水泥混凝土路面冲压破碎施工技术

2014-03-20孙树恒

交通运输研究 2014年10期

孙树恒

（河北路桥集团有限公司一分公司，河北邢台 054000）

1 工程概况

某国道路段运营多年，需要维修处理水泥混凝土路面。通过结合当地工程实践经验及方案比较，采取冲压破碎方式来处理水泥混凝土路面。结合工程经验，选取的冲击破碎机总宽2.565m，总长5.842m，冲击轮重8.6t，该机械设备的行走速度介于11~13km/h，每秒钟最高冲击次数为2遍。施工时该机械高速运转用于压实施工，而低速运转则用于破碎施工。

2 冲压破碎施工技术要点

试验路冲击压实施工时，由路面两侧边部开始击实，同时采取连续击实破碎，然后再错轮，相邻路面实行横向冲击压实，覆盖公路中部。对于本国道中存在的全填全挖路段，采用破碎平均粒径和冲压遍数双控指标来控制冲击压实施工质量，工程实践经验表明，冲压遍数适宜控制在13遍。平均破碎范围粒径为30～40cm，冲击碾压机正常行驶速度控制在10～11km/h。同时破碎粒径不宜过小，从施工效果来看适宜以板块稳固为主。而对于本工程中的半填半挖路段，填方部分（设挡墙部分）控制标准同上，挖方部分的质量控制以消除路面板错台、脱空为主，不以粒径大小为控制标准，最低碾压遍数可酌情降至6遍，且碾压机行驶速度应降至7～8km/h。另外，结合工程实践经验，总结出以下几方面的施工技术要点，以提高施工质量。

（1）在冲压破碎前，应对施工现场勘察，如半填半挖填方部分、高挡土墙、路边民宅、光缆埋设处、涵洞等，同时采取恰当的施工工艺，并在相应构造物处用醒目标识标注、立旗、派人旁站。为方便指导施工，较易损坏建筑的则应当派人进行现场监测、试压观测，确定冲击碾压机的适宜行驶速度，并在施工时进行实时监测，如遇异常情况应及时停止击实，确保公路构造物的安全。

（2）冲击碾压施工时，应当由路面中部开始击实，然后错轮1/3，进行横向相邻路面的冲击碾压，全幅冲击碾压一遍后，再进行下一遍的全幅路面冲击碾压。严禁在路面填方处某一断面范围进行连续击实。

（3）冲击碾压施工过程中，在施工段应当设置施工提醒标志，同时由专人维护交通，以防冲击碾压机逆向行驶时，与路面车辆发生交通事故。

（4）从冲击碾压施工效果来分析，冲击荷载可以达到2500~3500kN，远大于边坡稳定的设计荷载。因此，尤其是对于半填半挖路段以及有高档墙的填方段，应当考虑是否采用冲击碾压工艺，从工程实践经验来看，适宜选取施工荷载小的方法进行施工。

3 冲压破碎施工防护处理措施

由于冲压施工过程中会产生巨大冲击波，会对沿线设施有一定影响，因此进行冲压施工前关键是制定相应的防护措施以及施工管理措施。

3.1 沿线民房及设施防护

为了防止冲压对设施造成影响，施工前应当对施工段沿线民房进行深入调查，应当采取加固措施或者尽可能地避让施工造成损坏的建筑。结合工程实践经验，原则上对于10m范围内的民房、砖瓦平房应进行避让，可设置隔振沟，即在公路路肩外挖1m以上深的沟，以阻断振动波的侧向传播。

3.2 施工管理措施

（1）为防止冲压过程中下雨，使路基进水，影响压实效果，需准备好防雨布。冲压过程中如果下雨应立即停止作业并做好作业区遮盖工作，防止雨水渗入路床等。

（2）做好冲压区域的安全管理工作，应设有专职安全员负责冲压区域内的安全管理，冲压区域内严禁车辆出入。

（3）必须严格控制在标示的作业区内施工，不得有错压、漏压。在冲压过程中应派人对沿线构造物进行观察，防止构造物出现异常破坏现象。冲压结束后后续施工应立即跟上，并加铺水泥稳定碎石基层。

（4）冲压前对路面损坏情况进行现场实测和记录，之后每冲压3遍全线巡查一次。破碎的网状碎块应控制在30～40cm之间。该碎块并非一般意义的明显碎块，而是裂缝贯穿块与块之间并形成集料嵌锁的结构，从而保证原路面所具有的大部分结构强度。

4 冲压破碎施工监测

冲压破碎水泥混凝土路面的监测内容主要包括：冲压前后路面沉降变化、冲压过程中路面裂缝发展状况、冲压后的路面裂缝发展及分布、冲压前后旧混凝土路面弯沉变化、冲压后旧混凝土路面回弹模量监测、冲压对周围环境的振动影响、冲击碾压影响深度监测等。同弯沉、回弹模量相比，破碎尺度、路面沉降的监测项目较多，而且破碎粒径和沉降状况能一定程度反映地基的最终承裁力和压实度情况。因此，采用破碎尺度和沉降作为控制标准，通过试验路确定相应的碾压遍数，是一个较实用的方法。

为监测本工程中冲击压实施工对于公路路面沉降的变化规律，选取试验段并且设置相应的沉降观测点，结合不同的公路填挖造成的不同的路面沉降，在冲击压实前后加强沉降监测对比，分析公路路面冲击压实施工前后高程的变化。其试验段的沉降点布置方案如图1所示。

图1 沉降观测点分布图

监测结果表明，公路不同的支承条件以及碾压遍数都会导致路面沉降的不同。一般在冲压15遍后，路面最大的下沉量为14.2cm，平均下沉量为6.2cm。冲压20遍后，最大的下沉量为16.2cm。即使冲压遍数相同，填挖路段的路面下沉量也不尽相同。填土路堤冲压15遍后，其下沉量增长基本趋于平缓，平均沉降会在10cm以内，而对于挖方路基则出现反弹现象。因此在施工过程中应综合考虑冲压遍数，不能简单地仅从沉降量来控制。从工程实践情况来看，公路路面的冲压沉降量与面板的破损类型、路基填土高度、路基、路面结构类型及相关土质与含水量、冲压遍数等有着直接联系。结合沉降量的变化曲线可分为三种类型，如图2所示。

图2 沿线观测点沉降变化曲线分类

结合冲压施工中路面沉降的变化规律，在冲击碾压施工控制中，施工单位往往以零沉降作为质量控制标准。但事实上，冲击碾压与振动压实的机理有着不同点，其作用模式与重型击实模型也有着不同点。从工程实施效果来看，冲击碾压对压实公路路面的效果更佳，可更加有效地改善公路路面。但上述试验结果表明，由于石质挖方路基存在破碎后用做垫层，因此其沉降表现出反弹现象，当冲击破碎三遍后，路基基本上不沉降，但继续冲击破碎反而会导致原来压实的板块松动，因此应当结合破碎块径尺度来判断击实遍数。

对于沉降过大的路段，如沉降量超过15cm，则应当对公路路基进行处理。尤其对于回弹模量非常小，而且弯沉非常大的路段，则必须挖除面板碎块，然后再处理该路段的路基。处理后的路段应当再次检查其沉降，对于沉降满足要求的，则同样要检查路面板的破碎情况。板块破碎情况不能完全满足设计要求的，应当对其继续冲压。而且从工程实践经验来看，冲压2遍后就应重新检测板块粒径。对于冲碾25遍后仍达不到规定要求的，则应当停止冲碾，分析其具体情况后再进行处理。