碎石化技術技巧在山區公路中的運用

摘要 本文主要介紹了碎石化技術在舊水泥混凝土路面改造中的應用。重點討論了碎石化的原理和特點以及施工工藝和施工中應注意的關鍵問題。為該技術在全國的廣泛推廣提供參考。

關鍵詞 碎石化技術 技巧 山區公路 運用

據統計，湖北省襄陽市保康縣山區已建成的公路中水泥混凝土路面約200公里，隨著各種交通工具的日益增加，部分早期修建的水泥混凝土路面嚴重破壞。公路通行能力已經成為阻礙保康縣經濟平穩、快速發展的一把殺手锏。近幾年，保康公路部門經過多次的嘗試和艱苦的技術探索，最后成功地將水泥混凝土碎石化技術運用到了山區公路建設上。

一、碎石化技術的原理和優點

原理。碎石化就是利用特殊的施工機械，將原有的舊水泥混凝土路面徹底打碎，完全消除原有路面存在的病害，釋放面板下空洞的隱患，將打碎的水泥混凝土面板再生利用直接作為基層或底基層，再加鋪新的面層。破碎后的水泥路面粒徑自上而下逐漸增大，上部下部顆粒之間形成嵌擠結構，有效強化路基，經撒布乳化瀝青穩定后，在結構上不再是剛性板塊而成為了類似瀝青碎石基層的柔性基層，有效防止“白改黑”后的反射裂縫問題，延長路面的使用壽命。

優點。改造施工簡便，周期短，綜合造價低。就地再生，環保無污染。將破碎后的碎塊直接做為基層或底基層，節約了路基材料及運輸成本，加快了施工進度，大大降低了工程費用，同時也解決了丟棄水泥碎塊垃圾的環保問題。破碎后并經壓實的混凝土路面，形成內部嵌擠、緊密結合、高密度的材料層，從而為瀝青罩面提供更高結構強度的基層或底基層。碎石化技術是目前解決路面改造后出現反射裂縫問題的最有效方法。

二、碎石化施工的技術要點

采用的機械設備。目前混凝土碎石化破碎設備主要有多錘頭破碎機（MHB）和壓路機。碎石化設備主要有具有國際領先水平的（MHB）多錘頭自動力破碎機、震動和（RMI）共振動式破碎機及鋼輪壓路機等專用機械設備，對舊水泥混凝土路面進行碎石化處理，能迅速將受損路面直接破碎并壓實。Z型鋼輪壓路機，用于破碎混凝土后的補充破碎并壓實其表面，同時為HMA罩面提供平坦的破碎后混凝土路面表面。振動鋼輪壓路機，在Z型壓路機之后壓實破碎后的混凝土表面，并為HMA罩面提供較為平坦的工作面，也用于修復破碎后通車的特殊路段。

路面碎石化施工前的準備工作。一是施工前，移除所有將破碎的混凝土板塊上存在的瀝青罩面層和部分瀝青表面修補材料，以免影響碎石化質量。二是原有路面調查。應用水泥混凝土路面快速檢測評價技術，在確定水泥混凝土路面的破碎能否成功實施時，搜集有關原有路面的資料，檢測評估施工路面，主要包括：路基情況、排水設施、底基層和基層的情況、混凝土路面的類型和厚度、混凝土路面是否有鋼筋或荷載傳遞裝置。除了路面快速檢測技術，路面鉆芯取樣對于分析原有路面結構十分重要，取樣的數量、直徑和位置取決于：路面結構的表面狀況、整個路段的一致性狀況、與工程其他情況有關的細節。三是清除存在的HMA（熱拌瀝青罩面）面層。熱拌瀝青碎石路面具有高溫穩定性好，路面不易產生波浪，冬季不易產生凍縮裂縫，瀝青用量少，造價低的特點。在碎石化之前，用小型銑刨機清除水泥混凝土路面上可能有的瀝青修復材料，以免影響破碎效果。四是做好施工前路段上現有構造物和管線進行標記與保護，與橋梁連接段的路面應標明破碎的位置。五是防水。破碎后至攤鋪下面層前，嚴格禁止各種形式的路面進水。施工中應重點注意天氣情況的變化，與瀝青面層施工協調進行，降雨前施工上面瀝青結構層，以便將已破碎面覆蓋。破碎后未及施工瀝青面層，則使用整幅塑料布對全部破碎面進行覆蓋，并做好縱向截水、排水措施，防止雨水進入。六是在路面破碎之前應對出現嚴重病害的軟弱路段進行修復處理：清除混凝土路面；開挖基層或路基至穩定層；換填監理工程師認可的材料，頂面高程與破碎混凝土板底相同；回填料應進行適當的攤鋪和壓實。七是在有代表性路段設置高程控制點，以便在施工中監測高程的變化，指導施工。交通管制建議在條件允許的情況下一次性封閉施工路段，至少應實行半封閉施工。

路面碎石化施工。一是在有代表性的路段選擇路面作為試驗段。根據經驗一般取落錘高度為1.1～1.2m，落錘間距為10cm，逐級調整破碎參數對路面進行破碎，目測破碎效果。同時在試驗區內試坑，確保路面被破碎成規定的尺寸。二是MHB破碎。碎石化要把75%以上的水泥混凝土路面破碎成表面最大尺寸不超過7.5cm，中間不超過22.5cm，底部不超過37.5cm的粒徑。一般情況下，MHB應先破碎路面兩側的車道，然后破碎中部的行車道。在破碎路肩時應適當降低外側錘頭高度，減少落錘間距，既保證破碎效果，又不至于破碎功過大而造成碎石化過度。兩幅破碎一般要保證15cm左右的搭接破碎寬度。機械施工過程中要靈活調整行進速度、落錘高度、頻率等，盡量達到破碎均勻。三是凹凸回填。不應修整破碎后混凝土路面或試圖平整路面以提高線形，這樣將破壞混凝土路面碎石化以后的效果。在壓實前發現的大于5cm的凹地應用密級配碎石料回填并壓實到要求。四是原有填縫料及外露鋼筋清除。在鋪筑面層以前所有松散的填縫料、切割移除暴露的加強鋼筋或其他類似物應進行清除，根據需要，填充以級配碎石粒料。五是破碎后的壓實。破碎后的路面采用Z型壓路機和單鋼輪壓路機振動壓實。六是碎石化技術對瀝青路面施工的要求。攤鋪的時間在混凝土破碎和攤鋪HMA底層之間的最長間隔時間不應超過48h并確保破碎路面不被污染。在HMA罩面鋪設之前，重新壓實破碎混凝土路面，振動壓實2遍，由罩面施工造成的混凝土路面擾動，也應在攤鋪之前進行再壓實，或改變罩面程序以減少對混凝土路面的擾動。混凝土路面擾動的施工車輛的通行次數和載重量應降低至最小程度。運送瀝青料的車輛僅在攤鋪點附近才能緩慢勻速駛上破碎后的混凝土路面表面。如果攤鋪前混凝土路面表面已被運料車破壞，則需要重新壓實直至達到設計要求。七是破碎混凝土路面的養護，除了指定的用于開放橫穿交通的區域外，破碎后的混凝土路面的任何路段均不得開放交通，待檢測彎沉合格后，方可開放交通。

乳化瀝青透層。為使表面較松散的粒料有一定的結合力，宜使用慢裂乳化瀝青做透層。乳化瀝青灑布量每平方米不得少于2.5公斤，乳化瀝青的含量不得低于50%，監理單位每工作班或每車瀝青必作抽查檢驗灑布量或瀝青含量，灑布車應控制行進速度，不得重復來回多次灑布。瀝青灑布完立即鋪灑石屑，并用鋼輪壓路機碾壓。碎石化、瀝青灑布、鋪灑石屑和碾壓必須協調，并應控制行車，防止前后脫節造成碎石化沒灑布瀝青等問題。雨天不得進行碎石化及乳化瀝青施工，低溫不得進行乳化瀝青施工。剛完成的乳化瀝青路段不得開放交通，待乳化瀝青破乳穩定后方可開放交通。

三、碎石化施工質量控制

施工質量控制應在碎石化大面積施工開始前，施工過程中和施工過程后分別加以控制。

施工前。一是選擇具有代表性路段作為試驗段，其長度最小50m。在該試驗段中安排不同錘跡間距（2cm左右極差）的子區段，每段長度不少于50m，其分界要標記清楚。二是根據選擇的設備控制參數，并根據破碎效果進行調整。三是試驗段施工結束后，對不同錘跡間距的子區段粒徑進行檢測，選擇對應的設備控制標準。四是檢測回彈彎沉（或回彈模量），驗證其是否滿足變異性要求。推薦采用回彈模量指標，測試的點位隨機確定，并應不少于9個。如果不滿足，要增加試驗段長度并根據增加落錘高度或減小錘跡間距的方式調節，以使其破碎程度增加，變異性減小，直至達到前述質量控制指標要求。

大面積施工過程中。一是要注意單幅路面長度破碎超過1km時，在破碎粒徑產生突變處挖試坑抽檢，試驗粒徑是否滿足要求，如果不滿足要作小幅調整，在此過程中無需繼續檢測回彈模量指標，而以試坑粒徑狀況與試驗段有無顯著差別作為判斷是否合格的依據。

二是對于下臥層強度差異較大的不同路段要作不同的設備參數調整，可在其中一段控制參數的基礎上，作小幅調整以滿足其它段的破碎要求。三是對粒徑的確認應通過開挖試坑后用卷尺量結合目測的方式進行（試坑面積為1m²，深度要求達到基層）。試坑位置的選取應具隨機性。四是試驗段測試的內容除顆粒粒徑外還有頂面的當量回彈模量（或增加回彈彎沉測試），檢測要在乳化瀝青灑布之后，粒徑規格的試驗子區段內進行。以上測試的試驗段測點數至少需要9個。五是試驗子區段安排過程中應包含開始破碎的前10m和結束破碎前5m，指標的檢測不能安排在這一區域進行。

碎石化施工技術簡單、工期短、綜合造價低、環保、無污染，且施工時車輛仍可通行。在保康縣的成功運用，得到了人民的熱烈擁護，也獲得了上級主管部門的一致肯定，在今后的交通公路發展過程中，保康縣公路局仍將大力推廣。