付培蕾

摘要：為了減少水泥混凝土路面改造過程中廢料對環(huán)境污染的影響，提高重復(fù)利用率，提出在某公路水泥混凝土路面改造中，采用共振碎石化施工技術(shù)。從施工準(zhǔn)備、施工控制參數(shù)選擇、共振破碎施工、破碎層清理、碎石化層碾壓和保護(hù)等方面，對施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明：各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足設(shè)計要求，且經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。

關(guān)鍵詞：混凝土路面；共振碎石化；破碎深度；回彈模量；施工技術(shù)

0? ?引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路改造項(xiàng)目也日益增多。傳統(tǒng)的“白加黑”鋪筑工藝雖能夠快速消除路面裂縫等病害，但鋪筑后不久又會出現(xiàn)反射裂縫等病害，難以從根本上消除病害。而共振碎石化施工技術(shù)，可充分釋放舊水泥路面的層間應(yīng)力，消除水泥路面板反射裂縫，工程效益顯著。

共振碎石化技術(shù)是指在采用機(jī)械振動，對水泥混凝土路面進(jìn)行共振破碎，再利用破碎的碎石材料加工成路面基底材料。通過對共振碎石化的施工，可以有效提高水泥混凝土路面的使用壽命，并節(jié)省大量的養(yǎng)護(hù)成本，而可在不中斷交通的情況下進(jìn)行破碎施工，從而減少了施工對交通造成的影響。本文山西省某公路水泥混凝土路面改造為例，對共振碎石化技術(shù)進(jìn)行分析。

1? ?水泥混凝土路面共振碎石化施工要點(diǎn)

1.1? ?施工準(zhǔn)備

1.1.1? ?路基路面檢查

先對舊水泥混凝土路面進(jìn)行全面檢查，了解其病害情況，并對原路進(jìn)行測量，以確定是否可以采用共振碎石化技術(shù)進(jìn)行改造。對路基路面進(jìn)行檢查的內(nèi)容包括：路基是否平整，壓實(shí)度是否滿足要求，基層有無裂縫、脫空等病害；路面有無松散、沉陷、坑槽、裂縫等病害；結(jié)構(gòu)層厚度是否滿足要求；路拱坡坡度是否滿足要求。

1.1.2? ?對路面面層進(jìn)行檢查

檢查內(nèi)容包括：路面面層是否有脫空、松散、沉陷等病害；面層有無裂縫、網(wǎng)裂等病害；基層是否有縱向裂縫，有無錯臺等病害，有無其他明顯的結(jié)構(gòu)缺陷。

1.1.3? ?清理基層

對基層進(jìn)行全面檢查，重點(diǎn)是基層表面是否平整，有無坑槽?；鶎颖砻鎽?yīng)保持干燥清潔，不得有松散、不平整的現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)基層表面有松散現(xiàn)象，應(yīng)清除干凈并充分晾曬后方可進(jìn)行破碎。

1.1.4? ?對檢查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析

對路基路面檢查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，找出病害所在位置和病害嚴(yán)重程度。然后根據(jù)不同的病害情況，采取相應(yīng)的處理措施。如對于路基路面出現(xiàn)松散病害，可采用挖除松散土后，局部夯實(shí)或加鋪瀝青混凝土面層來解決；對于路基路面裂縫，可采用挖除裂縫部分后，局部采用瀝青混凝土填補(bǔ)來解決。

1.2? ?施工控制參數(shù)選擇

1.2.1? ?試驗(yàn)區(qū)選擇

試驗(yàn)段的技術(shù)狀況在全線具有一定代表性。應(yīng)確保試驗(yàn)區(qū)確定的施工參數(shù)，可指導(dǎo)全線工程施工。設(shè)置代表性路段長度為200m。

1.2.2? ?檢查坑檢查

為保證施工效果，對最不利位置的坑進(jìn)行檢查，檢查坑的數(shù)量應(yīng)該在試驗(yàn)路段內(nèi)不少于3個，檢查坑的大小規(guī)格為1.2m×1.2m×板厚。

1.2.3? ?施工設(shè)備參數(shù)設(shè)置

在共振碎石施工作業(yè)時，將共振碎石設(shè)備的行走速度設(shè)為1.3km/h，振幅設(shè)為1.2cm左右，對于超車道、行車道、應(yīng)急車道的振動頻率分別設(shè)為48hz、48hz、50hz。

1.3? ?共振破碎施工

為提高加筋混凝土路面的碎石效果，在施工之前，應(yīng)先進(jìn)行預(yù)裂處理。對于施工中不存在預(yù)裂條件的情況，可以在施工中恰當(dāng)調(diào)整施工參數(shù)，比如說加大振動頻率等。

碎石層按照“從路邊到中間，從路拱高到路拱低，路面低向高”的原則進(jìn)行施工。每臺單錘頭的破碎寬度在0.2m左右，單車道的破碎裂縫可達(dá)15～18條。為了能夠徹底地解決現(xiàn)有混凝土面板之間的接縫問題，在共振碎石化的施工過程中，必須保證碎石化板塊與鄰近板塊的破碎搭接長度大于0.1m，以避免在板間集中應(yīng)力出現(xiàn)，產(chǎn)生安全隱患。

1.4? ?壓裂地層清除

清理破碎層上面原始路面的裂縫和接縫填充物，以及粒直徑大于10cm的碎石塊，并對裸露的鋼筋進(jìn)行修整。

1.5? ?碎石層壓實(shí)

第一次壓實(shí)和第二次壓實(shí)均采用單輪壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，第一次壓實(shí)為靜壓實(shí)，第二次壓實(shí)采用強(qiáng)壓實(shí)和弱壓實(shí)各1遍。終壓采用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行靜壓處理1～2次，膠輪壓路機(jī)的運(yùn)行速率不超過3km/h。直線段采用從兩側(cè)向中間的順序進(jìn)行碾壓。設(shè)置超高平曲線路段，由中間往兩邊依次進(jìn)行碾壓。

為了保證碎石層的碾壓強(qiáng)度，可以在初、終壓前進(jìn)行適量澆水，以提高膠凝材料與骨料的結(jié)合能力。攤鋪速度宜控制在3～5m/min，攤鋪時要對松鋪系數(shù)進(jìn)行檢測，以確保松鋪厚度不大于規(guī)定的壓實(shí)度上限值（95%）。應(yīng)按照先輕后重的原則進(jìn)行壓實(shí)，以保證鋪筑厚度均勻、連續(xù)不間斷進(jìn)行施工。

在碾壓過程中，應(yīng)保證各輪次的碾壓速度均勻一致，當(dāng)出現(xiàn)局部碾壓速度過快或過慢時應(yīng)及時調(diào)整碾壓速度。當(dāng)局部碾壓不到時，應(yīng)及時采用人工補(bǔ)充壓實(shí)。每層壓實(shí)后都要及時檢查平整度、橫坡和高程，以確保碎石化層碾壓的平整度滿足要求。碾壓施工階段，壓路機(jī)不能隨意掉頭。

1.6? ?碎石化層保護(hù)

在施工過程中，對車輛進(jìn)行交通管制，嚴(yán)格控制工程車輛的通過數(shù)量，禁止隨意掉頭和剎車。禁止任何無關(guān)的車輛進(jìn)入施工場地。做好灑水養(yǎng)護(hù)措施，并對碎石化層做好保護(hù)。

2? ?施工現(xiàn)場檢測結(jié)果分析

共振碎石化施工完工后，根據(jù)設(shè)計要求，對試驗(yàn)路段的某段道路進(jìn)行施工現(xiàn)場檢測和分析，以便對其施工質(zhì)量進(jìn)行評價。

2.1? ?破碎粒徑

路面共振碎石化施工完畢，選擇合適位置開挖檢測試坑，試坑規(guī)格不宜小于50×50cm，深度略大于路面板厚。碎石化成碎石粒徑要求見表1所示。

2.2? ?破碎層表面破碎深度和裂縫檢測

對于破碎層表面破碎深度和裂縫的檢測，采用每100m設(shè)置2個檢測坑，檢查坑的規(guī)格為50cm×50cm，深度大于板厚。在破碎層碾壓前后，對比碾壓前后芯樣開裂情況，從而對共振碎石化施工的質(zhì)量進(jìn)行評價。若出現(xiàn)質(zhì)量不合格的情況，應(yīng)該及時調(diào)整共振碎石機(jī)械設(shè)備的施工參數(shù)，以減少裂縫的出現(xiàn)，確保施工效果。

2.3? ?顆粒篩分檢測

在試驗(yàn)段右幅行車道與超車道各一處進(jìn)行取樣。干燥試樣總量分別為3917g與3557.9g，分別在溫度 23℃、相對濕度65%的環(huán)境下進(jìn)行水洗，干燥后進(jìn)行篩分試驗(yàn)。取樣篩分結(jié)果經(jīng)水洗法篩分稱重后進(jìn)行計算，得到共振碎石混合料集料試驗(yàn)檢測報告如表2所示。

表2結(jié)果顯示，該破碎粒徑滿足設(shè)計破碎粒徑要求。行車道0.075mm篩下量為234.8g，計算可得0.075m的通過率為6%。超車道0.075mm的篩下量為213.4g，計算可得0.075mm的通過率為6%。將兩個車道的0.075mm的通過率進(jìn)行平均可得平均數(shù)為6%，符合設(shè)計文件要求的不大于7% 的要求。

2.4? ?共振碎石化回彈模量檢測

該樁號共振碎石化完成后，采用現(xiàn)場土基回彈測定儀（WJ-3）、貝克曼梁彎沉儀（WJ-0.1）百分表（WJ-2）等主要的試驗(yàn)儀器設(shè)備，對該樁號的行車道、超車道選取具有代表性區(qū)域進(jìn)行回彈模量測試，測試結(jié)果顯示各點(diǎn)測試結(jié)果均滿足設(shè)計文件要求。

2.5? ?承載能力檢測

在進(jìn)行了共振碎石的壓實(shí)之后，要根據(jù)設(shè)計和施工的要求，對透層油進(jìn)行均勻的噴灑。在透層油到達(dá)一個穩(wěn)定的條件之后，需要采用回彈量法對施工后的碎石層進(jìn)行承載力檢測，以評估碎石層的抗壓性能。

對于測量點(diǎn)的選取，應(yīng)該每1000m不少于3個點(diǎn)。將測的承載力值與設(shè)計值進(jìn)行比較，若超過設(shè)計值，說明滿足要求；若實(shí)際測量值小于設(shè)計值，說明承載力不滿足要求。

若實(shí)際測量值小于設(shè)計值，需要對其進(jìn)行原因分析，并采取有效的措施，來提高碎石層的承載力。比如說重新加鋪碎石層，或?qū)λ槭瘜舆M(jìn)一步進(jìn)行壓實(shí)等。確保碎石層的承載力滿足設(shè)計要求后，方可進(jìn)行下一道工序的施工。

3? ?效益分析

公路舊混凝土路面改造施工多采用換板或重鋪處治，但此類施工方法會產(chǎn)生大量的建筑垃圾，容易造成環(huán)境污染，且需要投入的施工設(shè)備和人力較多，經(jīng)濟(jì)效益不明顯。為減少施工工期，人工、機(jī)械等資源浪費(fèi)，針對某1.95km的舊水泥路面采用了共振碎石化施工技術(shù)。

舊水泥路面共振碎石化面積為45896m2，經(jīng)計算可知，舊水泥路面共振破碎后加鋪方案的工程造價，相比直接加鋪連續(xù)配筋復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)可節(jié)約108.38元/m2，合計可節(jié)約497.4萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著；同時可節(jié)約石料1.2萬t、土地3335m2，環(huán)境效益、社會效益顯著。

4? ?結(jié)束語

為了減少水泥混凝土路面改造過程中廢料對環(huán)境污染的影響，提高重復(fù)利用率，本文提出在某公路水泥混凝土路面改造中應(yīng)用共振碎石化施工技術(shù)。從施工準(zhǔn)備、施工控制參數(shù)選擇、共振破碎施工、破碎層清理、碎石化層碾壓和保護(hù)等方面，對施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析。

實(shí)踐證明，應(yīng)用共振碎石化技術(shù)，可以有效提高水泥混凝土路面的使用壽命，節(jié)約大量養(yǎng)護(hù)成本，且可在不中斷交通的情況下進(jìn)行破碎施工，能夠有效減少對交通的影響。

需要注意的是，在使用該技術(shù)進(jìn)行路面破碎時，為了達(dá)到預(yù)期的效果，需要嚴(yán)格控制施工工藝和施工質(zhì)量，保證破碎后的水泥混凝土路面符合設(shè)計要求。

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