微裂式破碎技術在水泥混凝土路面改造中的應用

崔革　閆戰磊　魯銀亮

摘 要：對于舊的水泥混凝土路面來講，在改造的過程中，需要對其綜合狀況進行調查，制定出合適的施工方案，加強整個施工過程的控制，保障工程的最終質量。基于此，本文對微裂式破碎技術的應用要點進行了詳細分析，以供參考。

關鍵詞：高速公路;水泥路面;改造工程;路面破碎技術

水泥混凝土路面因其強度高、抗滑耐久、工程造價低等優良性質而被廣泛應用于世界各地。在我國，水泥混凝土路面被應用于各個等級路面，從高速公路到村道、鄉道，皆以水泥混凝土路面為主要路面形式，但隨著經濟發展，日益增加的交通量以及層出不窮的超載、重載車輛對水泥混凝土路面造成了極大損傷，使水泥混凝土路面頻繁出現早期裂縫、坑洞、板底脫空、唧泥、板塊斷裂等病害，嚴重降低了水泥混凝土路面的使用性能，極大縮短了其服役壽命，同時造成車輛行駛的舒適性不佳，道路安全存在隱患。為節約能源，研究人員在舊水泥混凝土路面碎石化再生技術的基礎上進行改進優化，提出了微裂式破碎技術，該類技術有效解決了破碎層難以壓實的問題，同時使得上下層位間緊密結合，從根本上解決了舊水泥混凝土面板板底脫空問題，避免了反射裂縫對新路面的危害，同時微裂式破碎技術減小了加鋪層厚度，降低了工程造價，經濟效益尤其顯著。

1 工程概況

某二級公路設計速度80km/h，路線全長8.9km，路面結構形式為：26cm水泥混凝土+18cm石灰穩定土+18cm石灰穩定土，路面寬度為16m，路基寬度為20m。自該道路通車運營以來，交通量大幅上升，舊路面在行車荷載與環境因素的共同作用下發生脫空、板角斷裂、破碎板等病害，嚴重影響行車安全，研究決定采用微裂化破碎技術對K56+462—K57+057路段原路面進行改造。

2 舊路調查

2.1 路面狀況評價

通過路面檢測車輛與人工調查相結合的方式，對該二級公路路面病害與損壞情況進行調查，進而計算路面破損率（DR）與路面損壞狀況指數（PCI）。舊路路面破損狀況嚴重，路況評定等級均為“次”。全路段破碎板、坑槽、板角斷裂等病害較為嚴重，使路面平整性較差。此外，通過進一步檢測發現，多處水泥面板存在脫空現象，嚴重影響道路通行能力。

2.2 路面改造方案

針對該二級公路病害類型，通過路面設計軟件驗算各結構層彎沉值與層底最大拉應力，最終決定采用的新路面結構形式為：3cmAC—10+瀝青黏層+4cmAC—16+熱瀝青封層+18cm水泥穩定碎石+微裂式碎石化再生層。由于試驗路段水泥面板經微裂化破碎后，其表面平整性較差，因此在瀝青結構層與再生層之間加鋪一層水泥穩定碎石作為補強調平層。

3 施工質量檢測

3.1 室內性能試驗

（1）力學性能。采用無側限抗壓強度試驗對水泥穩定碎石層的力學性能進行評價，具體試驗操作參照《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》（JTGE51—2009）中試驗方法。《公路路面基層施工技術細則》（JTGTF20—2015）中規定水泥穩定土用作高速公路或一級公路時的7d無側限抗壓強度值應在3～5MPa之間，由相關數據可知，該水泥穩定碎石層7d無側限抗壓強度值滿足規范要求，可見其力學性能良好。

（2）抗凍性能。由于該試驗段所處地區冬季寒冷，溫度可達-5℃以下，故需對水泥穩定碎石加鋪層的抗凍性能進行檢測，試驗方法參照《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》（JTGE51—2009）中相關試驗方法。水泥穩定碎石層7d殘留強度比大于100%，而28d殘留強度比低于100%。該類現象主要是由于養護7d后水泥還未完全水化，故其強度略有增加;養護28d后，水泥水化反應完成，其強度基本形成，凍融后其強度有所降低，故殘留強度比低于100%。水泥穩定碎石層的28d殘留強度比可達到93.3%，其強度損失率較小，滿足當地抗凍性需求，可見其抗凍性良好。

（3）抗沖刷性能。采用沖刷試驗對水泥穩定碎石層的抗沖刷性能進行評價，具體試驗操作參照《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》（JTGE51—2009）中的試驗方法。水泥穩定碎石的沖刷總量隨著沖刷時間的增大而增大，但各時間點沖刷分量卻逐漸降低;水泥穩定碎石試件的沖刷質量損失穩定在0.15%上下，可見其抗沖刷性能良好。

3.2 室外性能檢測

采用微裂式破碎技術對試驗段舊水泥混凝土路面進行處理后，于破碎層上加鋪水泥穩定碎石層，為對其施工質量進行評價，本文采用灌砂法對其密實度進行檢測，具體檢測方法參照《公路路基路面現場測試規程》（JTGE60—2008）中相關試驗方法，每隔100m對路基的左側點位檢測一次，檢測出水泥穩定碎石基層干密度后計算其壓實度。水泥穩定碎石基層的壓實度普遍高于規范要求值98.0%，可見由微裂式破碎技術施工工藝所碾壓成型的水泥穩定碎石加鋪層易于壓實，其壓實度滿足規范要求。

3.3 加鋪層性能檢測

在舊水泥路面改造完成后，對試驗路段加鋪層瀝青路面的破損率（DR）與平整度進行跟蹤檢測。該二級公路經改造重鋪后，新瀝青路面行車舒適性較好。此外，新路面在開放通車1年后，依然能維持較好的路用性能，未產生嚴重的破碎與病害。新鋪筑的瀝青路面破損率與平整度隨通車時間的增加而上升，通車一年后最大路面破損率與平整度分別為1.29%與1.58mm，表明舊路改造方案合理且微裂化破碎施工效果良好，水泥穩定碎石補強調平層有效避免了舊路面結構的不平整性傳遞到新瀝青路面結構中。此外，微裂化處治技術有效治理了舊路結構各種病害，從而使新鋪筑的瀝青路面具有良好的路用性能及耐久性。

4 結語

舊水泥路面微裂化破碎施工工藝的要點較多，在應用的過程中，需要把握這項技術的特點，將理論與實踐相互聯系，跟蹤檢測新老路面的破損率與平整度等。在此基礎上，制定出完善的施工方案，使用性能最佳的原材料，綜合考慮環境因素、施工因素與人員因素等，發揮出路面的綜合性能，實現更大的經濟效益。

參考文獻：

[1]謝文凱.舊水泥路面微裂破碎技術對瀝青加鋪層力學行為影響研究[D].西安：西安建筑科技大學，2018.

[2]宋俊偉.舊水泥混凝土路面微裂式破碎再生技術與工程應用研究[J].公路交通科技（應用技術版），2016，12（04）：73-74.

[3]李會安.微裂均質化處治再生技術的工程應用及控制要點[J].山西建筑，2018，44（34）：151-152.