MHB共振碎石化技术在旧路改扩建工程中的应用

王家宝

(黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150027)

我国改扩建工程逐渐增加，部分省道升级为国道、原有的道路需要进行扩建，增加车道。在这种环境需求之下，就需要对原有的旧路进行合理的处理。其中需要处理的道路大多是水泥混凝土路面，根据设计要求将其改建为沥青混凝土路面。采用MHB共振碎石化技术，形成混合料基层，提高了施工效率、降低了施工成本。实现公路行业建设绿色化，提高旧路改扩建工程中的资源再利用率。

1 工程概况

以临泉县国道G345工程建设项目为例，国道工程建设段长共16 km。在改扩建计划中，通过对G345国道旧路基层状况进行了统计，断板率高达59.16%，路面情况受损非常严重，采用碎石化方案进行路面处理。交通主管部门组织专家对现有的路况进行了评审，对改造方案的设计与评估，提出了两种改扩建方案。其中一是彻底翻挖原有旧路结构，采用半刚性基层水稳基层结合沥青面层，其二将旧水泥路面通过碎石化工艺加工为基层，在其表面处理后铺筑新沥青面层。国道G345沿线存在大量居民，行车交通量大，为降低旧路改扩建施工造成的交通影响，在结合项目未来的考虑工期、工程造价以及绿色施工等因素的基础综合考虑上，决定采用旧水泥混凝土路面碎石化技术。两种方案的综合比选详见表1。

2 施工准备

2.1 施工环境准备

旧路碎石化施工的效果受MHB破碎施工机械性能、碎石化工艺、旧路基层力学性能等不同条件影响，为保证最佳的碎石化效果，收集关键工艺参数。在施工前通过修筑试验段，现场段落的试验MHB破碎机施工的最佳施工参数。本次碎石化的试验段在K17+700～K17+900段落的左幅，段落全长为200 m，共振碎石化施工面积为2 200 m2。现场试验段无地下结构物，其旧路主要病害为板面裂缝与板角断裂。在施工前，旧路上严重的板块病害完成了换填。

表1 旧路改造方案比选

2.2 碎石化防水处理

碎石化后的旧路基层其均匀性提升明显，需重点控制排水防止碎石化基层被水侵蚀。根据当地气象的中短期天气预报动向，根据当地气候变化情况，合理调整施工计划，选择晴天施工。现场根据水稳施工日进度进行碎石化，在完成后立即进行封层洒布，保证破碎一段、摊铺一段、成形一段。当天破碎工程量满足第2 d水稳摊铺进度。现场准备足够的防雨布，当天破碎碾压后，及时撒布透层油和石屑，如果当天未能撒布，依据天气情况夜间采用防雨布进行覆盖，防止夜间降雨。做好各工序衔接，在保证水稳摊铺面连续的情况下不进行大面积破碎。如遇突然降雨现场及时进行覆盖。雨后立即检测旧路是否积水，对旧路积水路段进行自然晾晒，先破碎其他路段。依据旧路面纵坡，先高后低进行破碎覆盖，利于现场排水。

3 碎石化技术的应用

3.1 MHB碎石化机械参数调整

G345国道施工中主要采用自行式MHB设备，该设备配有8对重锤用于破碎，重锤以两排布置循环作业，每对重锤由由独立液压系统进行控制，破碎系统协同行进速度和调节高度、频率对路面进行破碎处理，典型的工作效率为单车道100 m/h。MHB碎石化施工中首先通过试验段确定适合本路段的施工参数，将MHB碎石化机械参数调整根据经验取落锤高度为1.1～1.2 m，落锤间距为10 cm，逐级调整破碎参数对路面进行破碎，测定破碎效果，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。

3.2 MHB碎石化工艺

MHB碎石化施工过程中，每一遍锤头破碎宽度约0.2 m，在破碎一遍后，紧接着破碎第二遍时，第二遍破碎区域间隔控制在半个锤头宽度以内，破碎的顺序为旧路板边缘开始向道路内侧进行破碎，严格控制隔行破碎现象。在进行破碎层碾压前，对破碎层进行清理，以保证碾压后破碎层的强度及稳定性。破碎的顺序为旧路板边缘开始向道路内侧进行破碎。

3.3 碎石化碾压施工工艺

碎石化碾压施工中对于直线和不设超高的平曲线段，由两侧路肩开始向路中心碾压；设超高的平曲线段，应由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。在共振破碎后及时使用Z型压路机进行碾压作业，每段落碾压为3～5遍，压实速度不应超5 km/h，再采用钢轮振动压路机振动压实或静压1～3遍。碎石化后通过碾压，将表面的扁平颗粒进一步破碎，同时稳固下层块料，为后续工序提供一个平整的表面。

3.4 土工格栅铺设

此类技术常用于旧路改扩建，其中G345国道基层涉及新铺设段落以及碎石化段落同步施工。在涉及加宽拼接位置布置土工格栅，通过在加宽拼接位置处进行布置土工格栅能有效的提高加筋承载面的嵌锁、咬合作用、增强基层的承载力、增强基层稳固性能，让碎石化底基层与新铺设基层更好的结合。

布置的土工格栅以钢塑土工格栅为主，其性能同时满足经向、纬向断裂强度≥80 kN/m。因土工格栅布置在加宽拼接位置，使得基层之间得到有效的加固。

3.5 碎石化层顶面封层撒布

在布置的土工格栅后，为提高碎石化基层质量以及其耐用性。在其碎石化层顶面进行封层撒布。通过同步碎石撒布车，同时撒布乳化沥青以及碎石(粒径0.5～1)。让碎石化基层表面覆盖乳化沥青封层，其关键作用首先是防水，并起到基层之间的过渡和有效连接作用。有效的将碎石化层表面松散处的加固补强，对于需要临时开放交通的段落，也可以有效的防止碎石化层因天气或车辆作用出现水毁。

表2 碎石化层顶面封层材料的规格和用量

3.6 封层施工

使用同步碎石撒布车在施工过程中均匀速度向前行使喷洒，同步进行碎石洒布。作业时在整个工作宽度和长度范围内洒布均匀，对洒布车洒不到的部位及漏洒的部位，用人工洒布机补洒，对局部喷洒过量的部位用人工紧跟洒布车后及时检查并用扫帚扫匀。洒铺时及时检测喷洒量，喷洒量按0.75～1.0 kg/m2(乳化沥青)控制，洒布的沥青渗入基层深度不小于5 mm，并保证不在表面流淌，并能与基层联结成为一体。待顶面封层撒布完成后，在上方进行结构层或面层的摊铺。

4 施工质量控制措施

4.1 碎石化控制

碎石化后检测碎石化的效果，在试验区内随机选取2个独立的位置开挖1 m2的试坑，选择试坑避开有横向接缝或工作缝的位置。并将试坑应开挖至旧路基层，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。试坑检验完成后采用1～3粒径碎石回填。

4.2 预裂要求

对于高强度旧路基层处，碎石化机械的施工效果不符合预期时。采用破碎锤进行混凝土路面的预裂，随后进行碎石化施工，确保碎石化后达到预期效果。预裂后，根据预裂情况进行试验段施工，重新确定碎石化破碎的施工参数。

4.3 施工质量检测

表3 共振碎石化施工质量检测标准

5 结 论

在以往公路施工工艺不高、质量控制意识不强的环境下，水泥混凝土路面施工容易、成本低廉被广泛使用。但随着交通量增大，水泥混凝土路面的弱点也凸显出来，多年使用后出现各种病害，行车安全造成隐患。部分省道升级为国道、原有的道路需要进行扩建，增加车道。目前改扩建工程逐渐增加，在这种环境需求之下，就需要对原有的旧水泥混凝土路进行合理的处理。采用MHB共振碎石化技术，形成再生基层，提高了施工效率、降低了施工成本。实现公路行业建设绿色化，提高旧路改扩建工程中的资源再利用率。