兩種舊水泥路面再生技術在路面改造中的應用對比研究

楊忠勝

（廣州市道路養護中心， 廣東 廣州 510080）

近年來，由于經濟的發展和交通量的增加，水泥路面出現較多病害，人民群眾對公路的行車舒適性、行車噪音等都提出了更高的要求，需要對大部分水泥路面進行“白加黑”改造。《廣東省“十三五”公路養護發展綱要》要求舊路材料循環利用率需達到85%以上，如何充分有效利用舊水泥路面，降低廢舊材料棄用率，達到資源充分利用、節能減排、環保生態的效果，是推進資源全面節約和循環利用的有效手段。采用傳統的水泥路面直接加鋪瀝青混凝土工藝，難免出現反射裂縫病害[1]。采用水泥路面破碎再生技術可有效提高路面改造效率，但哪種更適用、更環保、更經濟合理，是項目決策需要考慮的重要因素。本文結合國道 G107線花都國泰至飛鵝嶺段路面改造項目，對多錘頭碎石化和微裂均質化兩種舊水泥路面再生利用方式進行比較研究。

1 技術原理

1.1 多錘頭碎石化

多錘頭碎石化技術是利用多錘頭破碎機將舊水泥混凝土路面破碎成小粒徑（底部不超過37.5cm，中間不超過22.5cm，表面不超過7.5cm）混凝土塊，經壓實并撒布透層油后，在上面再鋪筑瀝青混凝土面層。破碎后的水泥路面粒徑自上而下逐漸增大，上部的小顆粒混凝土塊經壓實后，形成的平整表面易于攤鋪；下部大顆粒之間形成嵌擠結構，強度比一般的粒料基層高[2]。該技術要求的罩面厚度一般不小于15cm，是目前解決反射裂縫問題最有效的方法之一。經破碎、壓實的混凝土路面由破碎混凝土塊組成，其屬于緊密結合、內部嵌擠的高密度材料層，可以為熱拌瀝青混合料罩面提供更高的強度。

1.2 微裂均質化

該技術是采用專用的微裂設備，自由落錘，錘底有4個特異凸點，巧妙分布，引導水泥板內部斜向微裂[3]。微裂均質化主要包含兩方面內容：針對舊水泥混凝土面板，采用專門的機械設備進行微裂再生，使水泥路面內部形成各方向均勻分布的微細裂紋，且處于完全契合的嵌鎖狀態，既有效地克服了反射裂縫，又最大限度地保留了剛性路面的承載力。針對基層等路面結構，采用注漿和局部挖除等綜合措施進行結構病害處治，使路面結構承載能力均質化[4]。

2 工程概況

國道G107線花都國泰至飛鵝嶺段為廣州市花都區西部地區南北向交通干道。該路段現狀為一、二級公路，全線雙向4車道，水泥路面。舊水泥路面現有病害以開裂、斷板、板底脫空為主，局部有坑槽現象。全線舊水泥路面破損狀況指數PCI平均值為75.1，評價等級為中。分段對全線路面進行改造，對破碎率高（PCI平均值56.5、差）的路段K2448+811～K2451+270采用多錘頭碎石化后加鋪基層和瀝青面層，在K2451+270～K2456+993段（PCI平均值 73.45、中）采用微裂均質化后加鋪瀝青面層。兩段路分期實施路面改造：微裂均質化改造路段于2020年3月開工、2020年8月完工；多錘頭碎石化改造路段于2020年8月開工、2021年10月完工。

3 兩種技術綜合對比

從適用性、經濟性、環保性三個方面對兩種再利用技術進行比較，比較結果見表1～表3。

表1 適用性對比

表2 經濟性對比

表3 環保性對比

4 施工及效果對比

4.1 路面結構層及厚度

多錘頭碎石化：4cm厚細粒式改性瀝青混合料（AC-13）+改性乳化瀝青粘層PCR+6cm厚中粒式瀝青混合料（AC-20）+改性乳化瀝青粘層PCR+8cm厚粗粒式瀝青混合料（AC-25）+瀝青封層+瀝青透層+（18+h）cm厚5%水泥穩定碎石基層+多錘頭碎石化處理后的舊水泥路面。

微裂均質化：4cm厚細粒式改性瀝青混合料（AC-13）+改性乳化瀝青粘層PCR+（6+h）cm厚中粒式瀝青混合料（AC-20）+1.5cm厚FMA應力吸收層+改性乳化瀝青粘層PCR+微裂均質化處理后的舊水泥路面。

4.2 施工控制要點

4.2.1 多錘頭碎石化

不斷調整重錘的下落高度和頻率，控制好破碎后顆粒的均勻性；在舊水泥路面破碎過程中機械設備操作人員應不斷地監督控制破碎操作并在施工中及時進行調整，以達到滿意的破碎效果。破碎后碾壓應采用Z形鋼輪壓路機振動壓實往返不少于三次，最小自重不小于 20T。接下來采用光輪壓路機振動壓實往返不少于三次，最小自重不小于20T。

4.2.2 微裂均質化

舊水泥混凝土路面需充分微裂；破碎板破碎時要每一個點位到位。采用探地雷達檢測結構層缺陷，可清晰的了解到內部病害情況以及位置，并針對性的進行地聚合物注漿，從而準確的修復其結構層缺陷，注漿后要再次采用探地雷達復測檢測注漿效果。針對舊水泥路面裂縫較寬、崩邊較寬（寬度大于3cm、深度大于3cm）或坑槽較大（直徑大于20cm、深度大于5cm）的路表缺陷，采用水硬性、快凝、早強細粒式混凝土進行修補，提高破碎板的厚度均質化與傳荷均勻性，達到承載均勻的目的。對于其他較淺坑槽可不予修復，增加與瀝青面層之間的摩擦，防止面層推移。微裂處治完成后，因板塊底部開裂、落實未穩，不能急于彎沉值檢測驗收，經過一段時間的通車碾壓穩定后彎沉值自然下降，若急于檢測彎沉，會造成彎沉假象、影響驗收判斷[5]。對于大于設計彎沉值的板塊，首先要分析彎沉值偏大的原因，不能片面的根據彎沉值大小，盲目否定成果。

（地聚合物注漿后雷達復測圖像）

4.2.3 施工難易程度對比

多錘頭碎石化不需要對舊路面進行處理，控制好落錘高度和頻率即可，舊路面處理較簡單；多錘頭碎石化后加鋪水泥穩定基層、瀝青混凝土路面，加鋪層結構、施工工藝成熟，施工質量容易控制。微裂均質化對微裂破碎的工藝要求較高，破碎后還需進行注漿、換版處理，舊路面處理較復雜；加鋪層加鋪應力吸收層、瀝青路面，施工工藝成熟、質量容易控制。

4.2.4 施工工期對比

多錘頭碎石化舊路面處理工序少、工期短，加鋪層結構多、結構厚、工期長；微裂均質化舊路面處理工序多、工期長，加鋪層僅應力吸收層和兩層瀝青路面、工期短。綜合來看，微裂均質化路面改造較多錘頭碎石化路面改造工期短。

4.2.5 舊路處理效果對比

碎石化后的混凝土塊尺寸減少，消除了板的撓動及溫度應變產生的反射裂縫。碎石化后原混凝土表面雖然碎石化，但中下層仍然由嵌擠很密實混凝土塊組成，具有一定的整體性，消除了板底脫空從而大大減少了由于板底脫空處不到位引起的反射裂紋。碎石化后的表面碎塊層經透油后，形成一層良好的應力吸收層，可以有效預防反射裂紋向上發展。

微裂均質化處治后水泥混凝土面板表面裂而不碎、無松散破碎顆粒，且結構內部斜向開裂、完全契合、嵌鎖力強，強度損失小，承載能力強；水泥混凝土面板微裂均質化處治后，屬一種柔性結構受力狀態，無疲勞損失，道路使用壽命長，耐久性高。

（多錘頭碎石化后處理后的舊水泥路面）（微裂均質化處理后的舊水泥路面）

4.2.6 路面改造效果對比

多錘頭碎石化改造施工路段（K2448+811～K2451+270）及微裂均質化改造施工路段（K2451+270～K2456+993），兩段路交工驗收檢測結論路面壓實度、厚度、車轍、平整度、橫坡合格率均為 100%，路面彎沉評定合格。通車運行超過半年后再次對兩段路進行了調查，兩段路路面使用狀況良好，無橫縫、縱縫、龜裂、車轍等病害，路況得到很大改善，路面平整、行車舒適。

5 結論

本文主要通過對多錘頭碎石化、微裂均質化兩種舊水泥路面再利用技術的的適用性、經濟性、環保性以及施工控制及效果進行了比較分析，得出結論如下：

1.兩種技術都能有效利用舊路面、消除板底脫空，都可作為良好的下承層使用。

2.微裂均質化對凈空的要求更小、加鋪層更薄、更經濟、更環保、工期更短，但對舊路面狀況及施工工藝的要求更高。

3.多錘頭碎石化技術應用時間長、技術相對更成熟。

4.在實際改造過程中，結合路段情況分段選擇技術路線，可取得最優效果。