(xiàn)問題，應(yīng)立即采取相應(yīng)的路面養(yǎng)護措施，避免病害持續(xù)擴大增加后期的維護成本并避免不必要的交通事故發(fā)生，這對于解決路面質(zhì)量問題至關(guān)重要。

2.3 延長公路工程使用壽命

對于我國的公路項目建設(shè)，一直受到施工技術(shù)、經(jīng)濟條件以及環(huán)境因素等各個方面的制約，給我國的公路工程建設(shè)質(zhì)量造成很大影響，降低了部分公路工程的使用壽命。隨著近幾年我國科技水平的不斷進步，公路工程的施工技術(shù)也有了很大提升與優(yōu)化，我國的公路施工質(zhì)量也得到一定程度的提升。在公路管理的工作中，定期對公路進行科學(xué)合理的維護及修繕，公路工程的使用壽命也因此進一步得到提升，使其始終保持良好的運行狀態(tài)，為人民的生命及財產(chǎn)安全提供保障。

3 公路養(yǎng)護工程的特點

3.1 高危性

公路養(yǎng)護工程具有高危性、風(fēng)險大。主要原因是高速公路上車輛速度較快、交通密度較大，發(fā)生突發(fā)情況時車輛可能無法及時剎車，導(dǎo)致安全事故發(fā)生。相比普通公路養(yǎng)護工程，高速公路養(yǎng)護工程風(fēng)險更高。在進行高速公路的日常維護時，一般會采用半封閉的作業(yè)模式，這意味著公路仍然可以正常通行。然而，這種作業(yè)模式也會增加高速公路養(yǎng)護工程的施工風(fēng)險。

3.2 長期性

為確保公路工程效能并延長其使用壽命，公路養(yǎng)護工程需定期實施。由于公路項目通常需長期使用，除非情況特殊，養(yǎng)護工作亦須持續(xù)進行。公路工程的養(yǎng)護工作不僅是對路面的病灶進行簡單維修，還應(yīng)定期對公路路面進行保養(yǎng)，提高公路的安全性以及耐用性。高速公路的養(yǎng)護工作比普通公路更加嚴格，其養(yǎng)護的時間也會比普通公路更長。

3.3 環(huán)境干擾性

在對公路工程進行養(yǎng)護工作過程中，極易受到外界因素的干擾而影響公路的養(yǎng)護質(zhì)量，例如暴雨天、暴雪天等都會拖延公路養(yǎng)護的工作進度。與此同時，環(huán)境因素的影響還會導(dǎo)致公路路基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的侵蝕情況，嚴重情況下還會對工作人員的安全造成威脅。因此，公路養(yǎng)護工程在不同地區(qū)的環(huán)境、氣候、水文和地質(zhì)條件等自然因素下進行，會對養(yǎng)護工作的質(zhì)量產(chǎn)生一定影響[3]。

4 碎石化技術(shù)在公路養(yǎng)護工程施工中的要點

4.1 施工前期準(zhǔn)備

4.1.1 編制交通管制與保通方案

在公布工程計劃和開工前，監(jiān)理單位必須按照規(guī)定程序?qū)嵤┡R時交通管制，并對施工現(xiàn)場及時進行封閉，放置施工現(xiàn)場所需要的安全警示標(biāo)志。此外，相關(guān)工作人員還需要在信息化和科學(xué)化的前提下，制訂確保道路暢通和安全的具體實施方案，使施工以及全線的開通滿足相關(guān)規(guī)定要求。

4.1.2 清理現(xiàn)有道路面板

為確保破碎效果，施工前需清除舊水泥路面上的松散材料后，才能進行碎石化處理。

4.1.3 調(diào)查、標(biāo)記構(gòu)造物

在進行碎石化技術(shù)施工前，施工單位需對施工現(xiàn)場進行詳細調(diào)查，并對其進行明確的標(biāo)記，避免在施工過程中道路出現(xiàn)構(gòu)造物。

4.1.4 合理布設(shè)高程控制點

對高程控制點進行科學(xué)合理的布設(shè)，施工企業(yè)則需在公路工程碎石化技術(shù)的實施過程中完成，這樣能夠在施工全部過程實時監(jiān)測工作，監(jiān)測高程的變化情況，并能夠?qū)ζ涫┕ぜ夹g(shù)進行科學(xué)的指導(dǎo)[4]。

4.2 路面碎石化施工

4.2.1 試驗段與試坑取樣（1）試驗段

在開展碎石化技術(shù)施工前，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對施工設(shè)備進行調(diào)試，還應(yīng)在長50m、寬40m 的路段上進行試驗。施工人員應(yīng)根據(jù)道路的實際條件設(shè)置合適的碎石化設(shè)備參數(shù)，并對錘跡間距和落錘高度進行科學(xué)調(diào)整，從而順利完成舊水泥混凝土路面的破碎處理。施工單位應(yīng)對后續(xù)的破碎效果進行實時觀察，若破碎后的舊水泥混凝土路面呈現(xiàn)鱗片狀，說明已經(jīng)達到碎石化施工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）試坑取樣

為保證破碎施工效果，滿足規(guī)定的尺寸，需進行試坑取樣。試坑取樣時需深入路面基層，全面檢查碎石化顆粒的粒徑是否符合標(biāo)準(zhǔn)。在粒徑尺寸超出標(biāo)準(zhǔn)要求時，可通過調(diào)整碎石化設(shè)備的參數(shù)來實施施工。與此同時，施工單位還應(yīng)對工程的施工要求、碎石化施工技術(shù)的設(shè)備錘跡間距及落錘高度進行詳細的記錄。

4.2.2 碎石化作業(yè)

碎石化處理作業(yè)應(yīng)從外向內(nèi)進行，中間車道若有縱縫則可先處理中間再向兩側(cè)施工。在處理原路面時，每一條車道破碎18～20 次，破碎寬度應(yīng)控制在0.2m 左右。

4.2.3 破碎效果檢查

如果對舊水泥混凝土路面進行碎石化技術(shù)處理，需保證施工過程中需要的碎石粒徑不超過37.5cm。在進行路面改造工程時，這些碎石將作為路基層或粒料墊層使用。通過對舊水泥混凝土路面改造施工后的回彈模量數(shù)據(jù)進行研究分析，碎石化處理能有效提高路面頂部的強度。與未碎石化前的頂面回彈模量E0 相比，回彈模量有所減少。

4.2.4 壓實工藝

為提高下層塊料的牢固性，以便瀝青面層的攤鋪，需要使用扁平顆粒破碎碎石層的表面。在進行壓實施工之前，必須確保潮濕度不高，特別是在穩(wěn)定性較差的路段，以避免碎石層被壓入基層。壓實工藝需要注意以下操作：一是使用膠輪壓路機進行壓實，采用1～3 遍的壓實遍數(shù)；二是選用振動鋼輪壓路機，其壓實遍數(shù)以1～3 次為最佳。

4.2.5 自檢

為確保瀝青表層加鋪的施工質(zhì)量，施工單位還應(yīng)做到自我檢測。需要根據(jù)試驗段測試的結(jié)果以及路面的設(shè)計要求進行，從而能夠檢測出碎石化施工質(zhì)量，并確定檢測的頻率。

4.2.6 路面功能層的加鋪

在功能層鋪設(shè)之前，在碎石層上適量撒布透水層材料，使用透水油3.0～4.0kg/m2，以防雨水滲入碎石層。然后，使用光輪壓路機進行路面壓實。為確保透水層與破碎層間能夠緊密結(jié)合并保持整體強度均衡，施工后需暫停交通并加鋪路面功能層。施工結(jié)束后，施工單位需認真檢測路面厚度、平整度、壓實度和防滑性等，以確保瀝青鋪裝層達到使用標(biāo)準(zhǔn)。

4.2.7 工程驗收

根據(jù)公路工程的施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文件，對工程的施工質(zhì)量進行驗收工作。

4.3 試驗路效果觀測

試驗路段工程施工完成之后，進行觀測時發(fā)現(xiàn)：對舊水泥混凝土路面實施了碎石化技術(shù)施工后，公路路面的整體效果較好，未發(fā)現(xiàn)病害，且路面較為平整，行車過程中的舒適度也相對較高[5]。

4.4 施工注意事項

在進行碎石化施工時應(yīng)注意以下幾點：其一，在進行舊水泥混凝土路面的碎石化處理之前，需先修復(fù)路面受損較為嚴重的路段；其二，若舊水泥混凝土路面的面板厚度或基層強度不符合要求，可采用預(yù)裂等方法以達到碎石化效果；其三，在破碎路肩的過程中，需要減小錘頭高度和落錘間距；其四，碎石化施工開始后至瀝青面層加鋪施工前，施工單位應(yīng)灑水或人工處理表面以達到降塵的效果；其五，在鋪設(shè)瀝青面層之前，施工單位必須完全清除施工現(xiàn)場的任何雜物。

4.5 碎石化施工質(zhì)量控制對策

4.5.1 施工設(shè)備參數(shù)的影響

若破碎粒徑過大，施工后易出現(xiàn)反射裂縫，行車舒適度也會下降。若粒徑過小，則路面的穩(wěn)定性和水穩(wěn)性會相對減弱，且常常伴隨粉塵現(xiàn)象的出現(xiàn)。為此，公路項目的施工單位需遵守相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并在試驗路段完成相關(guān)的參數(shù)確定工作，并根據(jù)實際的公路破碎情況對施工設(shè)備的參數(shù)進行相應(yīng)的調(diào)整。

4.5.2 路面破碎質(zhì)量的有效控制

為避免車道凸起，在進行破碎施工的過程中需要從外到內(nèi)進行，破碎寬度稍大于車道寬度。另外，需按高度從高到低進行，形成路拱以確保排水通暢。由于路面外緣側(cè)向支撐不足，破碎過程中也能避免板塊沖擊凸起的現(xiàn)象。如果路基的強度較差，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整落錘之間的距離和錘頭高度，以避免過度破碎路面。完成破碎工作之后，如果路面平整度沒有達到標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)及時進行二灰碎石或級配碎石回填處理，同時需安排專業(yè)的工作人員找平作業(yè)面，從而提高碎石化技術(shù)在公路工程中的使用效果[6-7]。

4.5.3 顆粒粒徑的控制，確保公路基層的穩(wěn)定性

在進行公路路面碎石化技術(shù)施工之前，必須對施工路段的濕度進行仔細檢測，剔除過濕的路面。過多水分會導(dǎo)致路面不平均沉降等問題，對工程整體性產(chǎn)生不利影響。為在進行施工的過程中方便施工并確保面層穩(wěn)定，應(yīng)選擇小粒徑的頂面顆粒并嚴格控制破碎后的當(dāng)量回彈模量，平均值應(yīng)在150～500MPa。

5 結(jié)語

綜上所述，在公路路面養(yǎng)護維修施工中，碎石化技術(shù)能有效解決舊水泥混凝土路面改造施工中存在的嚴重受損問題，可顯著提升工程改造質(zhì)量，延長公路運營年限。同時，該技術(shù)實現(xiàn)舊水泥路面的重復(fù)利用，節(jié)約資源，降低成本，實現(xiàn)了節(jié)能降耗的發(fā)展目標(biāo)。且能夠在實際應(yīng)用前對施工路段及周邊環(huán)境進行全面調(diào)查，統(tǒng)籌各方面因素制訂切實可行的施工方案，最大限度地提升技術(shù)應(yīng)用效果。