旧水泥砼路面碎石化在国省干线公路改建项目中的应用实例

刘会峰夏写善焦新平

（1.许昌广莅公路工程建设有限责任公司，河南许昌 461000；2.许昌市公路管理局，河南许昌 461000）

旧水泥砼路面碎石化在国省干线公路改建项目中的应用实例

刘会峰1夏写善2焦新平2

（1.许昌广莅公路工程建设有限责任公司，河南许昌 461000；2.许昌市公路管理局，河南许昌 461000）

本文就碎石化技术在省道237改建项目中的应用进行分析总结，为后续项目的开展提供经验。

旧水泥砼路面；碎石化；应用

省道237线禹州东环至许昌西环段改建工程项目，路线全长25公里，是经省发改委2011年批准立项的许昌市干线公路改建项目，按双向6车道一级公路标准设计，路基宽32米。在该项目中采用了碎石化技术，对旧水泥砼路面进行碎石化处理后作为新路面垫层，再加铺水泥稳定碎石基层和沥青混凝土面层。

1 碎石化概念

碎石化技术最早起源于美国，第一个热拌沥青（HMA）罩面的水泥混凝土路面碎石化项目是1986年在美国纽约完成的。碎石化技术应用于我国最早是在2002年，由山东省公路局从美国引进该技术，并应用到了公路养护行业。

碎石化技术是通过破碎方法将水泥混凝土路面进行处理，使其形成表面不超过8cm，底部低于40cm的相互嵌挤且紧密结合的混凝土块，在新铺的热沥青罩面上出现的反射裂缝进行限制。对于碎石化处理后的加铺层可采用沥青混凝土或水泥混凝土进行操作。

2 碎石化技术的特点

（1）碎石化技术是现阶段对反射裂缝进行治理的最为有效的方式。（2）通过对混凝土路面进行破碎成土块，经过破碎并压实从而形成内部嵌挤、紧密结合且密度较高的材料层，能够在热沥青罩面上对原路结构层进行较高强度结构的提供。（3）能够对原路面的结构层进行完全利用，达到环保且无污染的优势。（4）施工速度快且具有便捷的质量检测。（5）破碎后的混凝土块组成了紧密咬合嵌挤的材料层，并且在重力冲击作用下能够消除板底脱空，可以为加铺层提供很高的结构强度。（6）造价低。

3 碎石化技术设备

3.1 设备基本性能要求

碎石化应采用专用机械多锤头破碎机和Z型压路机配套施工。多锤头破碎机设备的破碎能力应与待破碎水泥混泥土路面的状况相适应，应通过试验段破碎尺寸及效果来确定。

3.2 设备主要技术参数要求

多锤头破碎机设备应为自行式，携带8对重锤呈两排分布，每对重锤由单独的液压控制系统控制，能够以相同的行进速度和不同的提升高度、频率对路面进行冲击破碎。重锤下落时可产生1383—11060焦耳（N·m）的冲击能量，典型的工作效率为单车道每小时100米（100m/h）。

4 碎石化操作规程

4.1 一般要求

（1）碎石化施工前，施工单位必须提供详实的施工组织设计，符合技术要求后方可施工。碎石化不得在雨雪天进行，施工中如遇雨雪时，应立即停工。（2）施工段落划分应结合建养历史，按照段落内路况相近的原则综合确定，一般分段长度不超过10km。

4.2 施工准备

（1）清理现场。应对施工场地的清洁进行保障，同时还应对所需破碎的混凝土板块上存在的沥青面层修补材料及沥青加铺层进行清除。

（2）对施工测量控制点进行设置。在具有代表性的路段对高程控制点进行设置，促使在施工中对高层的变化得到检测，从而在加铺层施工中作为指导进行运用。

（3）在破碎处理前应修复路段中存在的严重病害的区域。对旧水泥混凝土面板中存在的翻浆等不稳定部位进行清除，运用开挖处理的方式直到出现足够稳定性的路面基层或底基层，采用级配碎石或其它材料换填至破碎混凝土板底，采用与罩面底层相同的拌和料对破碎混凝土板顶实施回填，并实施合理的摊铺压实，开挖的最小尺寸应不能与全车道宽和1.2m长过小，促使压实效果得到保证。

（4）构造物的标识和保护。在施工之前，应在施工前，在沿线所需进行保护的构造物实施标识，促使构造物不会由于碎石化导致损坏。当埋深处于1m以下的构造物路段应进行正常的破碎。当没声达到0.5～1m时，可通过对锤头高度进行降低的方式实施轻度破碎。当埋深低于0.5m时，无论是构造物还是桥梁都无需进行破碎处理，并对结构物端线外3m以内的所有区域进行避让。对于路肩外有建筑物的区域应加强安全检测，建筑物距路肩10m以外时可按正常破碎进行；距路肩外5-10m范围内，可对锤头高度进行降低从而实施轻度破碎。禁止对路肩外5m内的建筑物路段实施破碎。对于距离及埋深不同的路边建筑物及管线应运用不同标志的红色油漆进行清楚标注，分别对不同的破碎能量进行使用，促使其安全性得到保障。

（5）交通管制及保通方案的制定。碎石化施工前，应制定施工区段的交通管制及分流方案，以满足通车及施工的安全。

（6）铺筑试验段。1）施工前根据路况选择具有代表性的路段作为试验段，长度不小于200米。2）对老砼面板取芯调查砼弯拉强度，按表1选择初始设备控制参数（下落高度、锤迹间距）。3）在初始设备参数的基础上，应逐级对锤迹间距、提升高度进行调整，直到破碎后路标达到均匀的鳞片状，在碎石化嵌挤层顶部将破碎层表面2cm左右的碎屑进行清除，对裂缝的状况进行观察，并对比粒径范围表2，确保粒径达到合适时即可对设备参数进行记录。4）随机在试验段内对2个独立位置进行超过1m×1m的试坑开挖。试坑的开挖应达到基层，在全深度范围内对碎石化的颗粒进行检查，确保其与表2中的粒径范围得到满足，若不合格必须对试验区设备控制参数进行调整，直到达到要求。

表1 初始设备控制参数范围

表2 粒径范围

根据上述内容可以看出，应运用记录备查的方式对施工设备控制参数进行应用，使其在正常施工中发挥着指导作用。在施工过程中，应结合路面的实际情况，稍微对破碎参数实施调整，当必须进行较大调整时，应必须获取业主或监理工程师的同意。

4.3 碎石化施工

（1）破碎施工顺序应从外侧车道向内侧车道进行操作。（2）路肩破碎。在对路肩进行破碎时，应对外侧锤头高度进行适当降低，促使落锤之间的间距得到减少，不仅将破碎效果得到保证，而且也不会由于破碎功过大导致破碎过度出现。（3）搭接宽度进行破碎。通常情况下，两幅破碎的搭接破碎宽度应控制在10cm左右。（4）随时调整相关参数。多锤头破碎机施工过程中，应根据旧水泥混凝土路面的强度差异，随时优化调整行进速度、落锤高度、频率等破碎参数，尽量达到破碎均匀，上层混凝土形成鱼鳞状。（5）特殊处理。当出现过高的基层强度或过大的面板厚度时，应在旧水泥混凝土路面上运用大裂等手段实施预裂，促使碎石化后的效果得到实现。在预裂后区段应进行重现的试验段施工处理，促使碎石化的各项施工工参数得到确定。

4.4 碾压

（1）将表面的扁平粒料进一步破碎，同时稳固下层块料，形成一个平整的表面。（2）对于一次破碎后个别面积大于1m2的板块，宜在碾压前用人工或小型气动冲击设备补充破碎。（3）对于破碎后的路面，应运用Z型压路机及单钢轮压路机实施振动压实，运用1～2遍的压实，使其压实速度控制在低于5km/h。（4）对于路面综合强度过高或过低的路段，应将过度压实进行避免，防止出现过小的表面粒径或在基层内将碎石化层压入的现象。

4.5 碎石化表层处置

（1）喷洒乳化沥青。碎石化后宜对表层进行处置，喷洒慢裂乳化沥青（用量4kg/m2，沥青含量50%-55%，推荐采用PC-2型）。（2）撒布石屑。撒布适量石屑，填实碎石化之后的缝隙，石屑用量不宜过多，以静压时不黏轮为标准。（3）光轮压路机静压。将表层5-8cm碎石化层碾压密实。

4.6 检查验收

施工过程检测结果应与以下规定数据对照，有差距时，应及时查明原因，调整后续施工路段的施工方案，以达到碎石化层的质量要求。（1）表面均匀程度。表面均匀，顶面粒径＜7.5cm，每200米测四处。（2）破碎（分层、嵌挤）程度。裂而不碎，契合良好，连锁咬合，上部粒径＜22.5cm，下部粒径＜37.5cm，每200米挖视坑1个。（3）表面松散程度（喷洒透层油后）。不松散，具有较高的粘结力，形成一定的强度和稳定性，每200米测一次。（4）顶面回弹模量(单位：MPa)。大于120MPa，每200米每车道检测一次。（5）弯沉值（0.01mm）。小于100，每20米每车道测左右两点的弯沉。

5 结语

旧水泥砼路面碎石化后结构作为新路面垫层，施工期间弯沉和回弹模量等作为其重要检测指标，全线弯沉代表值为59.042（0.01mm）（新加宽路基顶面设计弯沉值为170，18cm5%水泥土垫层设计弯沉为74），回弹模量为310.3Mpa，均满足设计要求。

作为碎石化技术在我市干线公路改建项目中的首次应用，省道237项目共完成旧水泥砼路面碎石化41万平方米，节约了投资，提高了社会效益。我市2013年开工建设的省道103线北段和省道103线南段两个改建项目，将对原水泥砼路面碎石化处理后加铺沥青砼结构层，碎石化技术在省道237项目中的应用将为后续项目开展该技术提供丰富经验。

[1](DB37/T1160—2009)旧水泥混凝土路面碎石化技术规程[S].山东省地方标准，2009.

[2]王松根.旧水泥混凝土路面碎石化技术应用指南[M].北京：人民交通出版社，2007.

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1003-5168(2014)04-0141-02