共振碎石化技术在水泥混凝土路面破碎中的应用

徐洲

（岳阳市107 国道养护中心新市养护所，湖南 岳阳 414413）

共振碎石化技术工艺简单，施工过程中共振碎石设备在牵引车的带动下，可以循环冲击路面，将混凝土路面板破碎成碎块，达到破碎重生的效果。(共振设备结构见图1，共振碎石化原理见图2)本文以实践为依托，系统地论述了旧水泥路面改造项目中，共振碎石化施工工艺流程和施工要点。

图1 共振结构示意图

图2 共振碎石化原理图

1 工程概况

岳阳汨罗市新市镇G107 线大修工程，线路长3.348公里的路段，因质量缺陷严重，不能维持正常的运营，需将原有25cm 厚旧水泥路面实施就地破碎处理，采用共振碎石化技术进行破碎再生。

2 路面破碎前的准备工作

2.1 交通管制

碎石化作业前应制定交通控制和分流方案，满足交通和施工要求。实施破碎期间及实施后，控制碎石层通行，减少施工车辆不必要的来回交通。

2.2 清除路面表面的沥青层和修补材料

路面碎石化作业前，应将旧路上的沥青面层和修补材料清理干净。若水泥板中间坑深大于10cm，可用级配碎石回填。级配碎石回填区不进行共振碎石化处理，C15贫混凝土充填段与其他段一起碎石化。

2.3 路面排水系统的检查与修复

共振破碎作业前，应对原水泥混凝土路面的路面排水、边坡排水和中间排水系统进行仔细检查、疏通或修补。按设计要求在路基边缘重新修建碎石盲沟排水系统。

超高段中央隔离带中间排水沟应按设计图纸施工，保证排水畅通。

沟内回填宜采用不含细料的透水碎石，回填与沟底之间应铺设无纺反滤织物。

2.4 设备准备

2.4.1 共振破碎作业的主要设备是共振破碎机（发动机功率>600HP；锤头振动频率为40～60Hz；幅度为10～20mm）锤头宽度20～30mm。

2.4.2 配备破碎要求的碾压压路机。吨位不小于20t，做好洒水、除尘、养护等工作。

2.4.3 应配备相关检测仪器，应有弯沉检测设备、室内外试验设备等。

2.5 标注安全距离

为保证施工顺利进行，正式开工前应明确标出纵横安全距离。具体标注距离分别见表1 和表2；共振碎石施工过程中，应针对不同的结构进行处理，减少激振力，降低频率，增加锤头，加快结构附近的行进速度。遇到不能振动的结构，通过迂回跳跃的方式避开。

表1 共振碎石化施工竖直向安全距离

表2 共振碎石化施工水平向安全距离

3 共振碎石化施工

3.1 旧水泥混凝土路面共振碎石化施工工艺如图3。

图3 共振碎石化施工主要工艺流程

3.2 碎石化施工

3.2.1 碎石化施工应先破碎两侧车道，再破碎中间行车道的顺序进行。

3.2.2 每个锤头的破碎宽度约为0.2m，并严格控制交错破碎，避免漏振。

3.2.3 共振碎石化施工段，需预先标定线敏感建筑物，施工时，跟踪观测，发现裂缝，立即停工，调查分析裂缝产生的原因并实施保护措施后方能再进行施工作业。

3.2.4 整条旧水泥路面全宽、全断面、全方向、同一深度的共振破碎作业，必须使用同一设备，不留死角。特殊工段可进行辅助破碎。确保以后没有反射裂缝。

3.2.5 碎石过程质量监控：为保证碎石后的承载力（回弹模量）达到设计要求，最好大于500MPa。根据试验断面得到的参数，共振破碎时表层碎石层厚度应为3～6cm。

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3.3 破碎层清理

清除原水泥板之间的沥青填缝料。人工清除表面裂缝处的条状填料。碎石面平整后，应及时浇水碾压。在此期间，必须浇水保湿。

3.4 碎石层的碾压

破碎层应分三个阶段碾压：初压、再压实和终压实。直线和无超高的平曲线路段，应从两侧路肩向道路中心碾压；碾压过程中的注意事项如下：

碎石层表面在碾压前必须浇水至最佳含水量（约4-10%）。一般采用钢轮振动压路机静压1 次，振压（微振或中振）2-3 次，静压1-2 次（振动压路见图4）。如果有胶轮碾，最后可以压平赶光。碾压速度不得超过6km/h，整个碾压过程禁止强烈振动。对于破碎层较薄的路段，是否采用振动碾压还要视试验情况而定。碾压的目的主要是稳定上层碎石，注意不要扰乱下层的原位互锁层。

图4 钢轮振动压路机

振动压路机碾压时，相邻碾压带应重叠碾压宽度100～200mm，折返时应先停止振动；用轮胎压路机碾压时，相邻碾压带应与碾压轮宽度的1 / 3 ～ 1 / 2 重叠。

对于路面边沿、加宽、停车带等大型机械难以碾压的部位，采用小型振动压路机进行补充碾压。

开放交通期应适度，车速在20km/h 以内。通车后，只要表面符合一般原则，即不能有凹坑和凹槽。必要时可适当填充石灰石细粒，提高早期强度。

3.5 共振碎石层的保护

共振破碎后喷水压实后进行初步弯沉试验，基本合格后，喷沥青透层油保护路面。

透层油应为渗透性好的液态沥青、乳化沥青或煤沥青。喷涂后，应通过挖掘确认渗入破损层至少1cm。透层油用量应符合设计要求。实际施工中的喷涂量应以喷涂后无白露、无明显地表面径流为标准，见图5。

图5 透层油施工流程

3.6 碎石化施工注意事项

在铺装前，还应考虑共振碎石化施工段与相邻段的衔接情况。对于共振碎石化施工段与相邻段交界处两侧1～4m 的过渡段，宜在施工段与相邻段铺设一层土工材料再进行铺装，并充分注意过渡路段的摊铺和碾压。

透层油施工6 小时后即可正常通行。路面共振破碎化施工期间和沥青层铺装前，一般要求禁止与施工无关的车辆通行。

共振碎石化施工后，如不能及时铺装沥青面层，应及时压实，并喷沥青透层油，充分防止雨水侵入。保证路边排水系统能够正常排水。遇雨天，只有在破碎层和原基层排水后（基层排水见示意图见图6），方可进行后续的碾压和摊铺施工。

图6 路基排水示意图

沥青摊铺之前一天，应按照设计要求做好同步碎石封层，修补好因开放交通破损的透层和松散的碎石。以确保在铺油之前保证完整稳固的基层表面。

4 施工安全、环保控制措施

4.1 成立安全管控小组，做好三级安全教育，根据各工序、各工种的不同，差异化开展安全教育，提升安全教育的针对性；加强安全培训，提升项目管理人员的安全理念，树立安全就是效益的思想，动态管理风险源。

4.2 强化制度执行。根据项目施工特点，制定并持续完善安全生产管理制度，强化制度执行力，确保生产施工中按章操作，有效规避各项风险。

4.3 施工所需材料及设备应做好质检工作，质检合格后方可进场用于施工，不合格的严禁进入施工现场。

4.4 划区停放施工设备，设备进出由专人指挥，施工现场内严禁设备乱停，现场运输道路须及时清理并洒水，控制扬尘；操作面及周边必须保障整齐、清洁，及时收集整理废旧钢筋头、混凝土等建筑垃圾并实时清运。

4.5 现场设垃圾处理点，专人清理施工现场产生的各类建筑垃圾并集中堆放，定时向指定点运送，卸料时应平稳，坚决杜绝抛掷等情况。

4.6 根据项目实际编制环保管理预案，同时项目应定时学习国家及地方各项环保制度、法规，切实提升环保意识，优化环保管理，将环保施工思想贯穿于整个施工过程。

5 结论

共振碎石化技术可快速破碎就水泥路面板，且经破碎后的原路面材料，可作为改造路面基层材料，降低了材料成本，实现了资源的重复利用，环境效益显著；且经破碎改造后的路面，可有效抑制放射性开裂问题的发生和蔓延，显著提升了路面服役性能，延长了服役寿命，工程效益优良。