舊水泥路面改造中多錘頭碎石化技術的應用

周寧

摘要 為驗證舊水泥混凝土路面多錘頭碎石化技術處治效果，文章以國道G238線龍川縣珠塘至羅坳段K734+548～K741+269路面改造工程的水泥混凝土路面為例，針對路段所出現的斷板、路面脫空等病害，擬采用多錘頭碎石化處治措施進行處治。首先通過試驗確定試驗段碎石化施工參數，然后對破碎施工、壓實及透層油灑布等在內的技術應用要點進行分析，以期為類似工程項目提供參考。

關鍵詞 舊水泥路面；路面改造；碎石化技術

中圖分類號 U418.8文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）16-0153-03

0 引言

舊水泥混凝土路面碎石化技術主要通過多錘頭破碎機破碎路面，實現舊路改建，從而達到改善道路質量的目的。這一技術可以預防反射裂縫，同時也可以對舊路建筑材料進行回收再利用，降低路面改造的費用。通過在碎石化表層灑布乳化瀝青透層油能夠減少水平滑移，使其滲透到松散骨料內部，繼而增強骨料的聯結強度，提高路面整體的穩定性。

1 工程概況

1.1 工程背景和概況

該項目為國道G238線龍川縣珠塘至羅坳段路面改造工程。項目起點位于龍川縣龍母鎮珠塘坑，起點樁號為K734+548，途經樟崗下、三墳里、過橫塘，終點止于羅坳村，終點樁號為K741+271，路線全長6.723 km。項目為平原微丘三級公路，水泥混凝土路面。該項目路面結構設計主要分為舊路面上的加鋪結構層設計、加高段路面的新建路面結構層設計。

對舊水泥路面進行多錘頭碎石化處理后作為基層，再加鋪抗彎拉強度不小于5.0 MPa的水泥混凝土面層，同時用水泥混凝土進行調平。其優點是可利用破碎的舊板充當路面基層，避免了挖除大量舊板后無處棄置的弊端。路面結構：24 cm水泥混凝土面層+均厚h cm水泥混凝土調平層+乳化瀝青封層+舊水泥混凝土路面多錘頭碎石化處理作為基層。

1.2 路基路面現狀

隨著當地經濟的迅速發展，沿線交通量越來越大，該路段又經長期運營，已超出公路使用年限，導致路面出現了各種不同程度的病害，具體表現為局部路段的路基沉陷、土路肩坍塌、部分混凝土路面出現縱橫向裂縫、斷板及錯臺現象，較嚴重的出現混凝土破碎和坑槽現象，如圖1所示。局部路段線形較差，且標志、標線大部分不清晰或已壞損，外側無護欄阻擋設施，存在安全隱患，沿線個別橫向排水涵洞堵塞等病害。

2 設備要求及基本性能要求

在該工程進行多錘頭碎石化施工時，使用多錘頭破碎機（MHB）和Z型單鋼輪振動壓路機，需確保機械性能符合相關規范，各項指標詳情請參考表1。

3 施工技術要點

3.1 施工準備

（1）為了保證道路的安全性，在對路面進行碎石化施工前，需將路面的全部修補材料清理干凈。

（2）施工前應對排水系統進行檢查、疏通或加固，在路面碎石化施工前14 d內，確保排水系統可以正常運行[1]。

（3）對出現嚴重病害的軟弱路段進行修復處理。①清理路面上破碎的混凝土以及石塊；②根據相關規范進行路面基層土方開挖，使其符合要求；③換填級配碎石，頂面高程與破碎混凝土板底相同[2]；④為了確保回填料能夠達到良好的壓實效果，需對其進行分層填筑，并壓實，確保寬度不能小于全車道寬，且不能小于1.2 m。

（4）在施工前，將道路兩旁建筑物或管線做好標記，并進行一定保護。由于深度大于1 m的建筑物或管線距離路面較遠，受施工影響較小，可以正常破碎；而對于深度為0.5～1 m的建筑物或管線可能會受到一定破壞，因此，在施工時需降低錘頭高度，再對路面進行輕度打裂；對于深度小于0.5 m的建筑物或管線以及橋涵等，則不宜進行破碎，需避開構筑物外側3 m的位置。如建筑物距離路肩大于10 m，在對路面進行碎石化時對其不會造成影響，可以正常破碎；如建筑物距離路肩5～10 m，在對路面進行碎石化時應降低錘頭高度，以減少施工對建筑物的影響；如建筑物距離路肩小于5 m，則不宜對此段道路進行破碎[3]。

3.2 試驗段及施工參數確定

3.2.1 確定試驗段

綜合考慮該工程路面情況，對K734+548～K741+269路段路面進行試驗，試驗段長度需大于50 m，寬大于3 m。根據以往同類工程的施工經驗，落錘高度為1.1～1.2 m，落錘間距為10 cm，為達到理想的破碎化效果，需不斷調整和改變破碎參數，當各項參數均滿足施工要求后，記錄此時采用的破碎參數。在試驗區內開挖兩個1～2 m的試坑，在選擇試坑位置時，應避開有橫向接縫或工作縫的位置。試坑開挖至基層，確保碎石化后的顆粒符合施工要求[4]。各項參數如表2所示。

若對混凝土路面進行碎石化后，其顆粒不能滿足施工要求，需對設備參數進行調整，同時增加試驗區，重復執行前面的步驟，直到滿足規范要求，并記錄MHB碎石化參數。在具體施工過程中，需根據現場施工情況不斷調整參數，以確保質量達標，如需對參數做出較大調整時，應及時告知監理工程師。具體如表3所示。

3.2.2 落錘高度與錘距

落錘高度和錘跡間距是決定破碎塊粒徑、破碎深度、破碎結構層強度的關鍵因素，也是確保多錘頭破碎施工質量的重要手段。

通過使用碎石化技術，可以對舊水泥混凝土路面進行粉碎。破碎效果除了和機械沖擊能的大小有關系外，還和混凝土面板厚度、強度及完好程度有關。由以往施工經驗可知，落錘高度應取最大值1.35 m，錘距范圍應在8～12 cm之間[5]。若錘距小于8 cm，將會減小路面破碎塊尺寸，從而使得粉末混凝土的比例相應提高，降低破碎的質量；若錘距大于12 cm，則會導致碎塊大小不能滿足設計要求。破碎結束后，需仔細檢驗其質量是否符合要求，如有必要還應進行二次補充破碎。參數設計如圖2所示。

3.3 破碎施工

該工程中，在對舊水泥混凝土路面進行破碎施工時，需將75%的混凝土路面破碎成表面不大于7.5 cm、中間不超過22.5 cm、底部不超過37.5 cm的粒徑。透層油的滲透有個時間過程，需確保其充分滲透，且深度超過3 mm。在進行破碎處理后，再將混凝土路面碎石進行鋪放，在這一過程中按上小下大的順序進行，施工過程中，為保證路面平整度，需對上面層進行壓實，也方便后期的攤鋪工作，同時，下面層大顆粒經過碾壓達到密實效果，能有效提升其強度，為實現基層和上部瀝青混凝土材料之間的良好結合，需在其之間灑布透層油，然后加鋪一層瀝青混合料。

為防止混合料攤鋪后對排水系統產生不良影響，在開展破碎工作時，需由高向低進行。在此期間，嚴格遵守規范要求，不得對破碎后的路面進行二次修整，一旦發現有明顯的塌陷，需重新填入密集配碎石料，并將其壓實。大多情況下，舊水泥路面抗折強度的范圍在9～10 MPa之間，在使用多錘頭進行破碎作業時，如按常規參數進行操作，路面的破碎強度以及效果可能會出現不達標的情況。

3.4 壓實及噴灑透層油

采用Z型壓路機和單鋼輪壓路機對破碎后的路面進行壓實，壓實遍數2～3遍，速度不得超過5 km/h，在此過程中，應充分考慮路面綜合強度的問題，避免出現多度壓實。通過對路面進行碾壓，有效提升了其松散層的密實度，和下面層緊密結合在一起，并形成一個牢固的嵌擠結構，倘若這時繼續開展路面破碎料修整工作，將會直接影響到下面層的穩定性，容易出現反射裂縫，從而縮短瀝青罩面層的使用壽命。

采用就地碎石化技術，應在破碎后路面的表層鋪設一層乳化瀝青封層，在選擇乳化瀝青時，確保其固含量在50%～55%之間，其余指標應符合《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2017）的要求。乳化瀝青用量為3.5 kg/m2，集料粒徑應在4.75～9.5 mm之間，含泥量需在3%以內[6]。為提高基層養生質量，需根據試驗來確定透層油的養生時間，確保液體瀝青中的稀釋劑全部揮發，等乳化瀝青分層后再撒一定量的石屑，并使用光輪壓路機進行靜壓。

4 碎石化施工重點注意事項

碎石化處理并不是單一技術的運用，而是需將多種技術結合起來，以達到更好的應用效果。

（1）事先規劃和完善排水系統，在施工區域四周預先設置盲溝，確保雨水能夠順利排出，避免出現積水問題，從而影響施工質量和進度。

（2）根據設計要求選擇合適的多錘頭破碎機，在此過程中，應充分考慮錘頭的重量，以方便各錘頭能單獨作業，卻能隨意調節其抬起的高度[7]。

（3）施工前，需先對試驗段進行試驗，使各項參數符合施工要求；現場施工時，應時刻關注混凝土路面的破碎情況，以確保工程的順利進行。

（4）對現場進行詳細勘察，如有軟土地基，需對其進行換填處理，以改善地基現狀，利于后期施工。

（5）為了更好地修復道路，需做好新舊路面的接縫工作。橫向位置選在破碎板邊距離原路面橫縫5～10 cm處，縱向部位采用人工切縫的方式，切縫深度需到達舊路面底部，以避免對原始路面造成損害。

（6）混凝土中的鋼筋、鋼絲網和傳力桿等材料可適當保留，但對于高于路面的部分應予以清除。

（7）在混凝土澆筑前，需將不密實的填充物清理干凈，如果松散層不夠密實，需對其進行填充。

5 結論

結合國道G238線龍川縣珠塘至羅坳段路面改造工程案例，探討利用多錘頭碎石化技術改造舊水泥路面的施工技術要點，并總結歸納了多錘頭碎石化施工質量標準。通過上述研究，得出下面幾點結論：

（1）在進行破碎化施工前，做好勘察工作，對于軟弱地基，使用滲透性好的材料進行換填處理，有效增強路基的強度，并提高其承載能力。

（2）在進行正式施工前，需對具有代表性的試驗路段進行測試，確保施工方案科學、可行，同時，對于落錘高度、間距等參數予以確定，通過試驗路段的施工情況，不斷優化現有的施工工藝，確保后續工程能夠順利進行。

（3）就地碎石化施工后，應嚴格按照現行質量檢驗標準，進行試坑的挖掘工作，以確保碎石化的施工效果，從而為后續的施工流程打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]楊凱. 碎石化技術修復舊水泥混凝土路面效果研究[J]. 交通世界， 2022（14）： 111-114.

[2]公路水泥混凝土路面施工技術細則： JTG/T F30—2014[S]. 北京：人民交通出版社， 2014.

[3]薛治平. 多錘頭碎石化在舊水泥混凝土路面改造中的有效應用[J]. 交通建設與管理， 2020（6）： 134-135.

[4]施晶. 碎石化技術在水泥混凝土路面病害修復中的應用[J]. 中國公路， 2020（6）： 106-107.

[5]公路路面基層施工技術細則： JTJ 034—2015[S]. 北京：人民交通出版社， 2015.

[6]公路瀝青路面施工技術規范： JTG F40—2017[S]. 北京：人民交通出版社， 2017.

[7]喬俊飛， 高倩倩， 張俊友. 碎石化技術在舊水泥混凝土路面改造中的運用[J]. 工程抗震與加固改造， 2020（5）： 174.