碎石化技术在公路养护工程中的应用分析

卢强利

（中交基础设施养护集团有限公司，北京 100018）

0 引言

我国国民经济的快速发展，对各项基础设施建设提出更多的需求，公路是国民经济发展中最为重要的基础设施，不仅能够增强各区域之间的联系，且能够为人们的日常出行提供便利。但是，公路建成后，路面会因车辆碾压和周围环境变化等多种因素影响而被损坏，出现包括裂缝和坑槽等病害。在这种情况下，需实施路面养护和维护，提升公路使用寿命。在公路工程中采用碎石化技术具有较好的经济效益，简便易行，在改善路况的同时，能够发挥出公路工程的各项作用。

1 碎石化技术的特点

公路养护工程中的碎石化技术通常有三种类型：冲击压实、打碎压稳及打裂压稳，由于水泥混凝土破碎的工艺不同而产生差异，与其他施工技术之间形成对比，具有的特点如下：

其一，根据目前的情况来看，针对反射裂缝的治理，碎石化技术显示出最佳效果，虽然其他方法亦可减轻，但未能根治。其二，使用碎石化技术，无须移除破碎的水泥混凝土路面，从而节省了施工成本，避免产生弃方和白色污染，同时获得良好的经济和社会效益。其三，在旧混凝土路面中使用破碎与压实技术，能够形成高强度材料层，且会对路面的结构强度进行有效提升。其四，碎石化技术施工效率高，且不需要进行交通封闭[1]。

2 公路养护管理的重要性

公路养护侧重对已建成公路进行定期维护和保养。通过养护工程，提升公路性能，提高路面稳定性，减少车辆碾压的损害，并保持公路良好状况。除了车辆造成的压力和磨损外，公路还会受到各种自然灾害和环境因素的影响，比如暴雨、暴雪、高温等气候事件以及洪水等，这些因素都会导致路面损坏。随着时间的推移，公路的质量也会随之下降，安全性和稳定性相应降低，给车辆驾驶员的行车安全造成一定威胁。因此，定期进行维护和保养，提升公路的使用性能和质量，是保障人们行车安全的必要措施[2]。

2.1 避免养护资源浪费

通过科学完善的公路养护管理制度，合理利用养护资源，避免不必要的资源浪费。公路工程在使用过程中，路面出现质量问题时，必须及时采取科学合理的养护措施，及时进行维护和修复，保障路面的使用质量。随着时间的推移，质量问题将逐渐明显，这不仅会增加后期维护的难度和成本，还会给公路养护企业带来不必要的经济损失。必须制定科学完善的养护管理制度，并严格按照相应的管理机制落实公路的养护工作，以提高资源利用率，并减少对资金以及资源的浪费。

2.2 有效修复路面缺陷

无论是普通公路的建设还是高速公路的建设，其目的都是为人们的出行提供便利，也是促进一个城市经济建设的重要手段。公路在使用一段时间后，常因经行车辆型号以及不同荷载而施加的碾压出现不同程度的损坏情况，如裂缝、坑槽、沉陷等，不仅对公路的安全性能造成一定影响，还会危及行车人员的生命安全，也会对公路的使用寿命造成严重影响。因此，公路工程的定期养护是至关重要的环节。一方面，需在公路路面出现问题之前，对公路路面进行定期维护，以减少车辆行驶对路面的损坏和对自然环境的影响。另一方面，公路路面一旦出现问题，应立即采取相应的路面养护措施，避免病害持续扩大增加后期的维护成本并避免不必要的交通事故发生，这对于解决路面质量问题至关重要。

2.3 延长公路工程使用寿命

对于我国的公路项目建设，一直受到施工技术、经济条件以及环境因素等各个方面的制约，给我国的公路工程建设质量造成很大影响，降低了部分公路工程的使用寿命。随着近几年我国科技水平的不断进步，公路工程的施工技术也有了很大提升与优化，我国的公路施工质量也得到一定程度的提升。在公路管理的工作中，定期对公路进行科学合理的维护及修缮，公路工程的使用寿命也因此进一步得到提升，使其始终保持良好的运行状态，为人民的生命及财产安全提供保障。

3 公路养护工程的特点

3.1 高危性

公路养护工程具有高危性、风险大。主要原因是高速公路上车辆速度较快、交通密度较大，发生突发情况时车辆可能无法及时刹车，导致安全事故发生。相比普通公路养护工程，高速公路养护工程风险更高。在进行高速公路的日常维护时，一般会采用半封闭的作业模式，这意味着公路仍然可以正常通行。然而，这种作业模式也会增加高速公路养护工程的施工风险。

3.2 长期性

为确保公路工程效能并延长其使用寿命，公路养护工程需定期实施。由于公路项目通常需长期使用，除非情况特殊，养护工作亦须持续进行。公路工程的养护工作不仅是对路面的病灶进行简单维修，还应定期对公路路面进行保养，提高公路的安全性以及耐用性。高速公路的养护工作比普通公路更加严格，其养护的时间也会比普通公路更长。

3.3 环境干扰性

在对公路工程进行养护工作过程中，极易受到外界因素的干扰而影响公路的养护质量，例如暴雨天、暴雪天等都会拖延公路养护的工作进度。与此同时，环境因素的影响还会导致公路路基结构出现不同程度的侵蚀情况，严重情况下还会对工作人员的安全造成威胁。因此，公路养护工程在不同地区的环境、气候、水文和地质条件等自然因素下进行，会对养护工作的质量产生一定影响[3]。

4 碎石化技术在公路养护工程施工中的要点

4.1 施工前期准备

4.1.1 编制交通管制与保通方案

在公布工程计划和开工前，监理单位必须按照规定程序实施临时交通管制，并对施工现场及时进行封闭，放置施工现场所需要的安全警示标志。此外，相关工作人员还需要在信息化和科学化的前提下，制订确保道路畅通和安全的具体实施方案，使施工以及全线的开通满足相关规定要求。

4.1.2 清理现有道路面板

为确保破碎效果，施工前需清除旧水泥路面上的松散材料后，才能进行碎石化处理。

4.1.3 调查、标记构造物

在进行碎石化技术施工前，施工单位需对施工现场进行详细调查，并对其进行明确的标记，避免在施工过程中道路出现构造物。

4.1.4 合理布设高程控制点

对高程控制点进行科学合理的布设，施工企业则需在公路工程碎石化技术的实施过程中完成，这样能够在施工全部过程实时监测工作，监测高程的变化情况，并能够对其施工技术进行科学的指导[4]。

4.2 路面碎石化施工

4.2.1 试验段与试坑取样（1）试验段

在开展碎石化技术施工前，按照相关标准对施工设备进行调试，还应在长50m、宽40m 的路段上进行试验。施工人员应根据道路的实际条件设置合适的碎石化设备参数，并对锤迹间距和落锤高度进行科学调整，从而顺利完成旧水泥混凝土路面的破碎处理。施工单位应对后续的破碎效果进行实时观察，若破碎后的旧水泥混凝土路面呈现鳞片状，说明已经达到碎石化施工技术的标准要求。

（2）试坑取样

为保证破碎施工效果，满足规定的尺寸，需进行试坑取样。试坑取样时需深入路面基层，全面检查碎石化颗粒的粒径是否符合标准。在粒径尺寸超出标准要求时，可通过调整碎石化设备的参数来实施施工。与此同时，施工单位还应对工程的施工要求、碎石化施工技术的设备锤迹间距及落锤高度进行详细的记录。

4.2.2 碎石化作业

碎石化处理作业应从外向内进行，中间车道若有纵缝则可先处理中间再向两侧施工。在处理原路面时，每一条车道破碎18～20 次，破碎宽度应控制在0.2m 左右。

4.2.3 破碎效果检查

如果对旧水泥混凝土路面进行碎石化技术处理，需保证施工过程中需要的碎石粒径不超过37.5cm。在进行路面改造工程时，这些碎石将作为路基层或粒料垫层使用。通过对旧水泥混凝土路面改造施工后的回弹模量数据进行研究分析，碎石化处理能有效提高路面顶部的强度。与未碎石化前的顶面回弹模量E0 相比，回弹模量有所减少。

4.2.4 压实工艺

为提高下层块料的牢固性，以便沥青面层的摊铺，需要使用扁平颗粒破碎碎石层的表面。在进行压实施工之前，必须确保潮湿度不高，特别是在稳定性较差的路段，以避免碎石层被压入基层。压实工艺需要注意以下操作：一是使用胶轮压路机进行压实，采用1～3 遍的压实遍数；二是选用振动钢轮压路机，其压实遍数以1～3 次为最佳。

4.2.5 自检

为确保沥青表层加铺的施工质量，施工单位还应做到自我检测。需要根据试验段测试的结果以及路面的设计要求进行，从而能够检测出碎石化施工质量，并确定检测的频率。

4.2.6 路面功能层的加铺

在功能层铺设之前，在碎石层上适量撒布透水层材料，使用透水油3.0～4.0kg/m2，以防雨水渗入碎石层。然后，使用光轮压路机进行路面压实。为确保透水层与破碎层间能够紧密结合并保持整体强度均衡，施工后需暂停交通并加铺路面功能层。施工结束后，施工单位需认真检测路面厚度、平整度、压实度和防滑性等，以确保沥青铺装层达到使用标准。

4.2.7 工程验收

根据公路工程的施工标准规范文件，对工程的施工质量进行验收工作。

4.3 试验路效果观测

试验路段工程施工完成之后，进行观测时发现：对旧水泥混凝土路面实施了碎石化技术施工后，公路路面的整体效果较好，未发现病害，且路面较为平整，行车过程中的舒适度也相对较高[5]。

4.4 施工注意事项

在进行碎石化施工时应注意以下几点：其一，在进行旧水泥混凝土路面的碎石化处理之前，需先修复路面受损较为严重的路段；其二，若旧水泥混凝土路面的面板厚度或基层强度不符合要求，可采用预裂等方法以达到碎石化效果；其三，在破碎路肩的过程中，需要减小锤头高度和落锤间距；其四，碎石化施工开始后至沥青面层加铺施工前，施工单位应洒水或人工处理表面以达到降尘的效果；其五，在铺设沥青面层之前，施工单位必须完全清除施工现场的任何杂物。

4.5 碎石化施工质量控制对策

4.5.1 施工设备参数的影响

若破碎粒径过大，施工后易出现反射裂缝，行车舒适度也会下降。若粒径过小，则路面的稳定性和水稳性会相对减弱，且常常伴随粉尘现象的出现。为此，公路项目的施工单位需遵守相关的标准规范，并在试验路段完成相关的参数确定工作，并根据实际的公路破碎情况对施工设备的参数进行相应的调整。

4.5.2 路面破碎质量的有效控制

为避免车道凸起，在进行破碎施工的过程中需要从外到内进行，破碎宽度稍大于车道宽度。另外，需按高度从高到低进行，形成路拱以确保排水通畅。由于路面外缘侧向支撑不足，破碎过程中也能避免板块冲击凸起的现象。如果路基的强度较差，应适当调整落锤之间的距离和锤头高度，以避免过度破碎路面。完成破碎工作之后，如果路面平整度没有达到标准，应及时进行二灰碎石或级配碎石回填处理，同时需安排专业的工作人员找平作业面，从而提高碎石化技术在公路工程中的使用效果[6-7]。

4.5.3 颗粒粒径的控制，确保公路基层的稳定性

在进行公路路面碎石化技术施工之前，必须对施工路段的湿度进行仔细检测，剔除过湿的路面。过多水分会导致路面不平均沉降等问题，对工程整体性产生不利影响。为在进行施工的过程中方便施工并确保面层稳定，应选择小粒径的顶面颗粒并严格控制破碎后的当量回弹模量，平均值应在150～500MPa。

5 结语

综上所述，在公路路面养护维修施工中，碎石化技术能有效解决旧水泥混凝土路面改造施工中存在的严重受损问题，可显著提升工程改造质量，延长公路运营年限。同时，该技术实现旧水泥路面的重复利用，节约资源，降低成本，实现了节能降耗的发展目标。且能够在实际应用前对施工路段及周边环境进行全面调查，统筹各方面因素制订切实可行的施工方案，最大限度地提升技术应用效果。