農(nóng)村公路水泥混凝土路面“白改黑”施工技術(shù)研究

張鶴峰

（撫寧區(qū)農(nóng)村公路發(fā)展中心，河北 秦皇島 066300）

1 引言

早期修建的農(nóng)村公路路面主要為水泥混凝土路面，混凝土路面主要由水泥膠結(jié)料和碎石集料構(gòu)成，具備一定的承載能力，但隨著農(nóng)村交通的不斷完善，公路保有車輛逐漸增多，行車荷載的長期作用會導(dǎo)致路面病害的產(chǎn)生，縮減公路壽命，使得現(xiàn)有水泥混凝土路面無法滿足現(xiàn)階段使用要求[1]。針對這種情況，常采用“白改黑”技術(shù)進(jìn)行水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)，常使用的技術(shù)有直接罩面方案，機(jī)械破碎、棄運(yùn)、重鋪方案以及碎石化方案3類。本文對直接罩面方案，機(jī)械破碎、棄運(yùn)、重鋪方案以及碎石化方案3類技術(shù)進(jìn)行分析，重點對碎石化方案進(jìn)行研究，并在具體工程中進(jìn)行應(yīng)用。

2 “白改黑”技術(shù)方案設(shè)計

2.1 直接罩面方案

當(dāng)水泥混凝土路面實際路況較好時，采用的“白改黑”技術(shù)主要為直接罩面方案。在舊板病害處治完畢后可直接在路面上鋪設(shè)抗裂材料，再施工一層瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)[2]。直接罩面方案可充分利用舊板強(qiáng)度，且施工便利，以預(yù)防反射裂縫為原則。直接罩面施工工程特性如下：

1）直接罩面方案可有效改善舊水泥路面使用質(zhì)量，提高水泥路面的平整度、防水性以及防滑能力，并有助于消除交通障礙，對周邊環(huán)境污染較小，可快速開放交通，具備一定的環(huán)保要求。

2）直接罩面施工對水泥路面板塊破損較低，無須進(jìn)行板塊的破碎和清運(yùn)，節(jié)約施工成本，加快施工效率，且可縮短工期。

3）直接罩面施工方案的工期最短，成本最低，且在實施過程中無任何明顯噪聲，對周邊居民生活影響較小。

4）直接罩面方案對原水泥混凝土路面的質(zhì)量要求較高，且在施作過程中對外界溫度、機(jī)械設(shè)備有較大的要求。

直接罩面施工方案的注意事項如下：

1）直接罩面施工之前應(yīng)針對既有路面進(jìn)行清掃，尤其是新鋪板層上的浮泥，還有接縫處的碎石，應(yīng)保證足夠的干燥、整潔。

2）在寒冷季節(jié)，溫度低于10℃時，不得使用黏性油。另外，噴涂量和噴涂速度需保持穩(wěn)定。

3）黏層油不得長時間保存，在稀釋瀝青揮發(fā)完畢后需立即完成瀝青混凝土層的鋪筑。

4）待黏層油噴灑完畢后，不得讓任何車輛行人進(jìn)入施工現(xiàn)場。同時在施工過程中嚴(yán)禁破壞周邊附屬設(shè)施。

2.2 機(jī)械重鋪法

機(jī)械重鋪法主要是借助履帶式液壓壓錘機(jī)對舊水泥混凝土路面進(jìn)行破碎[3]，首先將水泥路面主板破碎至較小的網(wǎng)狀碎塊，再將其進(jìn)行清運(yùn)，處理完路基后重新鋪筑同厚度水穩(wěn)層，待透層瀝青灑布完后鋪筑瀝青混凝土面層，主要工程特性如下：

1）機(jī)械破碎、棄運(yùn)、重鋪方案需重鋪水穩(wěn)層，具備足夠的剛度和強(qiáng)度，有效緩解反射裂縫問題，確保了面層的平整度。

2）機(jī)械破碎、棄運(yùn)、重鋪方案能徹底處治舊水泥路面病害問題，但其施工緩慢，工期較長，增大施工成本，同時產(chǎn)生的噪聲較大，容易影響周邊環(huán)境。

3）機(jī)械破碎、棄運(yùn)、重鋪方案對施工溫度條件要求較高，水穩(wěn)層鋪設(shè)完畢后需及時安裝密封層，否則容易產(chǎn)生干縮裂縫。

機(jī)械破碎、棄運(yùn)、重鋪方案施工注意事項：

1）將不同粒徑材料隔離分類存放，當(dāng)遇下雨天氣時，不得進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石及瀝青混凝土施工。

2）運(yùn)輸車輛在裝料前應(yīng)徹底清洗，并在車廂內(nèi)部涂抹一層薄膜劑，并在混合料上蓋上帆布袋，以免熱量散失。

3）透層油灑布時間控制在24 h以內(nèi)為宜。

4）當(dāng)新鋪路面時應(yīng)防止因加油、停機(jī)、加水等操作引發(fā)的污染問題。

2.3 碎石化方案

碎石化方案技術(shù)主要是對舊水泥路面進(jìn)行徹底破碎以有效降低混凝土板尺寸，避免產(chǎn)生反射裂縫[4]。碎石化方案需利用破碎能量較高的機(jī)械設(shè)備，其破碎成本較大。碎石化方案工程特性具體如下：

1）碎石化技術(shù)主要是將舊水泥路面進(jìn)行破碎至碎石層，可避免產(chǎn)生反射裂縫，經(jīng)過壓實后呈典型嵌鎖形結(jié)構(gòu)，結(jié)合碎石塊的緊密結(jié)合、嵌擠作用、強(qiáng)度增大等，進(jìn)而防止應(yīng)力集中。

2）碎石化施作時不需清運(yùn)舊水泥路面，直接就地破碎后壓實，因此，可降低運(yùn)輸成本，減少對交通同行的影響。

3 工程概況

某農(nóng)村公路總長8 650m，設(shè)計為4級縣道，寬6 m，設(shè)計行車速度為30 km/h，路面設(shè)計為水泥混凝土路面。該公路現(xiàn)已運(yùn)營較長時間，路面已存在較多病害問題，導(dǎo)致路面平整度、抗滑性等性能均發(fā)生較大程度的降低，直接影響了行車安全性和舒適性。通過對該公路路面病害情況進(jìn)行全面調(diào)查可知，路面存在的主要病害有啃邊、錯臺、板角斷裂等，結(jié)合規(guī)范指標(biāo)，水泥混凝土路面破損狀況見表1，現(xiàn)場實際情況見圖1。為改善水泥路面病害問題，現(xiàn)計劃采用“白改黑”技術(shù)進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)維修處理，并選擇采用碎石化方案進(jìn)行施作。

表1 舊水泥混凝土路面破損狀況

圖1 舊水泥路面破損情況

4 碎石化施工技術(shù)要點

4.1 舊路面清理和構(gòu)筑物標(biāo)識

對舊水泥混凝土路面進(jìn)行必要的清理和處治，其中包括路面板清潔、破碎板開挖換填、排水系統(tǒng)的修復(fù)以及瀝青補(bǔ)塊銑刨處理等，并對公路沿線的樁基、井蓋、箱涵等構(gòu)造物進(jìn)行標(biāo)識處理，以免在碎石化施工過程中破壞構(gòu)筑物[5]。

4.2 隔振溝和應(yīng)力釋放渠設(shè)置

針對一般構(gòu)造物，如井蓋等，可采取漏振措施，與其周邊0.5 m以外范圍設(shè)定施工間距，而針對重要構(gòu)造物，如箱涵等，應(yīng)在其周邊設(shè)置隔振溝，確保其寬度大于0.1 m，深度大于0.8 m。公路兩側(cè)路緣石挖除時應(yīng)設(shè)定應(yīng)力釋放渠，確保在進(jìn)行共振破碎施工時可將周邊側(cè)向應(yīng)力進(jìn)行釋放。

4.3 共振破碎施工

結(jié)合試振段的破碎效果確定出共振碎石化施工各項施工參數(shù)，所用錘頭振幅為16 mm，錘距在14~16 mm，對應(yīng)的共振頻率在48~50 Hz，工作速度不得低于1.1 km/h。共振碎石化施工質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)

4.4 碎石化層清理與碾壓

待路面板破碎施工完畢后，應(yīng)及時予以清理和處治，主要包括清除瀝青填縫料、未均勻破碎區(qū)域換填壓實以及隔振溝回填夯實等，確保碎石化層局部的沉降小于2 cm，且頂面模量超過200 MPa。緊接著于表面處進(jìn)行4~5遍的灑水處理，直至碎石化層得到充分浸濕后即可開展碾壓施工。碾壓施工時應(yīng)先采用12 t雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行一遍靜壓初壓，接著采用22 t單鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行3遍振動壓實復(fù)壓，最后再終壓靜壓2遍。待碾壓施工完畢后，直接灑布一層1.0 kg/m2左右的乳化瀝青透層，以確保表層結(jié)構(gòu)密實度。

4.5 瀝青加鋪層施工

在第二層再次灑布1.0 kg/m2左右的乳化瀝青透層，再直接灑布1 cm厚度的同步碎石封層，施作ATB-25下面層作為共振碎石化調(diào)平層，最終形成共振碎石化瀝青加鋪路面。

4.6 碎石化方案施工注意事項

1）共振碎石化施工不宜在下雨等異常天氣下展開，且在施工中應(yīng)注重對周邊構(gòu)造物的保護(hù)。

2）共振碎石化破碎施工應(yīng)遵循先兩側(cè)后中間的順序，且在施工中應(yīng)對雜物進(jìn)行及時清除，破碎時需設(shè)置重復(fù)破碎搭接面，寬度確保大于5 cm。

3）破碎完畢后應(yīng)及時對頂面高程進(jìn)行測量，并對高程進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)整后施工調(diào)平層，選用級配碎石作為調(diào)平層材料。

4）在下雨天氣時，需對雨水進(jìn)行合理控制，設(shè)置好相應(yīng)的排水系統(tǒng)，確保破碎層和舊路基礎(chǔ)內(nèi)水徹底蒸發(fā)后方可進(jìn)行瀝青層攤鋪作業(yè)。

5 結(jié)語

本文結(jié)合實際農(nóng)村公路路面養(yǎng)護(hù)工程為例，分別介紹了直接罩面方案，機(jī)械破碎、棄運(yùn)、重鋪方案以及碎石化方案3類技術(shù)，并以碎石化方案施工技術(shù)要點進(jìn)行了研究，研究結(jié)果證實了農(nóng)村公路水泥混凝土路面“白改黑”施工技術(shù)應(yīng)用的可行性和實用性。