舊水泥混凝土路面沖擊壓實改造技術應用

摘 要:舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土層是恢復路面使用性能的有效措施，沖擊壓實技術不但可以消除舊水泥混凝土路面的板體性，而且避免舊路面結構破損所引起的剛度不均勻性對新罩面結構的影響。

關鍵詞:舊水泥混凝土沖擊壓實改造

中圖分類號:U418文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(b)-0073-01

G204萊陽至青島界段(K101+865～K107+770)路基寬27.5m，路面寬26.0m，于1989年建成通車，該路段于1999年進行了路面大修，其中K101+865～K106+857段(長4.992km)采用水泥混凝土路面，在老路面上直接加鋪24cm水泥混凝土面層。經過10多年運營，隨著區域經濟的快速發展，水泥路面存在大量的板塊斷裂、沉陷等病害，瀝青路面存在縱橫向裂縫、唧漿等病害。

1 水泥混凝土路面板破碎機械

水泥混凝土路面的沖擊打裂按照破壞特性主要分為三種:碎石化、碎裂壓穩及震裂壓穩。對于此次工程中的水泥混凝土面板來說，主要是將面板破裂壓穩，對于原有路面基層的壓實只要起很小的作用。在該工程中，為了將面板充分破碎，我們選用了25kJ三邊形雙輪沖擊壓路機。

2 沖擊壓實技術的機理及施工質量控制標準

2.1 沖擊壓實作用機理

由于水泥混凝土路面是剛性材料，在沖擊壓實機鋼輪的巨大沖擊能量的作用下，脫空及基層不穩的地方由于支撐較弱而首先發生斷裂并向下發生位移，并與基層緊靠在一起，起到穩固舊板的作用，使原來的基層和穩固后的破碎板塊成為更加堅固的支撐體。沖擊壓實以后水泥板塊破碎成多個小的水泥巖塊。沖擊壓實技術處理舊水泥混凝土路面的最突出優勢就是將破裂、穩固舊板兩道工序合二為一。

2.2 沖擊壓實處理效果及適用范圍

結合本工程的實際特點，我們采用破裂穩固處理方式，適用條件:原有的水泥混凝土路面板底面脫空及板塊活動較明顯，出現明顯或普通的縱向、橫向或者斜向裂縫以及錯臺、唧泥、板角斷裂等病害;路基較為穩定，只有一部分板塊碎裂嚴重，并出現沉陷;20%的路面板已經被修補或亟需修補。

處理方式:沖擊壓實的能量選擇中等偏上，行駛速度一般為10km/h左右，板塊出現的裂縫要貫穿舊板，破裂板要處于相互嵌鎖狀態。為避免過度破壞，打裂時不應使路面板產生過大位移，并不應使混凝土板由于打裂產生大量的碎屑。

需要注意的問題是:對于嚴重破碎的板塊，應該預先將其挖除，采用水泥穩定碎石回填至原路標高并充分壓實。

2.3 沖擊壓實質量控制標準

(1)對打裂壓穩效果的檢驗

總體原則是希望面板打裂后所形成的不規則面積控制在0.6m2以內，簡易的檢查方法可以通過以下兩種方法來測定:

①現場取芯:用取芯機現場取芯測定其斷裂情況，頻率為每1000m2取1個。

②打開檢驗:選取有代表性的幾塊板，用挖掘機開挖并測量使其75%以上的路面板出現不規則開裂，相鄰裂縫形成的塊狀面積最大不得超過0.6m2。

(2)對沉降量的控制

①對打裂前后的路面進行定位定點的水準測量，測量的位置要用明顯耐久的材料做好標記，并計算總體沉降量。

②測量每一次打裂壓穩后沉降量的變化量。當最終相對沉降量是第一個間隔沉降量的10%以下或者最后2遍平均沉降量不超過5mm時，可以認定沉降基本穩定。為加快施工進度，可以先做實驗段，確定出沖擊次數后可以減少測量的遍數。但到了最后要及時測量，確定出相對沉降量。

3 施工要點

3.1 舊路面狀況調查

打裂時的振動沖擊波會傳播到一定的范圍，在做路況調查時應對道路及周圍構造物如橋梁、涵洞、房屋、地下管線等的位置和狀態進行詳細的調查摸底，并對這些構造物的位置走向、埋深等做好記錄，避免在破碎時對其造成危害。還應該對加鋪路面后路面的降水與排水情況進行分析。

3.2 破碎施工

在正式施工之前，應選取試驗路段進行試沖擊破碎，以確定滿足破碎尺寸要求的速度，為確保路面被破碎成理想的尺寸，應該同時在試驗區內開挖2個或2個以上的基坑來檢驗破碎的效果。

(1)沖擊壓實的順序。破碎時應從混凝土路面的高處向低處進行，即路肩→行車道→超車道，以避免影響排水。

(2)沖壓速度的選擇。前5～6遍的沖壓主要是對水泥混凝土板塊的破碎，選擇7～9km/h的速度即可產生最佳得破碎效果。之后考慮沉降與破碎雙重效果選擇9～11km/h速度為最佳。

(3)特殊路段處理。在沖壓過程中發現出現 路基“彈簧” 現象，應立即停止沖擊。把軟弱層全部挖除，然后回填水泥穩定碎石基層找平并分層壓實，避免與非挖填段之間產生不同的沉降量。

(4)構造物注意的問題。正常使用的構造物頂部以上填土高度大于2.5m的，可以直接進行沖擊壓實;對于填土高度小于2.5m構造物應根據構造物的狀況相應降低沖擊壓路機的行駛速度，增加行駛遍數或挖除新建;對于填土高度小于1.2m的構造物禁止沖擊壓實。

3.3 破碎后壓實

壓實的目的是把表面較長、較寬的顆粒進一破碎，緊固下層塊料以達到增加結構強度并提供一個用于瀝青混凝土罩面的平滑表面。具體壓實的遍數與最佳含水量應該在試驗路段確定。

3.4 瀝青封層

在攤鋪瀝青混凝土面層之前，應在破碎并壓實后的水泥混凝土碎塊基層上用灑布1cm厚瀝青同步碎石封層，瀝青用量宜為1.2kg/m2，采用的集料規格為S12，用量宜為5～8m3/1000m2，且做到完全密水。

4 工程應用情況

4.1 應用情況與分析

通過對路面通車運行半年后的觀察，加鋪層無裂縫。對路面彎沉值測量，發現道路具有較高的強度，反算其整體模量也較高，以國道204K102+400～800段為例，瀝青面層代表彎沉值為0.215mm，碎石化表面反算模量為360MPa。表明破碎效果良好，破碎穩固后的路面保持了相當的整體性和連續性。

4.2 沖擊壓實技術特點

通過對試驗路段的實際應用，碎石化穩固技術的特點可以歸結為:

(1)碎石化穩固技術在防止反射裂縫的效果方面優于直接加鋪半剛性基層，同時在又在一定程度上改善了路面性能指標;

(2)從費用上看，沖擊壓實技術比加鋪半剛性基層的方法能夠節省投資9～14元/m2;

(3)與加鋪半剛性基層相比，顯著縮短改建的工期，不需要全封閉交通，可以從避免大面積開挖原路面， 從而避免造成大量廢棄物污染環境，具有明顯的經濟和社會效益。

參考文獻

[1]肖文杰.舊水泥混凝土路面碎石穩固改造技術應用，北方交通，2010(08):13～15.

[2]JTG H10-2009，公路養護技術規范[S].