公路白加黑碎石化技術(shù)研究

米寧

摘要：當(dāng)前舊水泥混凝土路面改造中，加鋪瀝青面層極為常見。但在荷載、溫度等因素影響下，原水泥混凝土板接、裂縫位置極易出現(xiàn)相對(duì)位移現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生反射裂縫。碎石化技術(shù)的應(yīng)用可對(duì)反射裂縫問(wèn)題進(jìn)行有效處理，其能夠由源頭上遏制反射裂縫，能破碎水泥混凝土面板后在進(jìn)行面層鋪設(shè)。作為一種新型水泥混凝土路面原位破碎利用技術(shù)，碎石化技術(shù)可用于大范圍水泥混凝土路面損壞施工，并取得了良好施工效果。

Abstract： During the renovation of old cement concrete pavement， it is very common to add asphalt pavement. However， under the influence of loads， temperature and other factors， the original cement concrete slab joints and cracks are prone to relative displacements， which in turn cause reflection cracks. The application of rubblization technology can effectively deal with the problem of reflective cracks， which can contain reflective cracks from the source， and can be used to lay the surface after crushing cement concrete panels. As a new type of in-situ crushing and utilization technology of cement concrete pavement， the rubblization technology can be used for the damage construction of a large range of cement concrete pavement， and has achieved good construction results.

關(guān)鍵詞：公路工程；水泥混凝土路面；碎石化技術(shù)

Key words： highway engineering；cement concrete pavement；rubblization technology

中圖分類號(hào)：U416.216 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）14-0127-02

0 引言

在車輛載荷作用下，新舊面層內(nèi)舊面板病害位置承載力將驟然下降，進(jìn)而導(dǎo)致應(yīng)力集中發(fā)射至上面層，導(dǎo)致加鋪新面產(chǎn)生荷載型反射裂縫。除此之外，因溫度變化，致使兩層材料膨縮效應(yīng)產(chǎn)生差異，在下層裂縫部位溫度應(yīng)力無(wú)法連續(xù)進(jìn)而導(dǎo)致上層應(yīng)力集中，出現(xiàn)溫度脹縮型反射裂縫。為有效避免此類裂縫產(chǎn)生，必須做好加鋪施工。為此，必須加大研究力度，采取新技術(shù)、新工藝。碎石化工藝是水泥混凝土路面重建的一種方法，是一種將水泥混凝土路面破碎成小碎塊的加工過(guò)程。該技術(shù)的應(yīng)用，可有效延緩反射裂縫，提高新層強(qiáng)度。

1 工程概況

某公路工程總長(zhǎng)度為27.96km，為雙向四車道水泥混凝土路面。自通車運(yùn)行后，因交通量日益增多，超載重載問(wèn)題嚴(yán)重，路面逐步產(chǎn)生各類病害現(xiàn)象，如坑槽、裂縫、錯(cuò)臺(tái)等。為滿足行車安全及舒適性需求，決定改善原路面狀況。原路面選取40號(hào)水泥混凝土面層，5MPa為其抗折強(qiáng)度，以巖石、非巖石路基劃分行車道與路緣帶路面結(jié)構(gòu)分別為水泥混凝土（32cm）+水泥穩(wěn)定砂礫（15cm）、水泥混凝土（35cm）+水泥穩(wěn)定砂礫（20cm）+水泥穩(wěn)定石屑（15cm）。水泥混凝土整體式路面板尺寸為4×5m，分離式路面板尺寸3.75×5m。以假縫為縱縫形式，并進(jìn)行拉桿設(shè)置。同樣以假縫作為橫向縮縫，并安設(shè)傳力桿。

2 路面損壞狀況調(diào)查

目前，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查結(jié)果顯示，左右兩幅各類病害板數(shù)如表1所示。

由此可見，路面具有良好整體狀況。僅在局部路段存在嚴(yán)重病害問(wèn)題，主要類型為斷板、錯(cuò)臺(tái)等。因路基CBR值在7以上，舊水泥混凝土面板厚度為32cm。因此可選取碎石化改造技術(shù)進(jìn)行施工。

3 公路白加黑碎石化施工要點(diǎn)分析

3.1 原有路面處治

經(jīng)破碎處理原路面多類病害可自動(dòng)消除無(wú)需特別處治。如裂縫、板底脫空等。但必須做好以下幾點(diǎn)：

①碎石化施工前，將存在水泥混凝土路面上面的瀝青修復(fù)材料清理干凈，所選用的設(shè)備為小型銑刨機(jī)，避免對(duì)后期碎石效果造成不利影響。

②與設(shè)計(jì)圖紙相結(jié)合，調(diào)查相關(guān)隱蔽構(gòu)造物，如地下管線等，避免破碎施工損壞此類構(gòu)造物。

③破碎前，必須清理干凈原路面，防止雜物落入施工面，對(duì)透層施工效果造成影響。

④破碎后下面層攤鋪前，需做好防水措施。下雨前，盡可能完成上面瀝青結(jié)構(gòu)，覆蓋完成破碎的面層，如為及時(shí)完成施工，需選取塑料布整幅覆蓋破碎面，且做好縱向截水、排水施工，嚴(yán)禁雨水滲入。

3.2 鋪筑試驗(yàn)路段

在破碎路面前，可先進(jìn)行試驗(yàn)段施工。試驗(yàn)段尺寸為車道全寬，長(zhǎng)200m，并合理配置各類破碎設(shè)備，以多錘頭破碎機(jī)作為破碎設(shè)備，施工前需做好安裝調(diào)試工作，保證設(shè)備處于最佳工作狀態(tài)，為獲取破碎機(jī)落錘高度工作參數(shù)，必須進(jìn)行破碎試驗(yàn)。將200m分為10段，每?jī)蓚€(gè)小段選用一組落錘高度，以0.8、1.2m為主。對(duì)路面沉降、回彈模量及彎沉進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果如表2所示。

為保證路面破碎規(guī)整，需在獨(dú)立位置開挖試坑。不得以橫向接縫、工作縫部位作為試坑位置，需在全深度內(nèi)檢測(cè)路面破碎粒徑，同時(shí)選取密級(jí)配碎料回填試坑，并做好壓實(shí)作業(yè)。如破碎混凝土路面粒徑與設(shè)計(jì)要求不符，則需適當(dāng)調(diào)整破碎工序，保證破碎質(zhì)量。

3.3 破碎施工

待試驗(yàn)段獲取數(shù)據(jù)符合設(shè)計(jì)要求后，即可進(jìn)行破碎施工。要求合理控制破碎尺寸，表面碎塊尺寸最大需控制在7.5cm以內(nèi)，中間部位應(yīng)小于22.5cm，底部在37.5cm以內(nèi)。如碎塊破碎后已經(jīng)大于該值，必須通過(guò)人工方式再次破碎或直接去除，隨后回填密級(jí)配破碎粒料，并做好壓實(shí)施工。因路面兩邊側(cè)向約束不足，極易破碎，因此，破碎順序?yàn)椤皟蓚?cè)—中間”，以此保證破碎的均勻性。為保證瀝青混凝土攤鋪后排水通暢，破碎時(shí)應(yīng)由路面高處破碎至低位置。相比車道寬度，破碎寬度應(yīng)多一些，并與相鄰車道搭接，寬度需超過(guò)15cm。破碎路肩時(shí)，必須適量放低錘頭高度，盡可能降低落錘間距，增強(qiáng)破碎效果。

3.4 壓實(shí)施工

完成上述施工后，需及時(shí)進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)。其主要功能為進(jìn)一步破碎表面過(guò)長(zhǎng)、過(guò)寬的顆粒，緊固下層塊料，進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以此為瀝青混凝土罩面提供一個(gè)平整、光滑的表面。同時(shí)，應(yīng)保證壓實(shí)合理，不得出現(xiàn)過(guò)壓現(xiàn)象，避免對(duì)底基層造成損害。本工程選取單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)施工，用于補(bǔ)充碎石化后破碎壓實(shí)，避免過(guò)多粉料產(chǎn)生，對(duì)貫入式瀝青層有利。

3.5 加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工

作為一種粘彈性材料，瀝青混合料路面性能因多種因素制約，特別是氣溫影響最大。加之重載作用，極易出現(xiàn)高溫車轍變形、水損害等問(wèn)題，如在舊水泥混凝土板進(jìn)行瀝青結(jié)構(gòu)層加鋪，則會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的路面反射裂縫情況。根據(jù)本路段氣溫情況（16.9℃年平均氣溫及極端溫度分別為-9.8℃、41.4℃），應(yīng)保證加鋪層強(qiáng)度、穩(wěn)定性良好。SMA瀝青混合料具有較強(qiáng)抗變形能力及耐久性，因此可選用SMA結(jié)構(gòu)用于瀝青混凝土表面層施工。

按照交通量實(shí)際情況，為避免雨水下滲，可選取AC-20C級(jí)配密實(shí)嵌鎖型瀝青混凝土作為下面層材料，6cm為其厚度。調(diào)平層可選取AC-20C結(jié)構(gòu)，3cm為其厚度，可同時(shí)與下面層攤鋪。具體加鋪結(jié)構(gòu)為32cm舊路面碎石化水泥混凝土板+改性乳化瀝青粘層+3cmAC-20C調(diào)平層（摻聚酯纖維）+6cm下面層AC-20C調(diào)平層（摻聚酯纖維）+改性乳化瀝青粘層+5cmSMA-16（摻聚酯纖維）表面層。

完成碎石化施工后，需及時(shí)加鋪面層，保證不會(huì)污染破碎路面，提高路面破碎后的強(qiáng)度，一般需在48h以內(nèi)控制間隔時(shí)間。瀝青混凝土為面層加鋪的主要類型，根據(jù)上述加鋪結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工。在攤鋪施工中，需盡可能降低施工車輛通行次數(shù)、載重量，避免對(duì)施工段造成損壞。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，目前常見的施工工藝主要包括3大類，其一，夾層設(shè)于上下層之間，主要在新舊層中間部位設(shè)置土工格柵、橡膠瀝青等材料，起到應(yīng)力吸收、反射裂縫控制及提高新加鋪層抗拉抗剪強(qiáng)度，保證新舊層能夠形成一個(gè)整體；其二，增加新層加鋪厚度，進(jìn)而達(dá)到新層強(qiáng)度、抗反射裂縫能力提升的目的，但不符合經(jīng)濟(jì)性原理，成本過(guò)高，使用效果不顯著；其三，脹縮縫設(shè)于新加鋪層，進(jìn)而將下層反射應(yīng)力集中釋放出來(lái)。無(wú)法何種加鋪措施，都不能從本質(zhì)上解決反射裂縫問(wèn)題。碎石化技術(shù)的應(yīng)用，可有效解決反射裂縫問(wèn)題，提高施工質(zhì)量。

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