多锤头碎石化在旧水泥混凝土路面改造中的有效应用

文／广东冠粤路桥有限公司 薛治平

关键字:多锤头；碎石化；改造水泥混凝土路面；质量控制

1 碎石化破碎机理

多锤头破碎机，是一种对水泥混凝土路面进行碎石化的专用机械，通常以柴油机作为动力源。装有橡胶轮胎，能自己行走。设备后部有2 排重锤，重锤的质量为454 ～544.8 kg，分两排成对装配在整台机械的尾部。每对重锤单独地以一套液压提升系统为动力，在破碎时按一定规律下落。锤头的提升高度可以在0.8 ～1.3m 之间调节。工作过程中，重锤下落时可产生1.38 ～11.1KJ 的冲击能量，

具备一次破碎宽度达3.75m 车道的能力。破碎机两边装备有帷幕，以防止施工时碎屑飞溅。

其工作机理是：油缸活塞杆用连接销与连接板相连，中间通过连接带用销轴与破碎锤相连，破碎锤上焊有坚硬、耐磨的破碎刀。当油缸活塞杆上升时，通过连接带带动破碎锤上升；当油缸卸荷时，靠破碎锤的自重下落，对路面形成冲击，如此循环往复。该工作装置分两排对角布置在破碎机后部，每对破碎锤单独以一套液压提升系统带动，破碎时在整车行走过程中交替下落，并且各破碎锤的起升高度和落锤时间可以调节，可针对不同的混凝土路面进行破碎。

多锤头碎石化的过程，是一个能量转化的过程。重锤自由落体，将势能转化为动能，与路面结构接触后，将动能的绝大部分转化为路面结构各质点的动能和势能。从这个意义上讲，多锤头碎石化工艺与旧式的强夯机械是相似的。

根据国内外各施工单位在施工中的实践证明，破碎机破碎后的颗粒尺寸范围控制在7.5-30cm 之间能取得良好的使用效果，而破碎后的碎石颗粒大小可通过控制破碎锤的上升高度和下落时间来实现。对旧水泥路面打碎后，水泥路面颗粒由上而下逐渐增大，经碾压后，上部颗粒形成平整面，下部颗粒间形成嵌挤结构，再加铺新的面层后，可有效强化路基。

2 碎石化施工过程介绍

2.1 施工准备

1.碎石化施工前，应先清除所有需要破碎的混凝土板块上存在的沥青表面修补材料。

2.及时修复或增设排水设施，以保证路面碎石化施工作业面上排水畅通，不出现聚水现象。

3.施工前，针对调查的结构物体在现场做出明确的标记，以确保这些构造物不会因为施工造成损坏。

4.在施工段范围内加密高程控制点，以便施工中对高程的测量。

5.施工前，选择有能力，能保证质量的石场，对石场的石屑进行原材料送检，石屑采用单级配，粒径在4.75-9.5mm之内。

6.施工前除配备多锤头破碎机、Z 型压路机外，还应配备自重不小于20T 的钢轮振动压路机及石屑撒布车。

7.碎石化施工前要制定交通管制和分流方案，以满足通车和施工要求。

2.2 施工工艺流程

施工准备→清除路面杂物→多锤头破碎机就位→旧路面破碎施工→嵌缝料清理→Z 型压路机碾压→凹处回填→钢轮压路机碾压→碎石化施工验收→进入下一道工序。

3 施工要点

1.为保证施工质量，应分段进行多锤头破碎施工，每段长度一般控制在200 米左右。同时，为提高施工效率，破碎完成后应及时碾压。

2.严格按照试验路段确定的施工参数:破碎机行驶速度宜控制为100m/小时，落锤高度控制在1.1m-1.2m，锤击频率控制在30 捶/分钟。在特殊路段，应根据里面的实际情况进行机械调整，以满足破碎要求。

3.破碎施工顺序应根据路面横坡来确定，先破碎高程低的车道，以免聚水，两幅破碎宽度一般要保证10cm 的搭接宽度。在破碎路肩时应适当降低外侧锤头高度，减小落锤高度，保证破碎效果，又不至于因破碎功过大而造成过度破碎。

4.多锤头破碎施工完，破碎后的路段尽快铺筑0 ～6cm厚5%水泥稳定碎石调平层。

4 质量控制

路面破碎化施工质量控制，主要指路面弯沉、破碎粒径规格、高程及平整度等方面，具体如下：

1.碎石化破碎粒径控制规格为：（1）破碎率达到75%；（2）破碎后表层粒径小于7.5cm，中层粒径小于22.5cm，底部粒径小于37.5cm。粒径检测方法主要是通过挖坑检测，每200 米每车道检测一处。试坑尺寸为100cm×100cm，然后将坑内破碎的混凝土块清除至露出底部下承层，用筛分和直尺检测块粒径，计算破碎率，观察裂缝贯穿和分布情况。

2.弯沉检测采用东方自卸车（车后轴重10T）、贝克曼4.5m梁弯沉检测仪检测，每20 米检测两个车道。

3.高程检测主要测量每20m 的中桩和边桩的高程。

4.平整度检测采用3 米直尺检测，每200 米4 个断面，每个断面10 尺。

5 基层施工

多锤头破碎施工完，破碎后的路段应尽快铺筑0～6cm厚5%水泥稳定碎石调平层。紧接着，大概一周后组织实施基层施工。

基层施工，应严格按照设计图纸要求，采用稳定土厂拌，以保证提供稳定质量的基层混合料。

基层摊铺时，有条件应尽可能采用基层摊铺机组进行施工，以便减少施工过程中的离析、不均匀等弊病。但许多地方公路，仅是二车道的，便难以用摊铺机组进行施工，而只能采用平地机或推土机来整平作业。

对于地方公路而言，最难的还是道路管制。为保证基层质量，基层施工后应至少一周内进行保湿养生，并需围蔽起来，禁止开放交通。

鉴于地方公路只有两车道，要实现完全对基层施工路段做到禁止通行，确实比较困难。最好的办法，还是待基层强度能达到要求时，尽快施工水泥混凝土路面。因此，对路面施工的工人、设备、材料等，应早做准备，一般在基层施工后一周至二周内，便应实施面层施工，防止基层路面因开放交通而出现表面松散等病害。

6 施工总结

省道S246 线仁化县河塘至浈江区犁市段路面改造工程，起止桩号为K70+300 ～K88+745，经花坪镇、老虎冲、宋屋、新村农场，终点位于浈江区犁市镇，终止桩号为K88+745，全长18.466Km，属路面改造工程。

该工程公路技术标准按原有技术标准进行设计，公路等级为三级公路；设计行车速度为30km/h。除花坪街道段（K73+435~K74+467 段）路基宽为9.5m，路面宽9m 外，其余路段路基宽度7.5m，路面宽度7m。

该工程施工内容包括：旧路面多锤头碎石化、软基处理、涵洞、路面、排水及防护、安全设施等工程；以及为完成上述工程施工所发生的临时工程。该项目从2014 年9 月17 日开工，由于受管线迁移、黄格线下穿铁路桥改线工程延误、村民阻工等诸多原因的影响，至2018 年1 月24 日完成交工验收和结算。

通过该项目完工几年后的回访和检查，经过碎石化处理后的路基，其承载力得到较大的提升，对后期施工的基层、面层的整体受力，起到很大的作用。特别是近年来超重车辆越来越多的情况下，对防止路面出现早期病害，延长使用寿命，提高经济效益方面，起到了不可磨灭的作用。

7 个人的一点思考和建议

近年来，由于受某些观念的错误引导，水泥混凝土路面较少推广使用，取而代之沥青混凝土路面。其实，对于经济水平尚未发达的中国国情，特别是广大的地方道路、乡村道路，尤其是南方雨水多、温差大的地区，水泥混凝土路面才是最适宜的方案。具有造价较低、经久耐用，后期养护成本较低等优点。就算使用多年后，经过碎石化处理，还可以循环再利用，对建设资源节约型社会，善莫大矣！