共振碎石化在舊路病害處治中的應用探究

王令虎

（聊城市公路事業發展中心陽谷公路事業發展中心，山東 聊城 252300）

某舊路改造工程合同路段路線全長為6.5km，主線設計時速60km，輔道設計時速40km，路基寬度35m～42.5m。合同段主線可分兩段路線組成，其中第一段起點k16+753～k20+695，現狀為雙向兩車道水泥混凝土路面，長約3.9km，寬約15m。路面結構為：22cm水泥混凝土（面層）+12cm水泥穩定石屑（基層）；第二段k20+695～k23+138，現狀為雙向四車道瀝青混凝土路面，路線長約2.5km，路基總寬約25m，中分帶1.5m，人行道寬3.0m。路面結構為9cm瀝青混凝土（面層）+22cm水泥混凝土+12cm水泥穩定石屑（基層）。

一、舊路病害發展狀況及成因分析

（一）舊路病害發展狀況

近年來，隨著經濟快速發展及交通量的不斷增加，該合同段的路面病害較為嚴重，瀝青路面裂縫長度從2015年的2468m增長為5385.6m，增長了將近2.5倍。水泥路面破碎板面積從2015年的361m2發展為8023m2，發展了將近22.3倍。2014年水泥混凝土路面可利用寬度為12.5m，2021年水泥混凝土路面可利用寬度僅為9m。經調研發現，原有舊路主要病害為縱橫向裂縫、沉陷、錯臺、坑槽、翻修等。

（二）舊路病害成因分析

舊路路面結構層厚度不足和交通量日益增大是該項目病害迅速發展的兩大主要因素[3-4]。其中舊瀝青路段瀝青老化嚴重，塊狀裂縫較多。舊水泥路段由于交通量大，混凝土路面出現斷板、斷角、坑槽等病害。

二、舊路病害處治方案設計

鑒于路面病害發展迅速，舊路可利用率僅為14%左右，結合既有道路現狀、工期要求、施工質量、工程造價并及充分考慮“固廢利用”，結合新舊路高差、舊路病害情況等因素應采用“舊路原地碎石化處理+挖除舊路+舊路直接利用”的綜合方案。對于新舊路高差滿足一層水穩料最小攤鋪厚度的采用碎石化處理；對于新舊路高差不滿足一層水穩料最小攤鋪厚度的采用挖除舊路處理；對于病害少或新舊路高差較大的路段采用舊路直接利用的方式處理。該方案路面結構為：18cm面層+一層水穩+土工格柵+碎石化舊路，碎石化長度3930m；挖除段落980m；直接利用段落：127m(以上路段不含k21+794～k23+135段)，施工過程無需病害處治，路面結構層也較薄，只有一層水穩，且碎石化路面綜合回彈模量須達到500MPa；碎石化處理過程中會有一定程度擾動原有地基的應力平衡；中央分隔移位造成舊路成為2m～4m寬條狀分布，碎石機械無法作業，且處理后路面結構形成多處縱向搭接。路面碎石化需要專業隊伍施工，碎石化路面需要20天，加鋪路面需要30天，總工期50天。

三、共振碎石化施工應用研究

項目采用共振碎石化施工對舊路病害進行處治，主要選用CR-C900中置式共振破碎機1臺，并配合壓路機、灑水車、裝載機等設備進行施工。路面碎石化施工前，應首先進行試驗段驗證，試驗段應選擇代表性路段，長度不低于200m；其次，應對舊水泥混凝土板上的瀝青銑刨并清洗干凈；此外，應調查核實現有構造物的情況，并在現場做好明確標記。共振碎石化后需對路面碎石層質量進行檢驗：一是外觀檢查，碎石層表面粒徑破碎均勻，不應有粗細不均的情況，表面不應存在粒徑超過100mm的碎塊；碎石層表面不得存有未破碎的白板；碎石層表面應平整連續，不應存在局部沉陷和隆起的情況；二是施工質量檢驗，對共振破碎后的破碎層質量應進行檢驗，當檢查項目均滿足質量要求時，則表示共振碎石化破碎層質量合格。

共振碎石化施工后通過采用開挖試坑檢測的方法對破碎顆粒粒徑、路面彎沉進行試驗分析，對共振碎石化施工技術的應用效果進行全面系統的評價分析。其試坑開挖時尺寸不宜小于50cm×50cm，開挖深度不宜小于舊路面板厚度。

（一）破碎顆粒粒徑分析

在共振碎石化路段的表層和底層進行多份破碎顆粒試樣的采集，將采集到的破碎顆粒試樣分別進行室內篩分試驗，通過不同層位破碎顆粒粒徑的要求對共振碎石化施工技術的質量進行評價。本文舊路面共振碎石化處治后的破碎顆粒如圖1所示，其粒徑分析結果如表1所示。由表1粒徑分析結果可知，采用共振碎石化施工后表層及底層破碎顆粒的最大粒徑合格率分別為83%和88%，均滿足破碎粒徑合格要求。

圖1 共振碎石化施工后的破碎顆粒

表1 共振碎石化施工后粒徑分析結果

（二）路面彎沉分析

在共振碎石化施工前應標記路段相應路面彎沉的檢測結果，并取20個檢測點處的平均彎沉值作為檢測值，檢測共振碎石化施工后的原位點處路表彎沉，對比分析共振碎石化施工前后路面彎沉的變化情況，彎沉檢測結果如表2所示。由表2可知，經過共振碎石化施工后行車道位置處的路面平均彎沉提升了約7.34倍，相比施工前的彎沉變異系數明顯減小，其施工后的彎沉變異系數僅為26.8%，表明共振碎石化施工技術可使路面結構承載能力的不均勻性得到顯著改善，路面結構的整體穩定性能提高。

表2 共振碎石化施工前后彎沉分析結果

四、結語

根據舊路病害發展狀況調研分析，路面裂縫、坑槽、沉陷為舊路病害主要形式，是由舊路路面結構層厚度不足和交通量日益增大等因素所造成。通過對共振碎石化綜合處理后的舊路進行評價，各項檢測指標均合格，共振碎石化施工應用效果顯著。