舊水泥穩(wěn)定碎石路面材料在基層中的再利用技術(shù)研究

周婷

摘 要：道路工程的建設(shè)已經(jīng)成為了我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)囊豁?xiàng)重要組成部分，對(duì)文化交流、經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重要作用。本文主要從舊路面破碎前的準(zhǔn)備工作出發(fā)，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)論述了破碎結(jié)構(gòu)層碾壓穩(wěn)固施工的工藝和質(zhì)量控制要點(diǎn)，并分析了其應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益，以期能夠?yàn)槲覈?guó)道路工程的發(fā)展提供可靠的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：舊水泥穩(wěn)定碎石路面材料;道路基層;再利用

中圖分類號(hào)：U416.214 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

近些年，我國(guó)在舊路面材料重復(fù)利用方面的應(yīng)用逐漸普及，其中舊水泥穩(wěn)定碎石路面材料在基層中的再利用表現(xiàn)出了十分突出的優(yōu)勢(shì)。本文就舊水泥穩(wěn)定碎石路面材料在基層中的再利用技術(shù)方面進(jìn)行詳細(xì)地闡述。

1 舊路面破碎前的準(zhǔn)備

1.1 舊路面的調(diào)查與準(zhǔn)備

勘察掌握道路的基本水文地質(zhì)條件，對(duì)于軟土或含水量比較突出的路基，還需要對(duì)破碎的參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。明確橋涵的基本分布，掌握道路建設(shè)沿線建筑物的分布情況，并對(duì)沖擊破碎施工可能產(chǎn)生的不利影響做出評(píng)估。

1.2 設(shè)置排水系統(tǒng)

應(yīng)當(dāng)特別予以重視的是，在舊路面面板的破碎施工之前，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行更新與維護(hù)。當(dāng)舊水泥穩(wěn)定碎石路面的破碎施工結(jié)束后，道路排水則主要依賴于基層排水系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。具體來看，在破碎之前完成排水系統(tǒng)的安裝，其主要意義在于以下三個(gè)方面：

（1）便于排干舊水泥穩(wěn)定碎石路面之下的水分，將結(jié)構(gòu)整體的含水量控制在合理的范圍內(nèi)，進(jìn)而保障路基具有足夠的承載能力，為破碎工序的開展創(chuàng)造良好的作業(yè)環(huán)境。

（2）若破碎施工時(shí)涉及到降水天氣，考慮到雨水會(huì)滲透進(jìn)入結(jié)構(gòu)中，同時(shí)破碎層之下主要是土質(zhì)地基，很容易造成大量的水分滯留其中，若欠缺良好的排水措施則碾壓施工很容易導(dǎo)致唧泥、唧漿等問題。

（3）實(shí)踐表明，排水設(shè)施對(duì)于道路預(yù)期性能的實(shí)現(xiàn)有著極為重要的影響，能夠主導(dǎo)道路的使用壽命與極限承載能力。在舊水泥穩(wěn)定碎石路面的破碎加鋪施工完成投入正式運(yùn)營(yíng)時(shí)，外界的水分往往無法完全阻隔在外，其不可避免地會(huì)發(fā)生滲透作用，進(jìn)入到破碎層內(nèi)，而這些水分的滯留也會(huì)對(duì)道路的安全性和預(yù)期性能的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生極大的阻礙。

1.3 移除原有瀝青罩面和修補(bǔ)材料

在破碎施工前，技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)對(duì)其上覆蓋的瀝青層進(jìn)行移除，包括了HMA瀝青罩面以及瀝青表層的修補(bǔ)材料。舊水泥穩(wěn)定碎石路面之上原有的瀝青補(bǔ)塊與接縫處的填料，能夠起到緩沖的作用，在一定程度上降低破碎振動(dòng)的機(jī)械能量，不利于沖擊破碎施工的實(shí)際效果。此外，在其上的瀝青面層加鋪完成后，原有的舊瀝青層也將融入其中成為結(jié)構(gòu)的薄弱部位，對(duì)道路的運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生安全隱患。為了保障道路的基本路用性能，就需要借助銑刨設(shè)備對(duì)舊瀝青進(jìn)行清除，銑刨出來的材料一般可以將其并入路肩材料中進(jìn)行循環(huán)，避免由此可能產(chǎn)生的各種運(yùn)輸、儲(chǔ)存和處理費(fèi)用。若對(duì)舊瀝青材料的處理效果不佳，則很容易導(dǎo)致舊水泥穩(wěn)定碎石路面的處理效果缺乏保障，進(jìn)而損害道路的性能。

2 舊路面破碎的施工工藝

2.1 交通控制

在破碎施工的路段應(yīng)當(dāng)設(shè)置有清晰、準(zhǔn)確的警示標(biāo)志，對(duì)于無關(guān)的人員和車輛應(yīng)當(dāng)嚴(yán)禁進(jìn)入施工場(chǎng)區(qū)內(nèi)。對(duì)于施工單位而言也應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)母綦x措施，借助人為疏導(dǎo)、隔離設(shè)施等方式來組織施工路段的交通運(yùn)輸，如有必要還應(yīng)安排專人在現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)車流引導(dǎo)。

2.2 揚(yáng)塵控制

破碎施工一般伴隨著比較突出的揚(yáng)塵問題，這就需要施工單位在現(xiàn)場(chǎng)安排灑水車來抑制可能發(fā)生的揚(yáng)塵污染。同時(shí)，破碎施工的持續(xù)時(shí)間應(yīng)當(dāng)控制在半小時(shí)內(nèi)。

2.3 破碎施工過程中注意事項(xiàng)

（1）破碎機(jī)械的操作人員應(yīng)當(dāng)在作業(yè)過程中時(shí)刻關(guān)注機(jī)械的狀態(tài)和破碎情況，并以此來及時(shí)調(diào)整破碎作業(yè)的參數(shù)，優(yōu)化破碎施工的效果。

（2）破碎施工大多采取由外向內(nèi)的順序進(jìn)行，若中間車道采取了縱向切割處理，則也可采用由內(nèi)而外的施工順序，但應(yīng)注意嚴(yán)格按照要求控制破碎的速度。為了保障破碎施工的效率同時(shí)防止破碎程度過大，一般可將相鄰破碎區(qū)域間隔控制在2 cm～4 cm的范圍內(nèi)。

（3）對(duì)于外側(cè)車道存在路緣石、附屬設(shè)施阻礙了破碎施工進(jìn)行時(shí)，其縱向施工應(yīng)當(dāng)保證機(jī)械和車道邊緣呈約30～50度的角度，以免破碎錘頭出現(xiàn)水平移動(dòng)受限的問題。同時(shí)也應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把控破碎時(shí)間，并關(guān)注施工路段沿線的各建筑物與構(gòu)筑物，降低破碎施工對(duì)其的不利影響。

3 破碎結(jié)構(gòu)層碾壓穩(wěn)固施工

3.1 碾壓穩(wěn)固施工工藝

當(dāng)破碎施工結(jié)束并檢測(cè)合格后，即應(yīng)及時(shí)將舊水泥穩(wěn)定碎石路面上接縫處的填料與大粒徑碎石清除干凈，并應(yīng)在其中回填一定級(jí)配的碎石料。對(duì)于破碎處理后高差大于5 cm的下陷地區(qū)，也可以考慮采用碎石料進(jìn)行回填。

應(yīng)當(dāng)注意，在破碎施工后影響執(zhí)行嚴(yán)格的交通管制，以此來降低外界對(duì)其的破壞，并且采用合適的碾壓參數(shù)借助雙鋼輪壓路機(jī)壓實(shí)破碎結(jié)構(gòu)帶，使其產(chǎn)生足夠的穩(wěn)定性與整體性。為了強(qiáng)化壓實(shí)的效果，可以在碾壓施工開始前在破碎層上鋪一層石屑。若碾壓的次數(shù)不足，破碎層的結(jié)構(gòu)將呈現(xiàn)出松散的分布，且強(qiáng)度較弱;而過度碾壓則會(huì)導(dǎo)致“粉碎效應(yīng)”，也是一項(xiàng)應(yīng)當(dāng)竭力避免的問題。

3.2 施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

通過舊水泥穩(wěn)定碎石路面進(jìn)行破碎穩(wěn)固處理的主要目的是為了盡可能消除由于原有路面上存在的病害問題，借助破碎、穩(wěn)固原有的路面結(jié)構(gòu)來達(dá)形成一個(gè)閉水性、承載性、穩(wěn)定性都更加優(yōu)異的結(jié)構(gòu)層。其中下層由于破碎穩(wěn)固的作用，其形成了強(qiáng)度較高的嵌鎖結(jié)構(gòu)，為上部的瀝青攤鋪提供了十分有利的基礎(chǔ)，同時(shí)也將有效減少反射裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展，控制車轍等的產(chǎn)生，延長(zhǎng)道路工程的使用壽命。

（1）粒徑：可借助開挖試坑法來初步判斷破碎施工后的碎屑粒徑，其粒徑最好控制在15 cm以內(nèi)，且其最大碎屑的粒徑不應(yīng)大于30 cm，其中破碎層粉塵（粒徑<0.075 mm）的含量應(yīng)當(dāng)小于7%。

（2）級(jí)配：顆粒層的級(jí)配應(yīng)當(dāng)維持在級(jí)配碎（礫）石的范圍內(nèi)。

（3）彎沉：在碾壓穩(wěn)固工序后的破碎層彎沉值以45為宜，其最大不宜超過60。

（4）碾壓次數(shù)：碾壓次數(shù)的確定應(yīng)當(dāng)基于試驗(yàn)段而進(jìn)行，且其一般不應(yīng)大于5次。

（5）潔凈度及平整度：在碾壓工序結(jié)束后，其表面應(yīng)當(dāng)嚴(yán)禁存在外露鋼筋，且應(yīng)控制瀝青接縫料與補(bǔ)塊，在加鋪層攤鋪之前的碎石化表面凹陷應(yīng)小于2 cm。

總體來看，在破碎施工工序完成后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)安排鋼輪壓路機(jī)在其上碾壓2～3遍，并在其上鋪一層碎石屑，隨后即可解除交通管制，其上的循環(huán)荷載作用將使得破碎層區(qū)域密實(shí)穩(wěn)定。最后還需要對(duì)破碎層的彎沉值進(jìn)行測(cè)定，只有其滿足設(shè)計(jì)要求與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)后方可繼續(xù)完善上層的瀝青加鋪。

4 舊水泥穩(wěn)定碎石路面材料再利用的經(jīng)濟(jì)效益分析

在破碎施工結(jié)束后，以路面雙幅1 000 m為例，對(duì)舊水泥穩(wěn)定碎石路面材料再利用方案與挖除舊路面后重鋪方案進(jìn)行對(duì)比，其成本情況分別如表1、表2所示。

4.1 舊水泥穩(wěn)定碎石路面材料再利用方案

4.2 挖除舊路面基層后重鋪方案

根據(jù)表1與表2中所示數(shù)據(jù)分析可知，舊水泥穩(wěn)定碎石路面材料再利用方案的工程成本降低約221 040-53 290=

167 750元，即每道路的造價(jià)有167 750元的優(yōu)勢(shì)。以我國(guó)湖北恩施的山區(qū)道路為例，僅2010年一年其維修里程就達(dá)170 km，除去其中25 km的路段采用直接鋪筑水泥混凝土面層的方法外，其他路段的維修施工均采用舊水泥穩(wěn)定碎石路面材料再利用的方案，因此粗略計(jì)算2010年在山區(qū)道路建設(shè)上就可節(jié)省2 432萬元的投入，具有十分顯著的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

充分利用舊路面材料，將其作為柔性基層，不僅能夠大大提升施工的效率，縮短施工周期，同時(shí)對(duì)于舊材料的循環(huán)利用可以大大節(jié)省建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好。這一施工技術(shù)的出現(xiàn)，顛覆了傳統(tǒng)舊路改造中直接加鋪的施工方法，有效避免了目前我國(guó)道路建設(shè)高程提升，橋面恒載增大的背景下，因護(hù)欄建設(shè)高度降低所導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)。此外，在該技術(shù)的應(yīng)用下，瀝青加鋪后的道路路用性能更好，能夠大大抑制反射裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展，提升道路工程的使用壽命。實(shí)踐表明，在該技術(shù)的支持下，道路能夠?qū)崿F(xiàn)十年內(nèi)不大修的目標(biāo)，僅需進(jìn)行日常的簡(jiǎn)單維護(hù)即可，這對(duì)于控制運(yùn)營(yíng)期內(nèi)的養(yǎng)護(hù)難度與養(yǎng)護(hù)費(fèi)用有著積極作用。

5 結(jié)語

我國(guó)目前道路建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了關(guān)鍵階段，同時(shí)在舊路的改造上也展現(xiàn)出了十分突出的需求。不同傳統(tǒng)直接加鋪的施工方法，對(duì)于舊水泥穩(wěn)定碎石路面材料的再利用，具有更為優(yōu)異的路用性能和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，能夠有效提升項(xiàng)目的質(zhì)量和效益。但同時(shí)這也需要相關(guān)技術(shù)人員特別關(guān)注，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)施工工藝。

參考文獻(xiàn)：

[1]李金娟.水泥穩(wěn)定碎石冷再生技術(shù)在公路路面改造中的研究[J].四川建材，2020（9）：157-158.

[2]康江.瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫控制研究[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2020（3）：44-46.