打裂壓穩技術機理及其在“剛改柔”項目中的應用

楊秀欽

（福建省億達工程咨詢有限公司　福建　泉州　362000）

打裂壓穩技術機理及其在“剛改柔”項目中的應用

楊秀欽

（福建省億達工程咨詢有限公司福建泉州362000）

舊有混凝土路面改造多采用瀝青加鋪（白加黑），對剛性混凝土路面采用打裂成一定尺寸后碾壓穩定（打裂壓穩）的方案具有徹底解決反射裂縫、施工簡便的優點。針對打裂壓穩技術進行了機理分析，結合工程實例總結了打裂壓穩施工工藝及技術要點。

舊路改造；白加黑；打裂壓穩；反射裂縫

1　前言

在我國舊有混凝土道路改造中，“白加黑”是目前廣泛采用的方式。白加黑存在的主要問題是瀝青面層容易產生反射裂縫[1～3]。水泥混凝土路面的板縫在溫度變化和車輛載荷作用下，產生水平和垂直方向的位移，向上反射從而導致沿水泥板縫處瀝青路面發生開裂。由于水泥混凝土與瀝青混凝土之間剛度相差大，如何消除或減少反射裂縫對瀝青面層路面的影響是舊路改造的技術難點。

對照混凝土路面不同程度的破壞情況，采取針對性的補救方法。美國對水泥路面改造應用研究起步較早，提出有效的處治方法包括碎石化、打裂壓穩和打碎壓穩，主要差別在于形成的“顆粒”粒徑不同，從而對舊水泥混凝土路面減緩或消除反射裂縫的效果也不盡相同[4]。國內規范[5]依據混凝土路面單點實測彎沉值lr大小判斷舊路面技術狀況，采取不同的處理方案，如表1所示。

表1　不同路面狀況的處理方案選擇

打裂壓穩技術結合高彈性改性瀝青層在“剛改柔”工程項目中具有較大的優勢。其技術關鍵點是使用沖擊方式使剛性路面產生不規則開裂，控制其開裂（破碎）深度及程度，發揮剛性路面的相當強度，將其作為基層使用；之后鋪筑一層高彈改性瀝青應力吸收層，以消除或減少加鋪瀝青混凝土面層反射裂縫。

美國規范[6]將打裂壓穩定義為“在攤鋪瀝青面層之前，將現有的水泥混凝土路面打裂，然后碾壓這些破裂的混凝土直到固定時為止”。對于打裂的斷片，面積要求0.11～0.17m2之間。對于擴散性裂縫的深度要超過25mm，在打裂作業時嚴禁將混凝土板塊及基層震碎。

2　打裂壓穩機理分析

打裂壓穩是在舊剛性路面上施加高能量低頻沖擊外力，使其開裂而喪失整體板體性；在壓路機碾壓作用下，脫空的板塊由于支撐較弱而向下發生位移，板塊間互相嵌擠密實形成強度高、穩定性好的結構層。經過打裂壓穩處理后的舊剛性面路板，塊體尺寸小且被穩固在基層上，水平應力及垂直應力均較小；破裂的小塊體“嵌擠鎖結”，形成無應力狀態的、均勻穩定的基層，可減少瀝青混凝土加鋪層的反射裂縫（如圖1）。

圖1　打裂后的小板塊嵌擠鎖結

3　打裂壓穩技術的工程應用

福建省省道206線K179+950-K188+160段路面改建工程起點位于永春縣桃城鎮德風環島處，終點位于省道206線永春縣與南安市交界處，項目全長8.21km。現狀水泥混凝土路面設計標準為公路二級（山嶺重丘40km/h），本次改建要求對水泥混凝土路面處理后加鋪瀝青面層。

3.1混凝土路面現狀調查

改建方案設計前重點調查破碎板塊、開裂板塊、板邊角的破損狀況，調查縱、橫向接縫拉開寬度、錯臺位置與高度，結合彎沉檢測數據調查板底脫空位置，按現行規范進行病害種類、范圍及程度的評價和分級，并按車道畫出全線的路面病害平面圖。

查詢養護記錄，本路段2010年進行破損板修補，面積為5296m2，修補率2.8％。病害調查全線路面板出現裂縫、斷角、破碎及板邊破裂病害的共有615塊，斷板率為5.81％，判定為中級。全線彎沉值實測結果統計見表2。

表2　舊路面單點實測彎沉值統計

經計算，全線接縫傳荷系數為65.7％，評定為中級。規范要求，對于評價等級為中、次的水泥混凝土路面，宜選用破碎后加鋪新面層的方式進行改造。

3.2打裂壓穩施工要點

（1）施工準備：施工前對地下涵管、埋深小于2m的構造物相應位置設立明顯標志。

（2）排水控制：在進行打裂施工前應設置好排水設施，使破碎后的剛性面層、基層和路基處于較好的排水狀態。

（3）打裂施工：施工時采用沖擊機產生沖擊能對混凝土路面打裂。在沖擊作用下，混凝土板塊擊裂成平均邊長40～60cm、較為均勻的裂塊，打裂后應使75％以上的路面不規則開裂。打裂要求沖擊力形成部分裂縫貫穿全板厚度，路面上半部分由于沖擊作用力較大形成較小板塊，下半部分板塊尺寸較大，但不宜使路面板產生過大位移及大量碎屑并避免過度打裂以影響舊路面的整體強度。另外，裂縫的存在保證了混凝土板內應力的釋放，減少反射裂縫。

（4）壓穩施工：采用膠輪壓路機對被打裂的剛性路面板進行壓穩，脫空的板塊由于支撐較弱而向下發生位移，可以消除板底脫空現象。壓穩的目的是使打裂的混凝土塊體與基層密貼在一起成為更加穩固的支撐。每壓穩一遍測量一次，當沉降差平均值小于5mm、標準差小于3mm時為壓穩合格。打裂壓穩后舊路面的回彈模量不小于32MPa。

（5）防水處理：原有舊剛性面板的接縫、裂縫均要重新進行清縫，用改性瀝青材料進行灌縫以防止水從路面滲入基層，保證基層有足夠的強度和穩定性。

（6）灑布透層油：由瀝青灑布車噴灑，用量為1～1.8kg/m2。

（7）高彈性應力吸收層施工：應力吸收層采用高彈性、高瀝青含量、高聚合物改性瀝青進行拌制，碾壓厚度取2cm。

（8）瀝青路面的施工：應力吸收層施工完成8～12h后按常規程序攤鋪瀝青混凝土面層。

4　打裂壓穩質量控制標準

路面打裂壓穩可采用路面的板塊尺寸和壓實沉降差進行檢查。由于國內水泥混凝土路面的板塊尺寸與國外不同，一般將舊水泥混凝土板塊沿路面縱向每隔0.5～0.6m的間距進行打裂壓穩施工即可。要求路面板經打裂后形成的不規則開裂面積控制在0.4～0.6m2，檢驗方法通過以下三種手段來認定：

（1）外觀鑒定：由于裂縫細小，在路面干燥的情況下識別路面開裂比較困難。因此，打裂前需在前方路面一定范圍內均勻灑水，然后打裂施工，可以看到開裂痕跡并伴有氣泡。在路面水消失后可見清晰的裂縫痕跡，由此鑒別開裂程度是否滿足要求。

（2）現場取芯：由于路面開裂方向是隨機的，取樣位置宜選擇在錘頭沖擊痕跡的端部或開裂交叉點。

（3）挖開查驗：選擇有代表性的幾塊板，用挖掘機或人工翻挖并量測。

5　結論

通過在省道206線上的應用，通車半年后瀝青表面沒有出現反射裂縫，整體路況很好。打裂壓穩技術充分發揮混凝土板塊強度，提高了新路面的穩定性，滿足道路使用要求。

作為一種原位破碎利用技術，水泥混凝土路面打裂壓穩技術適用于水泥混凝土路面大部分技術狀況，應用范圍廣。同時，施工速度快，影響范圍較小，適用于建筑物、地下構造物比較密集地區的舊水泥混凝土路面改造。

打裂壓穩技術減少水泥混凝土建筑廢料的處理，對舊路面的重復利用減少了資源消耗，具有很好的經濟效益和社會效益。

[1]劉濤.公路舊水泥混凝土路面瀝青加鋪改造的探討.城市建設理論研究（電子版），2012（9）.

[2]朱寧.混凝土壓漿技術在舊路瀝青加鋪改造中的應用.中國市政工程，2014，2（1）.

[3]李俠.基于應力吸收層的水泥混凝土瀝青加鋪路面力學特性分析.西安建筑科技大學學報（自然科學版），2012（03）.

[4]AI.Asphalt Overlay for highway and street rehabilitation.MS-17，2000，1.

[5]中華人民共和國行業標準.《公路水泥混凝土路面養護技術規范》（JTJ073.1-2001）[S].人民交通出版社，2001，9.

[6]Standard of America.Guide Specifications for Highway Construction（ISBN Number：1-56051-378-0）[S].2008.

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2015-5-13