舊水泥砼路面碎石化在國省干線公路改建項目中的應用實例

劉會峰夏寫善焦新平

（1.許昌廣蒞公路工程建設有限責任公司，河南許昌 461000；2.許昌市公路管理局，河南許昌 461000）

舊水泥砼路面碎石化在國省干線公路改建項目中的應用實例

劉會峰1夏寫善2焦新平2

（1.許昌廣蒞公路工程建設有限責任公司，河南許昌 461000；2.許昌市公路管理局，河南許昌 461000）

本文就碎石化技術在省道237改建項目中的應用進行分析總結，為后續項目的開展提供經驗。

舊水泥砼路面；碎石化；應用

省道237線禹州東環至許昌西環段改建工程項目，路線全長25公里，是經省發改委2011年批準立項的許昌市干線公路改建項目，按雙向6車道一級公路標準設計，路基寬32米。在該項目中采用了碎石化技術，對舊水泥砼路面進行碎石化處理后作為新路面墊層，再加鋪水泥穩定碎石基層和瀝青混凝土面層。

1 碎石化概念

碎石化技術最早起源于美國，第一個熱拌瀝青（HMA）罩面的水泥混凝土路面碎石化項目是1986年在美國紐約完成的。碎石化技術應用于我國最早是在2002年，由山東省公路局從美國引進該技術，并應用到了公路養護行業。

碎石化技術是通過破碎方法將水泥混凝土路面進行處理，使其形成表面不超過8cm，底部低于40cm的相互嵌擠且緊密結合的混凝土塊，在新鋪的熱瀝青罩面上出現的反射裂縫進行限制。對于碎石化處理后的加鋪層可采用瀝青混凝土或水泥混凝土進行操作。

2 碎石化技術的特點

（1）碎石化技術是現階段對反射裂縫進行治理的最為有效的方式。（2）通過對混凝土路面進行破碎成土塊，經過破碎并壓實從而形成內部嵌擠、緊密結合且密度較高的材料層，能夠在熱瀝青罩面上對原路結構層進行較高強度結構的提供。（3）能夠對原路面的結構層進行完全利用，達到環保且無污染的優勢。（4）施工速度快且具有便捷的質量檢測。（5）破碎后的混凝土塊組成了緊密咬合嵌擠的材料層，并且在重力沖擊作用下能夠消除板底脫空，可以為加鋪層提供很高的結構強度。（6）造價低。

3 碎石化技術設備

3.1 設備基本性能要求

碎石化應采用專用機械多錘頭破碎機和Z型壓路機配套施工。多錘頭破碎機設備的破碎能力應與待破碎水泥混泥土路面的狀況相適應，應通過試驗段破碎尺寸及效果來確定。

3.2 設備主要技術參數要求

多錘頭破碎機設備應為自行式，攜帶8對重錘呈兩排分布，每對重錘由單獨的液壓控制系統控制，能夠以相同的行進速度和不同的提升高度、頻率對路面進行沖擊破碎。重錘下落時可產生1383—11060焦耳（N·m）的沖擊能量，典型的工作效率為單車道每小時100米（100m/h）。

4 碎石化操作規程

4.1 一般要求

（1）碎石化施工前，施工單位必須提供詳實的施工組織設計，符合技術要求后方可施工。碎石化不得在雨雪天進行，施工中如遇雨雪時，應立即停工。（2）施工段落劃分應結合建養歷史，按照段落內路況相近的原則綜合確定，一般分段長度不超過10km。

4.2 施工準備

（1）清理現場。應對施工場地的清潔進行保障，同時還應對所需破碎的混凝土板塊上存在的瀝青面層修補材料及瀝青加鋪層進行清除。

（2）對施工測量控制點進行設置。在具有代表性的路段對高程控制點進行設置，促使在施工中對高層的變化得到檢測，從而在加鋪層施工中作為指導進行運用。

（3）在破碎處理前應修復路段中存在的嚴重病害的區域。對舊水泥混凝土面板中存在的翻漿等不穩定部位進行清除，運用開挖處理的方式直到出現足夠穩定性的路面基層或底基層，采用級配碎石或其它材料換填至破碎混凝土板底，采用與罩面底層相同的拌和料對破碎混凝土板頂實施回填，并實施合理的攤鋪壓實，開挖的最小尺寸應不能與全車道寬和1.2m長過小，促使壓實效果得到保證。

（4）構造物的標識和保護。在施工之前，應在施工前，在沿線所需進行保護的構造物實施標識，促使構造物不會由于碎石化導致損壞。當埋深處于1m以下的構造物路段應進行正常的破碎。當沒聲達到0.5～1m時，可通過對錘頭高度進行降低的方式實施輕度破碎。當埋深低于0.5m時，無論是構造物還是橋梁都無需進行破碎處理，并對結構物端線外3m以內的所有區域進行避讓。對于路肩外有建筑物的區域應加強安全檢測，建筑物距路肩10m以外時可按正常破碎進行；距路肩外5-10m范圍內，可對錘頭高度進行降低從而實施輕度破碎。禁止對路肩外5m內的建筑物路段實施破碎。對于距離及埋深不同的路邊建筑物及管線應運用不同標志的紅色油漆進行清楚標注，分別對不同的破碎能量進行使用，促使其安全性得到保障。

（5）交通管制及保通方案的制定。碎石化施工前，應制定施工區段的交通管制及分流方案，以滿足通車及施工的安全。

（6）鋪筑試驗段。1）施工前根據路況選擇具有代表性的路段作為試驗段，長度不小于200米。2）對老砼面板取芯調查砼彎拉強度，按表1選擇初始設備控制參數（下落高度、錘跡間距）。3）在初始設備參數的基礎上，應逐級對錘跡間距、提升高度進行調整，直到破碎后路標達到均勻的鱗片狀，在碎石化嵌擠層頂部將破碎層表面2cm左右的碎屑進行清除，對裂縫的狀況進行觀察，并對比粒徑范圍表2，確保粒徑達到合適時即可對設備參數進行記錄。4）隨機在試驗段內對2個獨立位置進行超過1m×1m的試坑開挖。試坑的開挖應達到基層，在全深度范圍內對碎石化的顆粒進行檢查，確保其與表2中的粒徑范圍得到滿足，若不合格必須對試驗區設備控制參數進行調整，直到達到要求。

表1 初始設備控制參數范圍

表2 粒徑范圍

根據上述內容可以看出，應運用記錄備查的方式對施工設備控制參數進行應用，使其在正常施工中發揮著指導作用。在施工過程中，應結合路面的實際情況，稍微對破碎參數實施調整，當必須進行較大調整時，應必須獲取業主或監理工程師的同意。

4.3 碎石化施工

（1）破碎施工順序應從外側車道向內側車道進行操作。（2）路肩破碎。在對路肩進行破碎時，應對外側錘頭高度進行適當降低，促使落錘之間的間距得到減少，不僅將破碎效果得到保證，而且也不會由于破碎功過大導致破碎過度出現。（3）搭接寬度進行破碎。通常情況下，兩幅破碎的搭接破碎寬度應控制在10cm左右。（4）隨時調整相關參數。多錘頭破碎機施工過程中，應根據舊水泥混凝土路面的強度差異，隨時優化調整行進速度、落錘高度、頻率等破碎參數，盡量達到破碎均勻，上層混凝土形成魚鱗狀。（5）特殊處理。當出現過高的基層強度或過大的面板厚度時，應在舊水泥混凝土路面上運用大裂等手段實施預裂，促使碎石化后的效果得到實現。在預裂后區段應進行重現的試驗段施工處理，促使碎石化的各項施工工參數得到確定。

4.4 碾壓

（1）將表面的扁平粒料進一步破碎，同時穩固下層塊料，形成一個平整的表面。（2）對于一次破碎后個別面積大于1m2的板塊，宜在碾壓前用人工或小型氣動沖擊設備補充破碎。（3）對于破碎后的路面，應運用Z型壓路機及單鋼輪壓路機實施振動壓實，運用1～2遍的壓實，使其壓實速度控制在低于5km/h。（4）對于路面綜合強度過高或過低的路段，應將過度壓實進行避免，防止出現過小的表面粒徑或在基層內將碎石化層壓入的現象。

4.5 碎石化表層處置

（1）噴灑乳化瀝青。碎石化后宜對表層進行處置，噴灑慢裂乳化瀝青（用量4kg/m2，瀝青含量50%-55%，推薦采用PC-2型）。（2）撒布石屑。撒布適量石屑，填實碎石化之后的縫隙，石屑用量不宜過多，以靜壓時不黏輪為標準。（3）光輪壓路機靜壓。將表層5-8cm碎石化層碾壓密實。

4.6 檢查驗收

施工過程檢測結果應與以下規定數據對照，有差距時，應及時查明原因，調整后續施工路段的施工方案，以達到碎石化層的質量要求。（1）表面均勻程度。表面均勻，頂面粒徑＜7.5cm，每200米測四處。（2）破碎（分層、嵌擠）程度。裂而不碎，契合良好，連鎖咬合，上部粒徑＜22.5cm，下部粒徑＜37.5cm，每200米挖視坑1個。（3）表面松散程度（噴灑透層油后）。不松散，具有較高的粘結力，形成一定的強度和穩定性，每200米測一次。（4）頂面回彈模量(單位：MPa)。大于120MPa，每200米每車道檢測一次。（5）彎沉值（0.01mm）。小于100，每20米每車道測左右兩點的彎沉。

5 結語

舊水泥砼路面碎石化后結構作為新路面墊層，施工期間彎沉和回彈模量等作為其重要檢測指標，全線彎沉代表值為59.042（0.01mm）（新加寬路基頂面設計彎沉值為170，18cm5%水泥土墊層設計彎沉為74），回彈模量為310.3Mpa，均滿足設計要求。

作為碎石化技術在我市干線公路改建項目中的首次應用，省道237項目共完成舊水泥砼路面碎石化41萬平方米，節約了投資，提高了社會效益。我市2013年開工建設的省道103線北段和省道103線南段兩個改建項目，將對原水泥砼路面碎石化處理后加鋪瀝青砼結構層，碎石化技術在省道237項目中的應用將為后續項目開展該技術提供豐富經驗。

[1](DB37/T1160—2009)舊水泥混凝土路面碎石化技術規程[S].山東省地方標準，2009.

[2]王松根.舊水泥混凝土路面碎石化技術應用指南[M].北京：人民交通出版社，2007.

U416

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1003-5168(2014)04-0141-02