淺析路面改造工程共振機械碎石化施工技術的應用

孫平

摘 要 本文在充分了解共振機械碎石化施工原理的基礎上，結合具體工程案例，對路面改造工程共振機械碎石化施工準備、施工要點等相關內容進行了分析與探究。

關鍵詞 路面改造工程；共振機械碎石化；施工準備

中圖分類號 U4 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）07-0033-02

1 共振機械碎石化的施工原理

共振機械碎石化技術的簡稱為RPB，其主要用于破除板塊完整性與結構性較差的舊水泥混凝土路面。共振碎石機械產生的振動能量具有高頻低幅特點，振動能量向水泥混凝土板傳遞，并被水泥混凝土板吸收。如將傳感器裝到共振碎石機上，可利用機載電腦對碎石化錘頭的振動頻率進行自動調節，促使錘頭和水泥混凝土板同時振動，快速破碎舊路水泥混凝土板。舊水泥混凝土結構破碎后，可看作是新路面結構層的基層，此層力學特性基本等同于柔性基層，與普通品質密級級配碎石相比，其具有良好抗變形能力。通過共振碎石化破碎之后，水泥混凝土板塊表層具有較小粒徑，且極為松散。下層則具有較大粒徑，能夠更好嵌鎖。碎石化表面層50mm具有較小顆粒及良好透水性，對路面滲水橫向排出極為有利，并能夠達到反射裂縫有效消除的目的。在碎石化環節較大下部顆粒的體積并沒有出現膨脹現象，進而能夠實現路基承載能力提升的目的，能夠有效防止水向下滲透。

2 共振機械碎石化施工準備

某公路工程舊路路面結構為水泥混凝土面板（25cm）+二灰碎石（18cm）+石灰土（15cm），交叉破裂、破碎板、橫縱向裂縫等為該路面的主要病害類型。為解決以上病害問題，本文選取RB500系列共振破碎機進行施工，在路面碎石化處理后，需及時進行瀝青路面結構加鋪作業。

1）交通管制及分流。交通管制及分流方案需在碎石化施工前制定，以此保證與施工規定相符。破碎施工時及完成后，禁止所有車輛從碎石化層頂面通行，且嚴格遵守交通管制，避免碎石化效果被車輪推擠或破壞。

2）舊路面微表處銑刨，并清理干凈舊水泥混凝土板塊雜物，如瀝青表面修補材料等，降低對碎石化質量的影響。因該工程舊水泥板面板上存有瀝青微表處，在施工前期，必須先將其銑刨干凈。

3）排水系統設置。本公路工程路面存有嚴重的水損壞問題，在設計瀝青路面結構時，要求必須合理設置防水層。于本方案而言，因舊板已經破碎，需加大結構防水、排水力度，要求將乳化瀝青均勻撒布到完成共振破碎施工的舊水泥混凝土板上，以此進行穩定，隨后進行熱瀝青封層鋪筑，避免已破碎水泥混凝土板內有水滲入。

4）病害嚴重部位處理。軟弱沉陷、松散基層等部位需在開始路面破碎前完成修復作業。修復過程中，需先清理干凈病害部位的混凝土，隨后詳細檢查基層或路基的質量，最后針對開挖位置可選取貧混凝土材料進行澆筑。

3 試驗段及承載板試驗

3.1 試振

為提高共振破碎質量，確保水泥混凝土顆粒粒徑、強度等在破碎后滿足設計要求，必須在共振破碎施工前完成試振工作。試振時，需及時進行試坑開挖作業，以此對破碎粒徑分布情況、均勻程度進行全面檢測，并對設備參數準確確定。

1）試驗段。路面碎石化施工前，結合施工現場實際情況，選取具有代表性的路段作為試驗段。要求一級一級地對破碎參數進行調整，確保其滿足路面破碎需求。在對破碎效果全面觀測后，路表碎石化后可形成鱗片狀，說明碎石化效果顯著，這種情況下，必須對破碎參數進行詳細記錄。20cm～30m之間為該工程試驗段長度，1個車道為其寬度。試驗位置屬于具有代表性的路段。

2）試坑。為保證破碎后路面尺寸符合設計要求，需選取2個獨立位置在試驗段內進行試坑開挖，尺寸為1m2。選擇試坑時，不得設置到橫向接縫、工作縫部位。試坑需向基層位置開挖，在全深度范圍內進行碎石化后顆粒質量的檢查。如混凝土路面在破碎后其粒徑與設計要求不符，需對設備控制參數進行適當調整，必要時可適當添加試驗段。待其質量合格后，需對碎石化參數進行記錄。在碎石化施工作業中，需嚴格按照路面具體情況適當調整破碎參數。完成以上作業后，即可回填施工，選取的材料為C40水泥混凝土。

3.2 承載板試驗

完成試驗段破碎作業后，需對此段水泥混凝土板進行承載板試驗，以此對破碎后碎石化層頂面回彈模量進行分析。本文選取的測點為7個，每點進行3次測量，結果如表1所示。

按照下式通過承載板測試結果將回彈模型計算出來。

其中，第i級承載板壓力可由Pi表示；承載板直徑可由D表示；碎石層泊松比可由μ0表示；對應于Pi的計算回彈變形值可由Ii表示。

以此可得出水泥碎石層頂面破碎后的當量回彈模量為309.2MPa。

4 碎石化施工要點分析

1）路面破碎。破碎施工順序為“外側車道—路肩—內側車道”。兩幅破碎操作面的施工搭接寬度為20cm左右。施工過程中必須對機械行駛速度、頻率等進行適當調整，保證均勻破碎。由于無法水平移動錘頭，導致無法破碎路面兩側邊緣50cm～75cm，為此，破碎時可適當調節共振機械和邊緣之間角度，一般控制在30°～50°范圍。

2）破碎后壓實。選取鋼輪壓路機對破碎后的路面進行振動壓實，碾壓遍數需控制在3～5遍，每小時碾壓速度控制在5km以下，保證表面平整度符合設計要求。壓實的主要目的就是充分破碎存有路面的扁平顆粒，保證下層塊料穩固，將一個平整的表面提供給新鋪混凝土面層。

3）乳化瀝青透層。為增強松散粒料結合力，需選取慢裂乳化瀝青用于透層，要求每平方米用量為2.5L～3.0L之間。隨后將一層清潔干凈的石屑（粒徑為3mm～5mm）鋪撒到乳化瀝青透層表面，石屑用量以不粘黏車輪為準。選取鋼輪壓路機進行1到2遍碾壓施工。

4）表面整平。瀝青面層加鋪前，在路面碎石化表面凹陷位置必須選取瀝青混合料進行找平，確保加鋪瀝青面層具有良好平整度。

5）瀝青面層攤鋪及碾壓。碎石化環節如基層出現下降、松散等問題，需立即更換貧混凝土材料進行換填。同時，在瀝青混凝土攤鋪時，必須清理干凈全部松散填縫料、脹縫材料等。在攤鋪之前，應先對運輸至現場的瀝青混凝土進行檢測，保證其溫度能夠滿足施工的要求。其次是對攤鋪機運行速度的控制，確保其處于勻速運行的狀態，禁止出現緊急加速或減速的現象，確保攤鋪的平整程度。同時注意對攤鋪溫度的控制，一般情況下攤鋪時瀝青混合料的溫度應保持在110℃～165℃之間，攤鋪作業完成后應檢測攤鋪的質量，若存在攤鋪不平整的部分，則需要及時組織施工人員進行人工攤鋪，提高瀝青混凝土攤鋪的質量。碾壓施工的主要目的就是向表面裂紋位置壓入表面細碎粒，最大限度提升破碎混凝土模量，保證路基空隙內全部嵌滿破碎混凝土材料，并保證表面壓實后，具有良好平整性。

5 結論

綜上所述，隨著社會經濟的快速提升，公路建設取得了突飛猛進的發展。為滿足交通量及社會經濟發展需求，必須做好路面改造工程施工作業。共振機械碎石化施工作為路面改造工程建設的重要施工方式，將其廣泛應用于公路建設當中，可大大提升工程施工質量，有效解決路面病害問題。為此，施工單位必須重視碎石化改造技術，全面提升施工技術水平，規范施工工藝，只有這樣才能促進公路工程事業持續、健康發展。

參考文獻

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