公路白加黑碎石化技术研究

2018-05-03米宁

价值工程 2018年14期

米宁

摘要：当前旧水泥混凝土路面改造中，加铺沥青面层极为常见。但在荷载、温度等因素影响下，原水泥混凝土板接、裂缝位置极易出现相对位移现象，进而产生反射裂缝。碎石化技术的应用可对反射裂缝问题进行有效处理，其能够由源头上遏制反射裂缝，能破碎水泥混凝土面板后在进行面层铺设。作为一种新型水泥混凝土路面原位破碎利用技术，碎石化技术可用于大范围水泥混凝土路面损坏施工，并取得了良好施工效果。

Abstract： During the renovation of old cement concrete pavement， it is very common to add asphalt pavement. However， under the influence of loads， temperature and other factors， the original cement concrete slab joints and cracks are prone to relative displacements， which in turn cause reflection cracks. The application of rubblization technology can effectively deal with the problem of reflective cracks， which can contain reflective cracks from the source， and can be used to lay the surface after crushing cement concrete panels. As a new type of in-situ crushing and utilization technology of cement concrete pavement， the rubblization technology can be used for the damage construction of a large range of cement concrete pavement， and has achieved good construction results.

关键词：公路工程；水泥混凝土路面；碎石化技术

Key words： highway engineering；cement concrete pavement；rubblization technology

中图分类号：U416.216 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）14-0127-02

0 引言

在车辆载荷作用下，新旧面层内旧面板病害位置承载力将骤然下降，进而导致应力集中发射至上面层，导致加铺新面产生荷载型反射裂缝。除此之外，因温度变化，致使两层材料膨缩效应产生差异，在下层裂缝部位温度应力无法连续进而导致上层应力集中，出现温度胀缩型反射裂缝。为有效避免此类裂缝产生，必须做好加铺施工。为此，必须加大研究力度，采取新技术、新工艺。碎石化工艺是水泥混凝土路面重建的一种方法，是一种将水泥混凝土路面破碎成小碎块的加工过程。该技术的应用，可有效延缓反射裂缝，提高新层强度。

1 工程概况

某公路工程总长度为27.96km，为双向四车道水泥混凝土路面。自通车运行后，因交通量日益增多，超载重载問题严重，路面逐步产生各类病害现象，如坑槽、裂缝、错台等。为满足行车安全及舒适性需求，决定改善原路面状况。原路面选取40号水泥混凝土面层，5MPa为其抗折强度，以岩石、非岩石路基划分行车道与路缘带路面结构分别为水泥混凝土（32cm）+水泥稳定砂砾（15cm）、水泥混凝土（35cm）+水泥稳定砂砾（20cm）+水泥稳定石屑（15cm）。水泥混凝土整体式路面板尺寸为4×5m，分离式路面板尺寸3.75×5m。以假缝为纵缝形式，并进行拉杆设置。同样以假缝作为横向缩缝，并安设传力杆。

2 路面损坏状况调查

目前，据现场实际调查结果显示，左右两幅各类病害板数如表1所示。

由此可见，路面具有良好整体状况。仅在局部路段存在严重病害问题，主要类型为断板、错台等。因路基CBR值在7以上，旧水泥混凝土面板厚度为32cm。因此可选取碎石化改造技术进行施工。

3 公路白加黑碎石化施工要点分析

3.1 原有路面处治

经破碎处理原路面多类病害可自动消除无需特别处治。如裂缝、板底脱空等。但必须做好以下几点：

①碎石化施工前，将存在水泥混凝土路面上面的沥青修复材料清理干净，所选用的设备为小型铣刨机，避免对后期碎石效果造成不利影响。

②与设计图纸相结合，调查相关隐蔽构造物，如地下管线等，避免破碎施工损坏此类构造物。

③破碎前，必须清理干净原路面，防止杂物落入施工面，对透层施工效果造成影响。

④破碎后下面层摊铺前，需做好防水措施。下雨前，尽可能完成上面沥青结构，覆盖完成破碎的面层，如为及时完成施工，需选取塑料布整幅覆盖破碎面，且做好纵向截水、排水施工，严禁雨水渗入。

3.2 铺筑试验路段

在破碎路面前，可先进行试验段施工。试验段尺寸为车道全宽，长200m，并合理配置各类破碎设备，以多锤头破碎机作为破碎设备，施工前需做好安装调试工作，保证设备处于最佳工作状态，为获取破碎机落锤高度工作参数，必须进行破碎试验。将200m分为10段，每两个小段选用一组落锤高度，以0.8、1.2m为主。对路面沉降、回弹模量及弯沉进行测量，结果如表2所示。

为保证路面破碎规整，需在独立位置开挖试坑。不得以横向接缝、工作缝部位作为试坑位置，需在全深度内检测路面破碎粒径，同时选取密级配碎料回填试坑，并做好压实作业。如破碎混凝土路面粒径与设计要求不符，则需适当调整破碎工序，保证破碎质量。

3.3 破碎施工

待试验段获取数据符合设计要求后，即可进行破碎施工。要求合理控制破碎尺寸，表面碎块尺寸最大需控制在7.5cm以内，中间部位应小于22.5cm，底部在37.5cm以内。如碎块破碎后已经大于该值，必须通过人工方式再次破碎或直接去除，随后回填密级配破碎粒料，并做好压实施工。因路面两边侧向约束不足，极易破碎，因此，破碎顺序为“两侧—中间”，以此保证破碎的均匀性。为保证沥青混凝土摊铺后排水通畅，破碎时应由路面高处破碎至低位置。相比车道宽度，破碎宽度应多一些，并与相邻车道搭接，宽度需超过15cm。破碎路肩时，必须适量放低锤头高度，尽可能降低落锤间距，增强破碎效果。

3.4 压实施工

完成上述施工后，需及时进行压实作业。其主要功能为进一步破碎表面过长、过宽的颗粒，紧固下层块料，进而提高结构强度，以此为沥青混凝土罩面提供一个平整、光滑的表面。同时，应保证压实合理，不得出现过压现象，避免对底基层造成损害。本工程选取单钢轮振动压路机施工，用于补充碎石化后破碎压实，避免过多粉料产生，对贯入式沥青层有利。

3.5 加铺层结构设计及施工

作为一种粘弹性材料，沥青混合料路面性能因多种因素制约，特别是气温影响最大。加之重载作用，极易出现高温车辙变形、水损害等问题，如在旧水泥混凝土板进行沥青结构层加铺，则会产生较为严重的路面反射裂缝情况。根据本路段气温情况（16.9℃年平均气温及极端温度分别为-9.8℃、41.4℃），应保证加铺层强度、稳定性良好。SMA沥青混合料具有较强抗变形能力及耐久性，因此可选用SMA结构用于沥青混凝土表面层施工。

按照交通量实际情况，为避免雨水下渗，可选取AC-20C级配密实嵌锁型沥青混凝土作为下面层材料，6cm为其厚度。调平层可选取AC-20C结构，3cm为其厚度，可同时与下面层摊铺。具体加铺结构为32cm旧路面碎石化水泥混凝土板+改性乳化沥青粘层+3cmAC-20C调平层（掺聚酯纤维）+6cm下面层AC-20C调平层（掺聚酯纤维）+改性乳化沥青粘层+5cmSMA-16（掺聚酯纤维）表面层。

完成碎石化施工后，需及时加铺面层，保证不会污染破碎路面，提高路面破碎后的强度，一般需在48h以内控制间隔时间。沥青混凝土为面层加铺的主要类型，根据上述加铺结构进行施工。在摊铺施工中，需尽可能降低施工车辆通行次数、载重量，避免对施工段造成损坏。

4 结束语

综上所述，目前常见的施工工艺主要包括3大类，其一，夹层设于上下层之间，主要在新旧层中间部位设置土工格栅、橡胶沥青等材料，起到应力吸收、反射裂缝控制及提高新加铺层抗拉抗剪强度，保证新旧层能够形成一个整体；其二，增加新层加铺厚度，进而达到新层强度、抗反射裂缝能力提升的目的，但不符合经济性原理，成本过高，使用效果不显著；其三，胀缩缝设于新加铺层，进而将下层反射应力集中释放出来。无法何种加铺措施，都不能从本质上解决反射裂缝问题。碎石化技术的应用，可有效解决反射裂缝问题，提高施工质量。