碎石化施工技术在混凝土路面改造施工中的应用探析

常钰

摘 要：本文阐述了碎石化施工技术在混凝土路面改造施工中的应用，介绍了碎石化施工技术的特点、施工工艺，以及施工中的质量控制措施等。

关键词：碎石化 旧混凝土路面 改造

1、引言

自上世纪90年代以来，水泥混凝土路面发展极为迅速。随着建设数量的增加和使用年限的延长，越来越多的水泥混凝土路面出现断板、唧泥、脱空等病害，极大影响了路面的使用寿命，必须进行必要的维修改造。在诸多维修改造技术中，碎石化施工技术是近年发展起来的旧水泥混凝土路面维修改造的新技术之一。它是采用专用设备对旧混凝土路面板块进行原位破碎利用的一种技术，是通过专用设备将旧路面板一次性破碎为承载能力高、反射裂缝控制效果好的咬合嵌挤柔性结构层，并将其作为新改造路面基层。有效解决了热沥青罩面后固有的反射裂纹、层面分离与脱落、潮气造成的损坏、颠簸、错层、水泥碱化反应和其他变质反应，是旧混凝土路面改造过程中防止反射裂缝的有效技术措施。

2、碎石化技术应用的必要条件

2.1碎石化技术的实施必须满足的技术条件

碎石化是指针对旧水泥混凝土路面大面积破坏已丧失了整体承载能力，并且通过局部的挖除、压浆等处治方式已不能恢复其使用功能，或已不能达到结构强度要求的情况下，为了解决通常情况下的加铺方式存在反射裂缝等问题，而对旧水泥混凝土板块采用的一种最终处理方法。该法一般是利用特殊的施工机械（如多锤头水泥路面破碎机），在对局部破坏严重的基层进行处治后，将旧水泥混凝土板块破碎成较小的粒径（底部不超过37.5cm，中间不超过22.5cm，表面不超过7.5cm），碾压后作为新路面结构，基层或底基层，然后再加铺新的路面结构。

山东省公路局研究员王松根副局长在《山东公路养护技术应用与研究》一书中详细阐述了碎石化技术的特点和应用。下面简略总结一下碎石化改造施工方案。

3.1.1水泥混凝土路面有大量病害，错台、翻浆和角隅破坏等达到接缝总长度的20%以上；

3.1.2板块出现开裂、断板或下沉，需要修补的面积达到路面总面积的20%-70%；

3.1.3水泥混凝土路面断板率不小于20%；

3.1.4混凝土面层及基层厚度不小于33cm。

注：①基层未松散是指基层无明显裂缝、沉陷，或虽有但破碎成的块体粒径不小于40cm；②强度无显著下降的具体标准是面板材料劈裂强度代表值按《公路水泥混凝土路面设计规程》（JTG D40—2002）方法换算为弯拉强度后，应不低于原混凝土板强度设计值的80%；③如果路基平均含水率减去最佳含水率之差大于10%，则应增设碎石盲沟等排水措施；④除表3-1所列的技术条件外，旧路的其他病害特征或指标，不宜作为碎石化技术应用的必要条件。

2.2不宜进行碎石化技术实施的各种情况

3.2.1旧路改建中遇到的挡墙、桥梁、涵洞等承载力不足以承受多锤头破碎设备荷载而需加固的路段；

3.2.2公路旁有敏感建筑物、地下管线或其他设备、设施，其安全距离小于10m（或埋深小于1.0m）的不能经受住多锤头破碎设备工作时引起的路面振动路段；

3.2.3路面以上受净空限制，不容许加铺新路面的路段。

3、碎石化施工的主要机械设备

碎石化施工的主要机械设备为多锤头破碎机及“Z”型压路机。多锤头破碎机是利用设备所带的多个重锤（单个锤重不小于0.7t）按一定规律重力下落对水泥混凝土路面板进行瞬时点状冲击，从而到均匀、标准的破碎效果，并配合有自重不小于10t的“Z”型压路机对破碎后的路面进行振动压实。

4、碎石化的施工工艺及质量控制

4.1 碎石化基层施工工序

移除现有旧罩面修补层――修复或增设排水设施――不稳固特殊路段挖补处理――线路内外及地下构造物标记――施工区段的交通管制及分流――破碎旧混凝土路面――修复或补强软弱基层或路基――废弃材料清除――破碎后水泥混凝土路面碾压――与非破碎段原有水泥混凝土路面的接缝处治――质量检测及面层施工。

4.2碎石化施工质量控制

4.2.1碎石化施工质量控制指标及检验标准

碎石化施工质量控制指标主要为：其一，碎石化后粒径大小是否满足设计和规范要求范围；其二，顶面当量回弹模量，验证其是否满足变异性要求。

4.2.2碎石化施工质量控制方法

在路面碎石化施工正式开始之前，选择有代表性的100m一个车道宽的路面作为试验段。根据经验采取落锤高度1.0～1.2m，落锤间距8～10cm左右，逐级调整破碎参数对路面进行破碎，目测破碎效果，当碎石化后的路表呈鳞片状时，表明碎石化的效果能满足规定要求，记录此时采用的破碎参数。为确保路面被破碎成规定的尺寸，在试验区内随机选取2个独立的位置开挖1m2的试坑，试坑的选择避开有横向接缝或工作缝的位置。试坑开挖至基层，以在全深度范围内检查碎石化后的颗粒是否在规定的粒径范围内。如果破碎的混凝土路面粒径没有达到要求，设备控制参数必须进行调整，并相应增加试验区，循环上一过程，直至要求得到满足，并记录符合要求的多锤头破碎机、压路机各项参数及面板碎石化程度（粒径大小等）备查，并经设计、业主、监理等单位共同确认合格后，以此作为指导施工的技术指标。

4.2.3碎石化施工应注意的事项

在认可水泥路面破碎机破碎程序之前，承包商应完成实验路段并经监理工程师认可。试验路段应为监理工程师在工程项目范围内确定的位置，尺寸为车道全宽，长度为100-200米。承包商应记录不同的破碎情况相对应的水泥路面破碎机设置如锤头高度和地面行使速度等。 为确保路面被破碎成规定的尺寸，根据监理的指令、承包商应开挖试坑。试坑不能选择在有横向接缝或工作缝的位置，路面破碎粒径应在全深度内检测，试坑应用密级配碎料回填并压实至要求。通过实验段破碎，最终，符合要求的破碎设置应记录备查。试验路段确定的破碎机程序将用于本工程。承包商应不断地监控破碎操作并应该在施工过程中不断地进行调整以确保结果满足要求（成渝高速龙泉段施工现场）

⑴现场情况调查。碎石化施工前，需先对所施工区段内路基承载力、路面板损坏情况、构造物及地下管线位置、附近破碎化施工可能影响的房屋、建筑物进行实地调查，并协同产权单位做好确认、登记与标记，并根据现场实际状况确定不同的施工方案。

⑵安全防护。碎石化施工过程中会产生部分粉尘及颗粒块体，影响过往车辆行人视线及行车安全。因此，碎石化施工后需马上安排工人进行清扫，并洒水降尘。同时，在作业区段前后各设置1名安全疏导员，指挥交通，确保车辆安全、有序的通过施工作业区。

⑶雨水防治。水泥混凝土路面板破碎后，若不能及時进行沥青混凝土下面层摊铺封闭，遇到雨水侵入破碎层及其下基层，势必造成其承载能力的下降，进而影响道路的使用寿命。因此，阴雨天气，破碎段必须进行必要的遮盖，并保证地面排水系统完好无损，能有效工作，确保破碎层在施工下面层前保持干燥状态。

5、结语

碎石化技术有效地缓解反射裂缝对路面面层结构的破坏，可充分利用旧路残余强度，不仅保证了旧路面改造的质量问题，还大大缩短了工期、节约资源，且保护环境、降低了造价，是一种绿色施工技术，符合我国建设资源节约型、环境友好型社会的必然要求，其必将在旧混凝土路面改造中得到大大的推广和应用，也必然会带来更好的经济效益和社会效益。