共振碎石化技術在角江路改造中的應用

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0 引言

隨著城鎮(zhèn)化的不斷推進，早期修建的水泥混凝土路面出現(xiàn)了不同程度的破壞，極大地影響了交通的舒適性和安全性，因此路面的“白改黑”改造成為當前較為迫切的需求。經實踐證明，共振碎石化技術有效解決了舊水泥混凝土路面改造中的反射裂縫問題，改造效果顯著。

1 共振碎石化技術概述

共振碎石化技術是通過機械產生的高頻率、低幅值的振動波，通過水泥混凝土板進行傳播，并與之形成共振，使得水泥板之間相互擠壓碎裂。共振碎石化后路面形成碎石層上層嵌擠、下層嵌鎖的結構特點，可以在相鄰的結構中形成互補的穩(wěn)定結構，避免了在裂縫、接縫處的水平及豎向位移，有效防止了反射裂縫的產生，同時碎石化層仍保有一定的強度。

2 共振碎石化技術在角江路改造中的應用

2.1 工程概況

角江路提升改造工程位于漳州臺商投資區(qū)，道路西起324國道、東止角海路（廈漳同城大道），路線全長7.675 km，道路紅線寬50 m，道路等級為城市主干路。現(xiàn)狀路面為水泥混凝土路面，其病害主要為縱、橫向斷板、板角斷裂及網狀碎裂等，部分路段出現(xiàn)了不均勻沉降。

2.2 路面改造方案

對角江路“白改黑”提升改造進行多角度的方案比選，具體見表1。角江路主車道斷板率為24.92%＞20%，等級評定為差，提升改造需重點考慮對交通的影響，同時兼顧節(jié)省工程造價，因此主車道采用共振碎石化后加鋪瀝青混凝土面層方案。

角江路交通等級為重交通，根據(jù)碎石化層頂面當量回彈模量，并將碎石化層作為柔性基層，按規(guī)范計算確定加鋪瀝青混凝土面層厚度，具體見表2。

表2 共振碎石化后加鋪瀝青混凝土面層方案

2.3 共振碎石化技術的施工工藝要求

2.3.1 施工前準備工作

1）碎石化路段與既有橋涵、擋墻及其他構筑物相連時，應在共振施工前開挖出不小于0.2 m寬、0.8 m深的隔振溝，以確保構筑物的安全。

表1 水泥混凝土路面“白改黑”方案比選表

2）通過彎沉檢測，初步確定路基軟弱路段，將軟弱路段原有基層翻挖后，先用C20混凝土恢復基層，再用C35混凝土恢復面板，達到強度后再同步進行碎石化。

3）碎石化施工前，對已存在的瀝青混凝土修補塊應破除清除，用C35混凝土恢復，達到強度后再同步進行碎石化。

4）碎石化施工前，應先行修復和疏通既有排水系統(tǒng)，做好路面排水，確保路基處于干燥狀態(tài)。

2.3.2 試驗路段

在正式碎石化施工前應選取有代表性的路段作為試驗路段，試振后，開挖樣坑，檢查碎石化層的粒徑、檢測碎石化層的回彈模量。若均滿足要求，則確定振動頻率、振幅、前進速度、透層乳化瀝青用量等施工技術參數(shù)。共振碎石化工藝參數(shù)建議值見表3。

表3 共振碎石化工藝參數(shù)建議值

2.3.3 施工工藝要求

1）沿著車道方向，由外側車道邊緣開始向內進行破碎。單次破碎寬度約為20 cm，為防止過度破碎和提高破碎效率，每次破碎區(qū)域應間隔2～4 cm。

2）共振碎石化一個車道，實際破碎寬度應超出一個車道，與相鄰車道搭接部分的破碎寬度不得少于15 cm。

3）在破碎后、碾壓前，應對破碎層進行清理：①應人工清除碎石化層原水泥混凝土路面的填縫料；清除碎石化層表層尺寸大于10 cm的碎塊，并采用粒料回填；②當碎石化層表面有鋼筋外露時，若鋼筋埋深較淺且條件允許，應全部移除；否則應將外露部分剪除至與碎石化層頂面齊平。

4）碎石化層碾壓：①碾壓按初壓、復壓、終壓三個階段進行，采用不小于10 t的高頻、低幅振動雙鋼輪壓路機，碾壓遍數(shù)宜為4～6遍（一個來回為一遍），碾壓速度不得大于5 km/h；②直線和不設超高的平曲線段，應由兩側向路中心碾壓；設超高的平曲線段，應由內側向外側進行碾壓；③碾壓前應先灑水，使碎石化層保有一定的含水量，一般為4%～6%。

2.4 特殊路段處理方案

2.4.1 脫空路段處理

1）碾壓完畢后，碎石化層表面豎向位移大于2 cm、小于10 cm以內的區(qū)域，應選用級配碎石回填。

2）若豎向位移超過10 cm時，則頂面10 cm以內部分用級配碎石回填；10 cm以下部分用5%水泥穩(wěn)定碎石回填。

3）若脫空區(qū)域共振碎石化后的粒徑過大，則應挖除該破碎層，按上述脫空處回填處治要求進行。

2.4.2 彈簧路段處理

由于過渡破碎或原路基回填料較差而造成的“彈簧土”現(xiàn)象，應將該區(qū)域內的“彈簧土”挖除，并采用5%水泥穩(wěn)定碎石＋10 cm級配碎石換填處理。

2.4.3 彎沉過大路段處理

碎石化層灑布乳化瀝青透層后，必須進行全線彎沉檢測以控制質量。對彎沉值為70～200（0.01 mm）的路段采用注漿處理方案進行補強，采用42.5普通硅酸鹽水泥制漿，適當添加減水劑，水灰比不大于0.55。對彎沉值大于200（0.01 mm）的路段采用開挖換填處理方案進行補強。補強方案如下：

1）對彎沉值為 70～110（0.01 mm）的路段，注漿深度為1.0 m，間距為1.5 m，呈梅花型布置。

2）對彎沉值為 110～200（0.01 mm）的路段，注漿深度為1.5 m，間距為1.5 m，呈梅花型布置。

3）對彎沉值大于 200（0.01 mm）的路段，應開挖查明具體原因，并采用5%水泥穩(wěn)定碎石＋10 cm級配碎石換填處理。

4）攤鋪下面層瀝青混凝土后，需對原彎沉不合格路段進行彎沉復測，對彎沉值仍不滿足設計要求的路段進行局部點二次注漿處理。

3 共振碎石化技術應用效果評價

第三方檢測單位通過現(xiàn)場檢測計算得出：碎石化層頂面當量回彈模量為217.1～409.7 MPa，均值為313.4 MPa；碎石化層回彈模量（靜態(tài)）為390.8～686.6 MPa，均值為538.7 MPa。檢測計算結果與參考文獻[2]的分析結果接近，碎石化層具有足夠的結構承載力。

角江路提升改造工程已順利竣工驗收，路面改造各項指標均滿足規(guī)范及設計要求。自2018年竣工通車至今，路面使用狀況良好，尚未發(fā)現(xiàn)裂縫、車轍等病害，達到了預期效果。

從共振碎石化技術在角江路改造中的應用效果來看，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：①施工工序簡便，速度快、振動小、噪聲小，效率高；②縮短了施工建設周期；③施工期間交通組織便利，對交通影響小；④解決了舊水泥混凝土路面改造中的反射裂縫問題；⑤節(jié)約了大量基層材料，大幅降低了工程造價，同時解決了碎塊垃圾的處理問題，減輕“白色污染”。

4 結語

共振碎石化技術在“白改黑”路面改造中具有較大的優(yōu)勢，達到了理想的改造效果。