共振碎石化技术

共振碎石化技术（共11篇）

共振碎石化技术 篇1

1 引言

近年来, 20世纪90年代初期修建的水泥混凝土路面, 随着使用年限的增长和重载车辆的反复行驶, 水泥混凝土路面损坏严重, 出现了断板、纵横向裂缝、角隅断裂、错台、唧泥等病害现象, 路面技术状况日趋下降, 直接影响行车安全和舒适性。面临旧水泥混凝土路面维修改造新技术新课题研究, 采用传统的加层式、破碎后加铺基层和挖除式重建等方式, 施工周期长, 投资大, 环境污染严重, 影响车辆通行安全。根据省公路局要求, 对104国道临海境1687K+000-1693K+000路段和35省道临石线临海境8K+700-9K+900路段实施旧泥混凝土路面共振碎石化技术试验段, 共振碎石化技术具有施工周期性短、环境污染少、有效防止或延缓沥青混凝土面层出现的反射裂缝等病害, 采用共振碎石化技术实施的“白改黑”路段建成通车后, 效果良好, 有效地改善了路容路貌。

2 试验路段概况

104国道1687k+000-1693k+000路段和35省道临石线8K+700-9K+900路段, 分别于1991年11月和1992年9月建成通车, 2006年104国道平均日交通量6323辆/日、35省道临石线9926辆/日, 原路面结构组合为22cm水泥混凝土路面+20cm水泥稳定基底+15cm级配碎石底基层, 水泥混凝土设计抗折强度4.5Mpa。水泥混凝土路面破损严重, 主要表现为碎板、断板、纵横向裂缝、角隅断裂、错台、脱空、唧泥、接缝料散失等。据调查统计104国道水泥混凝土路面破板率平均达到50.49%;临石线水泥混凝土路面破板率平均达到49.3%。近几年多次进行挖补, 局部路段已采用挖除碎板重新修筑水泥板, 部分路段采用了沥青混合料修补板块、沥青混合料修补板块长度数十米至百米左右不等, 但板块修补效果不佳, 影响行车安全。现路面结构改为旧水泥混凝土路面使用共振碎石化后, 碾压密实, 作为路面基层, 直接铺筑4㎝细粒式沥青混凝土+5㎝中粒式沥青混凝土+6㎝粗粒式沥青混凝土路面结构。

3 共振碎石化施工工艺

3.1 机械设备选择

共振破碎机械, 选用美国共振机器公司生产的RB500系列共振破碎机, 设备具有独特的共振技术可以持续产生高频低幅的振动能量, 通过破碎锤头传递到水泥板块里。在特制振动梁偏心轴驱动下, 产生振动谐波, 支点与配重点振幅为零, 破碎头以高频低幅 (2㎝) 敲击路面, 混凝土路面产生裂纹, 并随着振动迅速有规律地扩展到材料边界, 由于冲击力很小, 且裂纹只扩展到边界, 所以对基层没有任何损害。压实机械选用重型钢轮压路机。

3.2 技术特点

共振碎裂技术产生的高频低幅振动能量, 通过破碎锤头传递到水泥板块里, 使旧水泥混凝土板块表面4-6㎝深度范围碎裂成3㎝以下粒径的碎石层。由于共振破碎机动量高, 和板块接触时间短, 将水泥板块表面的“裂纹”瞬间均匀地“扩展”到板块底部, 作用于水泥板块内部的高频振动力使得整体碎裂均匀, 碎块大小和方向极其规律, 水泥板块产生斜向裂纹, 与路面呈30-40度夹角。水泥板块表层粒径较小, 较松散;下层粒径较大, 嵌锁良好, 使碎石层下部形成“裂而不碎、契合良好、联锁咬合”的块体结构, 具有良好的“拱效应”, 能将竖向压力变为水平推力, 利于从根本上减小或避免反射裂缝的发生, 对基层、路基及周围的结构设施无损伤。

3.3 施工程序

旧水泥混凝土路面共振碎石化技术施工程序:路况调查——清除沥青修补层——洒水湿润——试振——检测验证——共振碎石化——清除表面粗粒料——压实——技术指标检测——铺筑沥青混合料——压实——保养——开放交通。

3.4 试振

旧水泥混凝土路面共振破碎质量主要受到破碎机施工速度、振幅、破碎顺序、破碎施工方向以及不同基层强度、刚度条件、对破碎机调整要求等, 均对破碎程度、粒径大小排列和形成的破裂面方向影响。为了确保共振破碎质量, 实施共振破碎豢必须进行破碎试振。试振后, 通过开挖坑穴, 检验破碎粒径分布情况, 以及均匀程度, 确定破碎机施工参数及施工组织措施等。

3.5 破碎施工顺序

破碎前, 应对破碎车道水泥混凝土路面表面洒水湿润, 防止破碎时扬尘飞扬, 污染环境。破碎顺序一般由水泥路面外侧车道开始, 从边缘向中间破碎, 每次间隔20cm进行往复破碎。如果纵向车道作了纵向切割, 也可由中向边顺序破碎。破碎一个车道的宽度, 实际破碎宽度应超过一个车道, 与其相邻车道搭接至少15cm。

3.6 压实

压实前, 应清除旧水泥混凝土路面接缝内大于5cm的碎石块, 并对凹陷的路段采用级配碎石粒料回填。然后采用光轮压路机碾压密实。

3.7 技术指标检测

旧水泥混凝土路面实施共振碎石化后, 采取外观鉴别和实地检测相结合的方法, 选取具有代表性的路段挖坑穴抽样检验、检测, 一般每隔250m处距路边2.5m位置处开挖1㎡左右的坑穴, 深度至路面基层顶面, 分析共振破裂效果。鉴别板块内是否产生斜向受力和嵌紧结构, 判断、分析、评价共振碎裂技术作用力扩展到板块的何位置完成了能量的传递, 以及对板块周围的结构物和基层是否会造成损坏。同时, 定点检测沉降量, 回弹弯沉值测定、破碎状况检测、纵横坡度检测等。结果表明:共振破碎使旧水泥混凝土路面纵、横坡度发生变化较小;沉降量和侧向位移相对较小;回弹弯沉值测定旧水泥混凝土路面回弹弯沉值小, 共振碎石化碾压后回弹弯沉值大, 符合充当基层的回弹弯沉值, 铺筑沥青混凝土路面后路表回弹弯沉值测定小于路面容许弯沉值, 符合设计要求。

4 效果分析

共振碎石化技术铺筑沥青混凝土路面能够快速、有效地修建路面工程, 施工周期短, 环境污染少, 节省投资, 节约资源。共振破碎机正常作业每台班破碎一条车道1600-2700m, 采用流水作业法施工3-5天即可完成单车道铺筑沥青混凝土路面, 开放交通。若采用挖除旧水泥混凝土路面板块, 重新修筑基、面层, 施工周期长, 挖除的水泥混凝土板块废弃, 造成环境污染。遇雨、雪天气, 造成路基排水不畅、积水, 路基松软、强度降低, 直接影响车辆通行安全。104国道1687k+000-1693k+000路段和35省道临石线8K+700-9K+900路段实施共振碎石化技术铺筑的沥青混凝土路面表面平整密实, 建成通车后, 路面未出现网裂、裂缝和坑洞病害现象, 共振碎石化技术应用有效地控制和延缓了反射裂缝的发生, 路面技术状况良好。

5 结语

旧水泥混凝土路面采用共振碎石化应用技术, 通过破碎将旧水泥混凝土路面结构强度降低到一定程度, 防止反射裂缝的发生, 同时能够实现两者较好的平衡, 且具有快速、有效地修建路面工程, 改善路面状况, 施工周期短, 节约资源, 环境污染少, 有效解决面临水泥混凝土路面改造难题。采用传统的加层式或挖除重新铺筑法修建水泥混凝土路面已经不适应旧路改造, 施工周期长, 投资成本大, 浪费资源, 环境污染严重。在旧水泥混凝土路面维修改造时, 推荐优先选择共振碎裂化技术方法。尽管共振碎石化技术化后, 加铺沥青混凝土路面一般不小于15㎝, 但是, 采用较厚的沥青加铺层配合, 预期达到较长的使用寿命。采用共振碎裂技术是一项新的课题有待推广应用。

共振碎石化技术 篇2

旧路改造水泥砼路面碎石化改造技术探讨

针对旧路水泥砼路面出现唧泥、断裂、沉陷等等病害,预防和处理这些质量缺陷是确保旧路改造施工质量的关键.本文对旧路面高速化改造进行碎石化处治进行了总结,为旧路改造施工提供了经验与参考.

作 者：郑立书 作者单位：广东晶通公路工程建设集团有限公司,广东,广州,510635刊 名：中国新技术新产品英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS年，卷(期)：“”(12)分类号：U4关键词：旧路改造 碎石化处治 总结

旧水泥砼路面碎石化技术的应用 篇3

关键词碎石化；旧混凝土路面；改造

中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)012-0142-01

近几年，一方面大部分水泥路面使用年限较长，另外随着交通量的增加，特别是重载车辆的增多，水泥路面出现大面积病害，诸如错台、断板、沉陷等病害，严重影响了道路通行能力。另外虽然采取换板等养护措施，换板的养护时间长，速度慢，二次破损厉害，造成修不胜修的局面。如何解决旧水泥路面修复，成为我市公路养护部门的一个重要课题。

经多方调研论证发现，美国开发应用多锤头碎石化技术修复水泥砼路面取得巨大成功，2008年我市引进了该技术，并在105国道新干～吉水段旧水泥路面改造工程获得成功。本文以105国道新干～吉水段旧水泥路面改造工程为例，阐述了多锤头碎石化技术在旧水泥路面改造中的应用，并对技术应用过程中的一些问题作出思考和总结。

1工程概况

105国道新干～吉水段桩号为k1824+688~k1909+531，全长84.843公里，建于1988～1992年间，等级为二级公路。改建方案为全线设计标准采用原老路相关标准，保持老路面线型断面形式不变，超高不变，对老路面进行碎石化处理后，路面横坡作适当调整，在其上直接加铺沥青路面。全线标志标线按照新标准重新设置。

2多锤头碎石化技术

1）多锤头碎石化技术的主要设备。多锤头碎石化的主要设备是多锤头破碎机，该机由动力系统、转向系统、液压控制系统、破碎系统和机架等组成。后半部分为破碎系统，中间有2排3对650Kg的锤头，两侧各1对850Kg的锤头。每对锤头由1个液压缸进行提升，提升高度和速度可以独立调节。它的工作原理是通过液压泵向工作油缸提供高压油，工作油缸带动锤头上下运动，并通过数字控制，控制油缸的运动频率和行程，带动锤头砸向砼块而使它破碎。

2）多锤头碎石化技术的工作原理。多锤头碎石化技术的工作原理是利用多个锤头的自重交叉起落均匀冲击路面，在牵引车的缓慢行进中，使砼板破碎成碎块，根据地基与面板强度来调整行车速度，从而调整锤头落距，以控制板块破碎程度。然后用Z形压路机进行压实。其实质是在牺牲一部分结构强度和整体性，将差异沉降减低到沥青面层可以允许的范围内，从而比较彻底的解决反射裂缝，为沥青加铺层提供坚实、稳定的基础。

3多锤头碎石化技术施工前的准备工作

1）构造物、路面状况的调查和标记。多锤头碎石化施工前，要对施工路段上的桥梁、涵洞、通道和路面状况调查清楚，确定碎石化施工是否会对这些构造物造成直接经济损失，并对这些构造物的位置予以标记。施工时必须对碎石化影响范围内的这些构造物进行安全必让。另外还要对全线的路面状况进行调查，对破损特别厉害进行挖除，对部分修补沥青路面的全部凿初。

2）清理旧路路面。在碎石化之前，应清扫路面，清除旧路面杂物，并对修补的沥青材料和沥青灌缝材料全部予以清除，消除材料对路面改造质量的影响。

4多锤头碎石化技术施工工艺流程

1）在路面碎石化施工正式开始之前，选择有代表性的500m一个车道宽的路面作为试验段。根据经验采取落锤高度1.1~1.2m，落锤间距10cm左右，逐级调整破碎参数对路面进行破碎，目测破碎效果，当碎石化后的路表呈鳞片状时，表明碎石化的效果能满足规定要求，记录此时采用的破碎参数。为确保路面被破碎成规定的尺寸，在试验区内随机选取2个独立的位置开挖1m2的试坑，试坑的选择避开有横向接缝或工作缝的位置。试坑开挖至基层，以在全深度范围内检查碎石化后的颗粒是否在规定的粒径范围内。在正常碎石化施工过程中，应根据路面实际状况对破碎参数不断做出微小的调整。路面破碎时先破碎路面侧边的车道，然后破碎中部的行车道。两幅破碎一般要保证10cm左右的搭接破碎宽度。机械施工过程中要灵活调整行进速度、落锤高度、频率等，尽量达到破碎均匀。路面碎石化后应清除路面中所有松散的填缝料、胀缝料、切割移除暴露的加强钢筋或其他类似物。表面凹处在10cm×10cm以内，在压实前可以用密级配碎石回填，10cm×10cm以上的应利用沥青混合料找平，以保证加铺沥青面层的平整度。特别注意碎石化和非碎石化混凝土路面接缝应考虑相应的过渡措施，如在接缝上可设置格栅等。

2）破碎后的压实 ：压实的主要作用是将破碎的路面表面的扁平颗粒进一步破碎，同时稳固下层块料，为新铺沥青面层提供一个平整的表面。破碎后的路面采用Z型压路机和单钢轮压路机振动压实，压实遍数1~2遍，压实速度不允许超过5km/h。

3）乳化沥青透层的洒布：为使表面较松散的粒径有一定的结合力，使用慢裂乳化沥青做透层，用智能洒布车保证用量均匀的控制在2.5~3.0kg/m2。乳化沥青透层表面再撒布适量石屑后进行光轮静压，石屑用量以不粘轮为标准。

4）沥青混凝土下面层及上面层施工：沥青下面层及上面层的施工根据基层碎石化施工情况分段进行，确保铺筑上层时下层不受污染。上面层在下层完成后分别单幅连续摊铺完成，确保上面层色泽一致，表面平整。

5多锤头碎石化施工控制和注意的问题

1）破碎顺序及破碎要求：由于路面两侧缺乏侧向约束，容易破碎，一般情况下，应先破碎路面两侧的车道，然后破碎中部的行车道。同时，在破碎路肩侧时应适当降低锤头高度，减小落锤间距，即保证破碎效果，又不至于因动能过大而使破碎过度。机械行进过程中，要注意用横杆保持破碎位置。此外，多出头破碎操作次序应在满足破碎效果的基础上保证有利于表面排水。破碎后不但要消除原水泥混凝土路面的病害，使破碎的板块在平面上强度分布均匀并且具有一定的强度，而且破碎后的粒径要合理，不会产生应力集中，影响加铺沥青砼层。一般情况下，碎石化后路表呈鳞片状时为最佳破碎效果。

2）弯沉回弹实验代表值大于43（0.01mm）：按照105国道新干～吉水段的施工经验表明，对弯沉值过大的地段应采用挖除老路面，然后分析路基情况决定是否换填，采用5%水泥稳定碎石基层，然后加铺沥青路面。如果未挖除，则根据观察2年之后路面将缺陷龟裂等路面病害，路面质量得不到保证。

3）在路面中施工中要注意对老路面的填缝料、胀缝料、修补沥青材料的清理。

4）排水设施：在旧路面改造中一定要注意排水設施的设置，确保排水沟畅通，如排水不畅将严重影响到路面的使用寿命，造成路面早期水损害。

6多锤头碎石化技术的优点

通过105国道新干～吉水段（k1824+688~k1909+531）的旧路面改造，并经过近2年时间运营，多锤头碎石化技术具有以下优点。

1）有效的解决了旧路面改造过程中的反射裂缝问题。路面碎石化后破坏了原混凝土面板的板体性，破碎后的水泥块与原基层紧密接触，并在块与块之间形成牢固的嵌锁结构。并在表面形成一个松散层，经Z型压路机压实后，表面具有整体柔性，但同时又具有很高的强度及稳定性，路面回弹模量及弯沉值趋于平衡。

2）施工速度快、造价低：多锤头碎石化技术工艺简单、方便、快捷，且充分利用了原路面的材料，经测算在105国道新干～吉水段段（k1824+688~k1909+531）的旧路面改造中跟传统工艺比可节约造价23%。

3）符合可持续发展的的要求，碎石化技术有效的利用原水泥混凝土路面作为底基层，避免因废除旧水泥路面板块造成环境污染。其次多锤头破碎机在施工过程中产生的振动和噪音较小，一般不会对附近的居民生活产生太大影响。

7结语

多锤头碎石化技术基本解决旧水泥路面改造中发射裂缝问题，有利于提高旧水泥路面改造的施工质量，提高改造后的路面质量和使用寿命。同时，该技术利用碎石化后的原水泥混凝土路面作为底基层，节约了材料，降低了工程造价，符合建设节约型社会和国家可持续发展的战略决策；也避免了大量建筑垃圾的产生，避免了沿途植被的破坏，有利于保护生态平衡。该项技术不但施工周期短，而且可以半幅施工通行，把对人们通行的影响减到最小。但该技术是对原有路面结构具有破坏性的处理方式，因此，在应用前必须对相关问题进行周密的前期调查和分析，并结合工程的具体实际情况灵活运用。

参考文献

[1]王心扬,等.水泥混凝土土路面碎石化改造技术应用,筑路机械与施工机械化,2006,12.

[2]贺铭,等.多锤头碎石化技术在旧砼路面改造中的应用,重庆交通大学学报(自然科学版)2007,5.

[3]游小平,等.多锤头碎石化技术探讨,公路与汽运,2007,3.

共振碎石化技术 篇4

共振破碎法是通过将板块破碎后作为基层从而达到彻底消除反射裂缝的独特改建措施。原有板块破碎后, 整个加铺路面结构承载能力显著降低, 虽然各碎块间仍存在一定的嵌锁效应, 但该层的力学特性仍更接近于柔性基层, 其抗变形能力是一般高品质的密级配碎石的1.5倍~3倍。国内共振碎石化技术引入较晚, 尚处于试验性阶段。白洪岭等[2]通过对广西平百路水泥混凝土路面改造, 探讨了碎石化技术的施工工艺、技术要求和实体工程的应用情况。黄湖锋等[3]介绍了共振碎石化技术的技术特征, 并重点分析破碎颗粒对原路面强度的影响。熊志欣[4]对比了国外碎石化加铺层设计思路, 结合本国的实际情况, 得出碎石化加铺层采用多层弹性体系柔性路面的设计方法。赵剑[5]介绍了碎石化技术在旧水泥混凝土路面改造的应用, 分析了碎石化技术的强度形成机理。黄琴龙等[6]通过对上海沪青平公路和金山大道改建工程应用实例, 采用多种测试对共振破碎后的效果进行了评价。李云青等[7]介绍了共振碎石化修复技术, 并对其优缺点和技术特点进行了对比分析, 提出了修复设计优选的方案。

总之, 共振碎石化技术在公路行业中刚开始应用, 主要集中在破碎后粒径的研究、碎石化层作为柔性基层的可行性、碎石化加铺沥青面层设计上。共振碎石化在我国处于尝试阶段, 施工工艺、质量控制未统一标准。本文依托210国道大修工程, 以“防反射裂缝为核心, 控制路面强度为重点”, 对依托工程原有路面的病害和路面状况进行了阐述, 并对共振碎石化施工要求进行了说明, 研究成果对共振碎石化技术在我国的推广能够起到一定的作用。

1 依托工程简介

210国道觅子—盘龙湾段 (K850+000~K860+000) 位于陕西省铜川市, 路线长10 km, 为二级公路标准。原为沥青混凝土路面, 于1999年改建为水泥混凝土路面, 至今已14年, 路基宽度12 m, 路面宽度10 m, 两侧各1 m片石混凝土路肩。面层为25 cm水泥混凝土, 基层为原有沥青路面或局部碎石灰土补强和C10水泥混凝土调平层。由于近年来车流量剧增, 致使该路面强度降低, 破损严重。虽然对局部路段进行过整治, 但路面病害仍不断发展。图1为该段路面典型破损照片。本路段水泥混凝土路面状况总体较差, 路面病害主要以裂缝、填缝料老化脱落、板角断裂、板破碎、唧泥错台等为主。路面病害产生的主要原因有以下几个方面:1) 路面疲劳破坏。车辆重载化是加速该路段水泥混凝土路面破坏的主要原因, 由于区域经济迅速发展, 车流量增加且多为大吨位车辆, 超限超载严重。据统计, 双轴车辆总重量均在23 t~24 t、三轴车辆总重均在35 t~45 t, 重型荷载造成混凝土板块疲劳, 形成水泥板断裂、破碎, 使路面使用寿命大大缩短。2) 水损害。该路段水泥混凝土路面经过多年的行车作用, 面板块间相互挤压, 使路面接缝的填缝料老化松脱, 雨水等通过裂缝和接缝渗入基层, 造成基层软化。在车辆荷载的重复作用下, 出现基层承载力不足, 地基不均匀下沉。产生唧泥将基层细料冲走导致板端脱空、路面板块松动、错台、板角冒浆, 最后出现断板破碎。另外, 原路面局部路段水泥混凝土面板板块划分不合理 (长宽比大于1∶1.35) 也是水泥混凝土路面破坏的原因之一。

2 路面状况评价与路面设计

2.1 路面状况评价

旧路路况采用人工调查为主, 结合现场检测结果, 根据JTG H20-2007公路技术状况评定标准, 采用路面损坏状况PCI、行驶质量RQI和抗滑性能SRI三项指标综合评定, 评价结果见表1。依据陕西省公路局关于干线公路大中修的有关文件, 按现JTJ073.1-2001公路水泥混凝土路面养护技术规范规定, 二级及二级以下公路的路面破损状况等级为次及次以下时, 应采取全路段修复或改善措施。根据本路段的路面状况, 由于其裂缝率、断板率、坑槽等病害频繁, 水泥混凝土路面性能差, 无法直接应用沥青路面加铺等改建措施, 拟对该段水泥混凝土路面进行共振碎石化处理后加铺沥青混凝土面层的方案。

2.2 路面设计

旧水泥混凝土碎石化基层的抗压模量设计值为500 MPa, 面层为4 cm改性AC-16C+7 cm ATB-25, 层间处治为1 cm同步碎石封层+2 cm应力调平层, 基层为原水泥混凝土路面碎石化基层。设计路段的一般病害不予处治, 旧路面碎石化可自动消除。如混凝土路面裂缝等。对于唧泥引起的局部脱空路段, 在挖除破碎面板和湿软基层后, 采用水泥稳定碎石修补至设计的路面基层顶部。

3 共振碎石化施工技术与应用效果

3.1 共振碎石化技术简介

共振碎石化是一种路面破碎加覆盖技术, 就是将原有的水泥混凝土路面破碎成小颗粒碾压后直接作为基层或底基层, 再在其表面直接加铺沥青混凝土面层的工艺。碎石化不仅是一种破碎路面的工艺, 更是一种混凝土路面修复方法。它由共振梁破碎混凝土路面、正确设计和安装路边缘和地下排水系统、正确设计沥青罩面三个主要部分组成。

3.2 共振碎石化施工要求

1) 一般规定。a.碎石化施工应有完善的交通控制方案, 施工中还应注意扬尘控制。b.碎石化施工中机械施工参数采用通过试振确定的参数, 遇到路况发生较大改变地段需做调整。共振碎石化基本施工参数见表2。c.共振碎石化施工目标。保证旧水泥混凝土面层碎块尺寸及其分布满足要求, 不致使沥青加铺层产生开裂, 保证起到良好的防止反射裂缝作用;保证旧路地基受到的破坏足够小;保证碎石化道路处于良好的排水状况。d.应制定合理且完善的施工组织计划和实施方案。2) 共振碎石化施工交通控制及扬尘控制。碎石化范围内的出入口应有醒目的安全标记, 禁止无关车辆与人员出入。破碎施工须占用两条车道, 对于没有中央分隔带的道路, 应在道路中央设置隔离对向车道的设施, 施工作业区域的两个车道禁止交通通行。在隔离处设置明显的交通导向标志, 或派专人负责指挥交通。碎石化前可用洒水车在需碎石化的车道上洒水以控制施工中的扬尘现象, 洒水时间与进行碎石化的时间宜控制在半小时以内。共振碎石化施工效果图见图2。

3.3 工程效果评价

该工程2012年完工通车至今, 工程效果良好, 各结构层顶面弯沉值均在竣工验收弯沉值范围内, 共振碎石化段路面平整、密实, 无病害, 路况质量良好。

3.4 共振碎石化施工中存在的问题

首先, 路面破碎过程中粒径的变化, 使其不能像硬质岩块采用控制粒径来达到最大密度, 也不能将路面全部破碎成粉末通过最佳含水量来控制, 破碎层粒径的控制好坏直接影响到加铺层的使用质量。其次, 水泥路面上层受力大, 粒径较小, 破碎层下层结构破碎较小, 使原来的水泥混凝土路面变成特殊的柔性基层, 是否能保证路面及汽车荷载作用, 必须通过大量的试验加以验证;填筑好的碎石化下层随着大气降水、地下水及行车荷载等不利条件下继续破碎, 其是否会嵌入下层结构使上面层“脱空”从而使路面受压损坏还无从得知, 必须通过大量的试验来验证。

4 结语

为彻底解决水泥混凝土旧路碎石化改造过程中遇到的问题, 有必要对旧水泥路面破碎后碎石化层的属性、级配组成和承载能力等进行系统研究, 提出科学的加铺层设计方案和设计方法。将共振碎石化技术用于旧水泥路面改造对推动水泥路面材料循环再生利用、节能减排、绿色交通发展具有重要工程价值和现实意义。

摘要：以铜川辖区国道210觅子—盘龙湾段为依托, 分析了原有路面的病害情况及评定了路面状况, 提出采用共振碎石化技术方案对其进行大修, 主要论述了共振碎石化技术的基本要求和施工过程中存在的问题, 为共振碎石化在我国的推广应用提供了重要的参考。

关键词：道路工程,水泥混凝土路面,共振碎石化

参考文献

[1]Robert La Force P E.Performance of Colorado’s first rubblization project on I76 near sterling[R]Colorado:Department of Transportation Research Branch, 2006.

[2]白洪岭, 张健, 赵幼林, 等.旧水泥混凝土路面碎石化技术应用研究[J].公路交通科技, 2006 (5) :79-82.

[3]黄湖锋, 张洪举, 郑云青, 等.共振碎石化技术在水泥路面改造工程中的运用[J].路基工程, 2007, 5 (134) :104-105.

[4]熊志欣.共振碎石化技术在水泥混凝土路面“白改黑”工程中的应用[J].交通世界, 2011 (5) :89-91.

[5]赵剑.共振碎石化在白色路面改造中的应用[J].城市道桥与防洪, 2011 (8) :259-261.

[6]黄琴龙, 陈达豪, 凌建明, 等.共振碎石化在上海水泥混凝土路面改建中的成效[J].长沙理工大学学报, 2008 (8) :103-106.

共振碎石化技术 篇5

关键词 碎石化 水泥混凝土 大修工程 应用

下面就以“省道316巢庐路CLL-2标段水泥混凝土路面大修工程”为例，来谈一谈碎石化施工技术在水泥混凝土路面大修工程中的应用。

巢庐路CLL-2标段起讫桩号为K65+254至K70+000，全长4.75公里。路面为水泥砼路面，该路段的修建对沿线地区的经济发展起到了重要的作用。随着沿线地区经济的快速发展，其交通量日益增加，超载、重载交通较多，路面出现不同程度损坏，特别是冶父山至庐江段，原有路面已不能满足需要，对其进行大修成为亟待解决的问题。旧水泥混凝土路面在早期均出现了不同程度的病害，其主要原因是：重载交通的增长，或因混凝土面板偏薄，或因混凝土面板下基础缺乏稳定性，路面损坏严重，唧浆、沉降现象严重，路况不断恶化。巢湖市公路局大修工程部在对经济社会效益进行了充分比较后，决定对省道316巢庐路K65+254-K70+000段进行多锤头碎石化施工。

1.碎石化施工技术要求：

1.1机械设备的准备：

1.1.1多锤头破碎机：

巢庐路混凝土路面大修工程中采用的是山东公路机械厂生产提供的的自行式破碎设备，该设备采用进口液压元件及电器元件，性能稳定。设备后部平均配备两排成对锤头，锤头的提升高度在油缸行程范围内可独立调节，该破碎机具备一次破碎3.95米车道的能力，其主要技术参数为：型号 HB4000-2，工作速度 120 m/h，行驶速度8 Km/h，工作锤数量12个（包括边锤数量4个），发动机型号：额定功率2800 Kw，转速1500转，最大破碎宽度4 m，最小破碎宽度0.8m，破碎频率30-35次/分钟。

1.1.2 Z型振动压路机：

压路机采用的是山东公路机械厂生产提供的yz18a Z形振动压路机，单压实轮，自装配，自动力，携带Z型钢箍，通过螺栓固定在压实轮表面，碾压时应进行振动压实。它是用于破碎水泥混凝土路面后的表层补充破碎。

1.1.3 钢轮振动压路机：

该压路机采用的是徐工集团生产的XS260单钢轮振动压路机。单振动轮，自装备自动力， 21吨，施工中采用振动压实。该压路机用于摊铺沥青之前，在Z型压路机之后压实破碎后的混凝土表面，也用于修复破碎后通车的特殊路段。施工时按标准规范执行。

1.2制定临时交通管制方案：

由于进行碎石化处理的施工路段在没有摊铺完沥青混凝土面层之前是不允许开放道路交通的，因此,在施工期间对交通管制的要求相对就比较高，为了确保碎石化技术的处理效果, 实行半封闭施工，根据施工计划先封闭右半幅，左半幅通车，等右半幅摊铺完水稳后再封闭左半幅，右半幅通车。

1.3做好隐蔽构造物的调查：

进行破碎施工前，结合设计图纸提供的隐蔽构造物的分布情况，如：半幅扩建的涵洞、通道、地下管线等情况进行调查，标记结构物的位置。以确定破碎是否会对这些构造物造成损坏。正常情况下：

首先，埋深在1米以下的构造物（或管线）是不会由于破碎而带来损坏的，可以正常施工。埋深0.5-1.0m的构造物（或管线）可能因为路面碎石化而受到一定影响，这种路段可以降低锤头高度进行轻度打裂。埋深不足0.5m的构造物（或管线）以及桥梁等，应禁止破碎，避让范围为结构物端线外侧3m以内的所有区域。

其次，距路肩10m以外的建筑物不易因路面碎石化受到破坏，这种路段可以正常破碎；对于路肩外5-10m范围内存在建筑物的路段，施工时应降低锤头高度对路面进行轻度打裂；对于路肩外5m以内存在的建筑物的路段，应禁止破碎。

1.4清除存在的沥青面层：

在碎石化前，应清除旧水泥混凝土路面上的沥青修复材料，因为这些材料的存在，会影响到破碎处理的效果。

1.5其他要求：

任何与施工期间维持交通无关的路面加宽或路肩修复，也应在施工之前修复到混凝土路面的高程。

2.碎石化施工工艺及施工方案：

2.1路面碎石化前的处理：

2.1.1修复旧混凝土路面基层病害：

在路面破碎前对因基层强度不足而产生的唧泥、沉陷、断裂严重病害板块挖除，采用原路面基层材料进行更换基层，若发现底基层损坏，应一起更换底基层，然后重新铺筑C35（或与现状混凝土面板相同的标号）混凝土面板。

2.1.2排水系统设置或修复：

对任何路面而言，要获得良好的使用性能，完善的排水设施是必不可少的，在存在下列问题时需要设置横向排水盲沟：凹形竖曲线、现有混凝土板块明显唧泥、平曲线超高段的底边及所有其他存在排水问题的区域。如果条件允许，至少应在路面碎石化施工前两周应使排水系统投入正常允许。

2.2施工工艺：

2.2.1施工放样：

每10m或25m在路中线、左、右幅中线（车道位置），左右幅边线用线标记点位。测量三点高程，计算设计与原地面高差。便于调平层施工依据作参考。

2.2.2施工要求：

首先，摊铺面层前的最长间隔时间。除非监理工程师另有批准，在混凝土破碎和摊铺水稳碎石底基层之间的最长间隔时间不超过48小时。

其次，路面破碎要求。要把75%的混凝土路面破碎成颗粒(肉眼观测)表面最大尺寸不超过7.5厘米，中间不超过22.5厘米，底部不超过37.5厘米。若破碎后的块径超过最大尺寸，应用密级配的破碎粒料替换并压实到监理工程师满意。在独立的软土地基区域，破碎难度大，可能不能达到以上的粒径要求，这些暂时不予破碎处理的路段，可采用预裂并压实的工艺进行处理。在任何情况下，表面的最大粒径不超过30厘米且大部分裂缝应延伸到混凝土路面的全部深度。采用其他的破碎方法时应获得监理工程师的批准。

操作的次序首先由施工协作队对路面排水系统进行修通，有利于表面排水，

由于路面的横坡，新铺沥青面层底层或基层底层边缘可能存水，因此根据排水方向确定哪一个车道首先破碎是很重要的，特别是超高段多车道为同一坡度时，破碎从路拱高出车道依次开始。

原来挖补的部分有许多是超厚的，对于这些部分，相应的破碎尺寸可增大到正常厚度的中间层22.5厘米的要求。达到正常厚度板的中间层破碎尺寸要求且裂缝间距小于45cm时被认为是合适的。破碎施工绝不允许因破碎造成隐蔽构造物的损坏，所有设备应严格遵守桥涵的吨位限制。

2.2.3选定代表性路段进行破碎试验：

在认可水泥路面破碎机破碎程序之前，经监理工程师认可。试验路段应为监理工程师在工程项目范围内确定的位置，尺寸为车道全宽，长度为100m进行控制。施工时应记录不同的破碎情况下相对应的水泥路面破碎机设置的参数,如锤头高度和地面行驶速度等。

当试验段完成后，为了进一步验证水泥路面被破碎后的具体尺寸，确保路面被破碎成设计图纸规定的要求。根据设计要求、在业主、监理现场旁站的前提下，应在两个独立的位置开挖0.929平方米的试坑，施工时开挖试坑进行检查。试坑不能选择在有横向接缝或工作缝的位置，路面破碎粒径应在全深度内检测，试坑应用密级配碎料回填并压实至工程师满意。通过试验段破碎，最终确定符合施工要求的破碎设置参数。如果破碎的混凝土路面粒径没有达到要求，那么破碎程序必须进行相应调整并相应增加试验区，以保证结果满足要求。最终，符合要求的MHB的设置应纪录备查。破碎的程序应得到监理工程师和施工单位双方的认可，确定的程序将用于试验区之外的路面破碎。施工时应不断监控破碎操作并在施工过程中不断地进行小的调整以确保破碎结果满足要求，如果为达到要求，MHB的设置应进行大的调整时，施工现场技术人员应通知监理工程师，经调整后破碎粒径符合设计要求，监理工程师同意才进行试验区以外的路面破碎。

决定将k65+725-k65+925段作为碎石化试验段，长度为200m。试验路段确定的破碎程序将用于本工程。在施工过程中应不断检查破碎作业情况，并根据需要对设备进行细微调整，以确保达到施工质量要求。

2.2.4确定具体的工艺技术流程：

在实践推广过程中，该项技术经过最近几年的不断优化、不断发展，目前已经形成了一套较为成熟的工艺流程，主要的工艺流程为：

MHB破碎一遍→Z型压路机振动压实2遍→采用级配碎石回填局部凹处→光轮压路机振动压实4~5遍→测回弹弯沉值→挖换弹簧板块→光轮压路机静压2遍→测回弹弯沉值（底基层面控制弯沉）→得4~12小时后摊铺调平层（根据设计高程与破碎后路面高程差减去补强厚度（34cm）所得。

2.2.5与相邻车道的连接：

破碎一个车道的过程中，实际破碎宽度应超过一个车道，与相邻车道搭接一部分，宽度至少是15厘米，这样，即使临近车道尚未破碎时，已破碎车道也可以摊铺沥青面层或调平层基层，而且摊铺部分也不会超过已完全破碎的路面而覆盖未破碎的路面从而影响临近车道的破碎。

2.2.6主要技术控制措施：

碎石化质量控制的指标主要有破碎率和破碎尺寸两项。一般情况下，要求把75%的水泥混凝土路面破碎成表面最大尺寸不超过7.5cm，中间不超过22.5cm，底部不超过37.5cm的粒径。破碎后颗粒尺寸可通过调整重锤下落高度进行控制。

碎石化后混凝土颗粒间应形成紧密嵌挤结构，颗粒应嵌入或紧贴旧路基层，消除脱空板原有间隙。破碎时，与相邻车道衔接宽度应大于15cm。破碎后路面不得开放交通，若通车造成破碎后路面不平整或透层油粘结层损坏，应重新压实。

碎石化效果不仅用回弹弯沉或回弹模量作为评价指标，还需结合破碎层的强度变异性进行综合评定。对局部弹簧板块的挖换，应在旧路面破碎后进行，换挖板块需通过回弹弯沉测试确定。

碎石化后沉降量受旧路路况影响较大，不宜作为碎石化技术控制指标。水泥混凝土路面破碎后封闭交通，以免影响破碎层强度均匀性。

2.2.7施工中和施工后修复软弱基层或底基层：

有时部分单独的软弱基层或底基层会在破碎施工时发现，而且用以上的几种办法也不能进行破碎，同样的情况也可能发生在压实操作中，不论何种情况，应按监理工程师的指令进行修复。

2.2.8清除原有填缝料：

在铺筑面层以前所有松散的填缝料或其他类似物应进行清除，如需要应填充密级配碎石粒料。

2.2.9凹处回填：

不应修整破碎后混凝土路面或试图平整路面以提高线形，这样将破坏混凝土路面碎石化以后的效果。在压实前发现的5厘米的凹地应用密级配碎石粒料回填并压实到工程师满意的程度。对于修复处压实后的高程，应修整出等于或好于周围混凝土路面状况的平滑表面。重要的是确定凹地是否是由于路基或低基层的不稳定造成的，如果是由于软弱地基造成的，该区域将按前述软弱地基的方法处理。

2.2.10破碎后的压实要求：

压实主要作用是将表面较长较宽的颗粒进一步破碎，紧固下层块料以增加结构强度。在潮湿条件下不应进行压实操作，以避免损坏下面底基层。应避免过度压实，特别是在稳定性有问题的地方。

首先，Z型钢轮压路机振动压实。压实的主要作用是将破碎的路面表面的扁平颗粒进一步破碎，同时稳固下层块料，为新铺的水稳提供一个平整的表面，破碎后的路面采用Z型压路机振动压实3遍，压路机压实速度不允许超过5km/h。

其次，光轮压路机振动碾压。调平后的碎石化路面采用光轮压路机振动压实3遍，压路机压实速度不允许超过5 km/h。在路面综合强度过高或过低的路段应避免过度压实，以防造成表面粒径过小或将碎石化层压入基层。

最后，破碎混凝土路面的检验性压实。检验性压实，是指在有问题的区域有意识地用荷载检验破碎后的混凝土路面和路基基层结合料的稳定性。按工程师指令，通常用加载的双轴卡车进行。本过程有利于确定在破碎或压实过程中未发现的薄弱区域，但仅在沥青面层操作之前进行，使用方法必须避免过度压实对破碎基层的损坏。

3.破碎混凝土路面养护：

除了指定的用于开放横穿交通的区域外，破碎后的混凝土路面的任何路段均不得开放交通（包括不必要的施工运输），在这些区域开放交通不得超过24小时，施工时我段采取半幅通车半幅施工的顺序，确保碎石化后砼路面的养护质量，包括如果破碎材料由于开放交通而松散或不稳定而进行的重新压实。不稳定路段的处理按软弱地基路段进行。

共振碎石化技术 篇6

【关键词】公路工程控制；碎石化技术；改造施工

一、前言

当前我国大部分地区已经建立了相对完善的市政公路交通网络，尤其是近些年大型市政公路网络的普遍建设，使得市政公路运输成为了国内最主要的运输方式之一。公路关系民生问题，道路的质量关乎人们出行安全。当旧公路需要进行修复时，要借助先进的技术保障修复工作高效进行。文章讲解碎石技术的使用，技术使用前的准备，技术使用中注意事项等等。我国旧公路数量比较多，对旧公路进行改造是一项重要工作，需要引入关键技术，分析路面情况，控制影响因素，使得碎石技术被广泛使用，提升旧公路修复能力，延长公路使用寿命。

二、碎石技术使用前准备

第一，路面沥青表面进行清理处理，保障表面干净。由于道路比较支离破碎，当受到沥青层影响之后，施工单位在执行碎化之前，保障旧水泥混凝土路面清理，才能执行碎石工作。

第二，一些隐蔽性比较强的构建，要对其进行调查和标准工作处理了，为了保障碎石技术顺利使用，这些隐藏的构造会对技术使用产生影响。因此，需要进一步开展调查。调查依据主要依靠设计图和隐藏构造实际情况来确定。调查主要包含暗涵和地下管道两个层面。从以往的施工经验中看出，碎石技术的使用，不能对隐藏的构造有影响。当隐藏的构造在地面1米位置时，就不会产生影响。在施工中，如果没有办法避免这些问题，施工单位施工进度将会被影响。因此，需要制定出一系列的方案，应对使用难题，而方案的制定最根本的目的是保障碎石石化过程中不会遭到破坏。

第三，桥梁连接位置技术准备。施工单位连接审查阶段，需要根据标准执行工作。在此之前，破碎位置可以借助路面高程设计实现桥梁接搭。路面的沥青面罩厚度保持一致，路面无法在继续破碎时，就要对其进行平整处理。

第四，管制交通。当沥青路面还没有铺好之前，车辆是无法在路面上行驶的。交通管制对于碎石化技术有着高标准要求。为了保障路面平整效果，要对路段进行封闭，保障路面碎石技术使用效果。路肩的修复也比较常见，拓宽路面作业执行过程中，要同混凝土路面标高一致。然而修复工作执行过程中，一般和维护次数没有太多联系。在进行碎石化技术使用之前，就需要对路面进行修复。

三、碎石化技术在旧公路改造中应用

（一）地面破碎

公路地面有破碎，大约四分之三的路面都会被碾压成小粒径，这些粒径看起来有一定尺寸大小。底端要小于37.5cm，表面要小于7.5cm，中部的直径大小要控制在22.5cm内。原有的填缝料要对其进行清除，清理填埋余留下的材料，还有施工垃圾。并且要在沥青面层之前将其全部完工。凹面回填处理，在处理路面凹处的时候，如果是为了保障线性而对路面进行平整，实现路面修复，这就需要引入碎石化技术，会产生了良好影响。密集配碎石料回填不平路面，填充的距离为5层面，然后在进行压铺，这就能实现路面平整目的。在该过程中，为了不阻碍排水功能的实现，选择破碎混凝土路面碎石化技术，这是一个非常有效的方法，实现从高处向低处实现路面平整。

在相邻的车道连接位置，破碎的车道是有一定要求的。一般而言，上坡的碎石宽度车道破碎问题较为严重，同车道间需要隔离出15cm距离的搭接。乳化沥青透层油使用于路面上，施工单位直接碾压路面之后，可以使用50%的乳化沥青对路面进行处理。沥青的使用量最好控制在2.5到3.5kg/m2之间。路面覆盖上沥青之后，就能较好的实现防水，能够提升路面使用效率。

旧公路路面一般都破碎了，混凝土的使用要避免因为扰动而破裂。降低碎石技术完成后路面扰动问题加重，可以最大限度的减少车辆通行的次数，控制好载物重量。当车辆多次碾压，道路表面已经有很大损坏，这要求施工到位再次对路面进行碾压处理。借助密集配结构实现路面碎石化处理，这是最佳选择方式。该面罩厚度控制在15cm内，旧公路处理的效果会更加明显。

当正式进行旧水泥混凝土路面改造之前，施工单位对路面进行测试，当验收合格之后，才进行大面积的碾压施工。一般道路工程的开工都是建立在验收合格允许基础上执行的。试验路段应该选择比较典型的项目工程开展，保障有合适的车道宽度，试验路段的长度最好是在100米到200米之间。在实验路段进行路面平整施工，全过程要由监督施工方随从，对道路不同的破碎程度进行相应的登记。为了使得路面的水泥混凝土被碾压成合适的尺寸，施工单位在进行试坑之前开挖。试坑的位置不能选择在横向接缝或者施工缝位置。道路路面会有很多碾压的碎粒，碎粒应该在合适的控制范畴内，当达到实验需求之后，才能会路面进行回填处理，直到颗粒达到标准需求。在整个路段施工进程中，同施工单位一并对路面信息进行登记，做好记录工作。得到了记录是作为碎石化施工需求参考标准。在该过程中，监督施工单位不断开展的破碎操作，需要不断的进行反复操作调整确定出最终的数值，将其当成最基本的标准参数。

结束语

总而言之，当前市政公路工程，旧水泥路改造工作有待提升，工程所处的环境条件都比较复杂，社会环境要求更加復杂。一般都会受到诸多因素影响，对技术要求更加高超。从某种意义上看，市政公路旧水泥路面改造，是一个技术改造过程，对每个环节都需要进行严格技术管理。然而，市政公路旧水泥混凝土改造是一个大难题，每一个路段的改造都应该严格控制，保障碎石化技术使用效果。

参考文献

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[3]王亚洲.具有可控拓扑排列或次级结构的电纺纳/微碎石技术的机理和应用研究[J].生物医学工程 重庆大学，2009（学位年度）

共振碎石化技术 篇7

1 工程概况

1.1 旧路技术标准和路面结构

潭耒高速公路旧路的主要技术指标为:路基宽度:28 m, 设计时速:120 km/h, 行车道宽:2×7.5 m, 停车视距:210 m, 最小平面曲线半径:1 000 m, 最大纵坡:3%, 桥涵设计荷载:汽—超20, 挂—120。2000年12月26日开放交通试运营。潭耒高速公路全线采用水泥路面, 原水泥路面结构典型横断面见图1。水泥路面结构由下至上分别由15 cm 4%水泥稳定砂砾底基层+17 cm 6%水泥稳定砂砾基层+沥青封层+27 cm C40混凝土面层, 混凝土板接缝设置了传力杆。

1.2 共振碎石化试验路加铺层结构方案

为了给湖南省高速公路水泥混凝土路面改造项目提供比选方案, 在广泛论证的基础上, 经湖南省交通运输厅批准立项, 在潭耒高速公路提质改造工程 (一期) 项目中修筑了半幅1.3 km的共振碎石化后直接加铺沥青面层的试验路段, 共振碎石化的路面结构方案及各层的参数取值如表1所示。

1.3 交通量分析和弯沉计算

旧水泥路面共振破碎加铺沥青面层结构, 按沥青路面多层弹性体系模型进行理论计算。参照京港澳高速公路湖南耒宜段沥青路面设计弯沉值Ld=18.51×10-2mm, 反算出设计年限内一个车道上的累计当量轴次数为3 578.69万次, 属特重交通。

共振破碎后结构转变为柔性结构, 根据JTG D50-2006公路沥青路面设计规范规定路面结构类型系数Ab取1.6, 公路等级系数取1.0, 面层类型系数为1.0, 计算出设计弯沉Ld=29.6×10-2mm。

2 共振碎石化层模量确定

旧水泥路面共振碎石化后仍然是承重层, 沥青加铺层主要起表面功能、减小温度效应和减缓荷载应力水平作用[4], 共振碎石化层回弹模量比水泥混凝土板的模量小很多, 故碎石化后加铺沥青面层的弯沉值比直接加铺沥青面层弯沉值大很多。

现行的规范对碎石化后的回弹模量的参数的取值尚无明确的规定。本文按现行规范的要求, 采用承载板法对共振碎石层的回弹模量进行了测定, 然后采用10 t钢轮压路机碾压2遍~3遍, 使表面松散的颗粒稳定下来, 再进行测定对比。在摊铺沥青面层以前, 待乳化沥青同步碎石封层破乳以后再进行回弹模量的测定以检验碎石层板结效果。其分析计算结果如表2所示。

由上述的实测结果可以看出:

1) 回弹模量的离散性较大。主要原因是混凝土面板在不同的年份内换过, 混凝土板的品质相差较大, 其强度也存在较大的差异。在共振碎石化的时候无法及时调整共振频率, 造成混凝土板的共振效果相差较大。共振效果好的回弹模量适合, 共振效果差的回弹模量较大。2) 经过钢轮压路机压过以后, 碎石被压紧, 其回弹模量有显著提高。其计算结果与级配碎石相近。3) 洒铺乳化沥青, 待乳化沥青破乳后对共振破碎后的上层碎石有一定的板结作用, 碎石的板结可提高回弹模量。4) 碎石化层性质与级配碎石相近, 但共振碎石化层的回弹模量较级配碎石大, 如按照级配碎石进行取值会超出规范规定的上限值。

MPa

3 加铺路面结构承载能力计算

采用软件HPDS-2011进行计算时, 采用改建的高速公路模式进行承载能力计算。改建前原路面的当量回弹模量按照旧水泥混凝土路面的基层当量回弹模量进行取值, 用路面的设计弯沉值和各层的层底容许拉应力进行厚度的验算和设计, 分别进行了粗粒式沥青混凝土AC-30和共振碎石化层厚度的计算。

共振碎石化层的回弹模量分别取共振破碎后、光轮压路机碾压过后、洒铺乳化沥青后三种情况的平均值, 取463 MPa, 656 MPa和988 MPa进行计算。其结果如表3所示。

计算分析结果表明:

1) 采用上述的加铺方案, 共振碎石化层回弹模量取测量的最小值时也可满足小于设计弯沉值 (0.296 mm) 的要求, 故4 cm SMA+6 cm AC-20+10 cm AC-30的方案可行。

2) 共振碎石化层的模量值对路表弯沉的影响较大。随着回弹模量值的增大, 弯沉值会减小。回弹模量增大一倍, 弯沉值减小17%。

4 共振碎石化试验路后续弯沉检测

现行的JTG E60-2006公路沥青路面设计规范规定采用弯沉代表值进行评定[5], 即采用下式进行计算:

其中, l0为路段的代表弯沉值, 0.01 mm;为平均弯沉值, 0.01 mm;S为弯沉标准差, 0.01 mm;Za为保证率系数, Za取1.645;K1, K2, K3分别为季节影响、湿度影响以及温度修正系数。

试验段在加铺沥青面层后, 利用贝克曼梁按规范的要求进行了2次弯沉测试 (沥青加铺层修筑完成之后、通车3个月) , 由于弯沉测定的结果变异性较大, 故上式计算出的弯沉值较大, JTG F80/1-2004公路工程质量检验评定标准规定可将超出的弯沉特异值舍弃[6], 重新计算平均值和标准差。测定和计算结果如表4所示。

由上述的实测结果可看出:

1) 共振碎石化试验路段弯沉值较未破损前路面大, 说明碎石化效果良好, 原水泥路面起到了柔性基层的作用。

2) 实测弯沉值较计算弯沉值大, 其值与设计弯沉值相差不多。特异值对路面弯沉值的影响很大, 必要时需对特异值剔除。

3) 经过三个月的行车荷载作用以后, 测定其弯沉值明显变小, 主要原因是共振破碎的碎石在行车荷载作用下进一步挤密, 使测得的弯沉值变小。

5 结语

1) 共振碎石化模量与共振破碎的效果 (破碎后的粒径、均匀程度等) 有很大关系。洒铺乳化沥青有助于表层碎石板结提高回弹模量。2) 在国内外研究中, 共振碎石化层回弹模量按照什么材料进行取值还没有一个明确的标准。本文是按照级配碎石进行取值, 实测共振碎石化层回弹模量超出规范规定的级配碎石模量上限值, 造成实际测定弯沉与计算弯沉不符。3) 采用弯沉指标评定承载能力, 实测值与计算弯沉值相差不多。经过车辆荷载作用后共振破碎层可进一步压实, 可减小其弯沉值。

摘要：以某工程实例为依托, 对共振碎石化的承载能力进行了探讨, 采用承载板法分别对共振破碎后、碾压后、透层沥青破乳后的回弹模量进行测定, 分析了共振碎石化层取不同模量时承载能力变化规律, 并根据试验路实体工程的实测数据进行了分析论证, 为后续的旧水泥混凝土路面改造提供参考。

关键词：道路工程,共振碎石化,弯沉代表值,回弹模量,HPDS计算

参考文献

[1]周富杰, 孙立军.复合路面荷载型反射裂缝的力学分析和试验路验证[J].土木工程学报, 2002, 2 (1) :50-56.

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[5]JTG E60-2006, 公路沥青路面设计规范[S].

混凝土路面碎石化的技术应用 篇8

某路段2003年分段进行大修, 采用了MHB碎石化工艺, 该段长度共计27km, 为了解工程路段原来的基本情况, 选取其中代表性路段1.5km进行调查的基本病害情况如下:

(1) 出现的主要病害为各种类型的裂缝和断板, 以及部分表面缺陷; (2) 所调查路段总的断板率为21.2%, 其中行车道的破坏情况尤为严重, 断板率达到了40.1%, 路面破损状况相当严重; (3) 南幅路面的破损状况比北幅严重得多, K18+500-K20+500段 (南幅) 的断板率为K21+300-K22+600 (北幅) 的两倍以上; (4) 试验段破坏类型主要为各种类型的裂缝、断板以及局部的沉陷、唧泥, 发生结构性损坏的板较多, 路面亟待改造; (5) 根据《公路养护技术规范》 (JTJ073-96) 中3.4-10养护对策规定, 坏板率在15%-50%之间, 必须安排大中修进行处治。因此, 试验段必须进行改造; (6) 通过DCP测试, 原路路基CBR平均值为22.1%, 符合碎石化的条件。

2 经济性分析

为便于对水泥混凝土路面大修方案进行经济性分析, 分别选取采用压浆稳固后直接加铺15cm沥青混凝土路面、冲击压实后加铺32cm水泥稳定碎石基层再加铺15cm沥青混凝土路面, 与碎石化后直接加铺18cm沥青混凝土路面三种方案进行经济比较分析。为便于对水泥混凝土路面大修进行经济分析, 选取长度为1000m, 宽度按照10m计算, 面积共计10000m2。修补面积每增加5%, 综合计算第一、二项费用, 将以55000元为总额升高。在使用以上加铺方案的情况下:

修补10%PCC路面直接加铺HMA面层143500元

修补15%PCC路面直接加铺HMA面层1490000元

修补20%Pc C路面直接加铺HMA面层1545000元

修补25%PCC路面直接加铺HMA面层160000元

本路段基本符合碎石化条件, 需要更换的破碎板数量不大, 可忽略不计算。

通过分析说明:20%的路面需要修补, 是采用修补和碎石化技术的平衡点。该工程所调查路段总的断板率为21.2%, 其中行车道的破坏情况尤为严重, 断板率达到了40.1%, 需要修补的面积超过20%, 选用碎石化方案较为经济, 方案可行。

3 碎石化施工技术

碎石化施工工艺流程。水泥混凝土碎石化施工工艺流程:施工准备→清除路面杂物→多锤头破碎机安装就位→旧路面破碎施工→重型压路机碾压密实→检测压实度及碎石化程度→表层灌浆封浆处理→碎石化施工验收→进入下一道工序。

3.1 碎石化施工

(1) 采用RMHB破碎机进行破碎。施工前先选择长50米的一段路作为试验段确定所需参数, 并选取试坑确认破碎效果。破碎前要确定锤的破碎点, 一般锤距为50cm左右。路面破碎的形状必须成“锯齿”拼图状, 所有的碎粒处于互相啮合, 未被打乱的状态, 这样可使交通负荷向更大的范围分散;碎粒共同“工作或弯曲”, 将负荷分散到更大的范围。经过碎石化后, 水泥混凝土颗粒的粒径不大于40cm, 且75%以上的颗粒在深度方向的分布满足:表面最大尺寸不超过7.5cm, 底部不超过37.5cm。 (2) 破碎的混凝土的固定。破碎的混凝土的固定方法是用重型静碾压路机碾压, 以重型轮胎压路机为首选, 因为钢轮压路机或振动压路机在碾压时接触面不均匀, 尤其是振动压路机会使一些小型碎块下沉, 造成破碎块体更加松动而不能起到固定作用。根据以往的经验, 采用50T的重型轮胎式压路机碾压几遍的固定方法对破碎的混凝土碾压有很好的作用。对于一些破碎后产生的混凝土过分剥落、形成缝隙较大的部分, 采用砂浆灌浆及封浆处理, 以保证加铺结构层以下没有空洞。破碎与固定同步进行:同步进行主要是利用重型轮胎式压路机对水泥板进行碾压, 使旧水泥板完全破碎并与下步结构层充分接触, 同时保证水泥混凝土板体保留大部分强度。利用压路机本身的重力及工作时的冲击力来完成的, 其工作时压路机碾压力可以达到250T, 利用大的冲压力将水泥混凝土面板压裂并将板体压实以起固定作用。指标控制一般采用高差控制, 高差的控制方法是在施工前, 每车道50米确定一点测定其高程, 施工时每碾压5遍测一次, 当前后两次高差小于5mm时, 即认为破碎并碾压密实。 (3) 碎石化与非碎石化混凝土路面接缝处设置土工格栅。

3.2 施工质量检测

碎石化大面积施工前, 需选择具有代表性路段作为试验段, 其长度最小100米, 在该试验段中安排不同锤迹间距 (2cm左右级差) 的子区段, 每段长度不少于50米, 其分界要标记清楚。施工后, 需检测回弹弯沉 (或回弹模量) , 验证其是否满足变异性要求。推荐采用回弹模量指标, 测试的点位随机选定, 并应不少于9个, 其指标应在250mp-450mp之间, 如果不满足, 要增加试验段长度并根据增加落锤高度或减少锤迹间距的方式调节, 已使其破碎程度增加, 变异性减小, 直至达到前述质量控制指标要求。进行大面积施工过程中, 要注意单幅路面长度破碎超过1KM时, 在破碎粒径发生突变处挖试坑抽检, 验证粒径是否满足要求, 如果不满足要作小幅调整, 在此过程中无需继续检测回弹模量指标, 而以试坑粒径状况与试验段有无显著差别作为判断是否合格的依据。

3.3 施工注意事项

根据路面碎石化工艺施工特点, 施工质量方面需要注意的环节有: (1) 排水设施的设置及施工过程中的防水、排水。在路面碎石化前应设置好排水设施。建议在路肩部位设置碎石盲沟, 使破碎后的旧路面层、基层和路基处于较好的排水状态, 为加铺层提供足够的支撑强度。旧水泥混凝土板块在破碎后很容易受到雨水侵入, 所以破碎完成后, 加铺新路面结构前要做好防水工作。要求后续的摊铺工序在碎石化完成后尽快开始, 如果不能及时摊铺, 则应采取临时防水措施 (如加盖塑料薄膜等) 减少雨水侵入。 (2) 试验段施工及正式施工过程中对破碎情况的监控。因为粒径于破碎层的强度特性直接相关, 所以控制破碎粒径是施工工艺中的重要环节。在正式进行大面积施工前, 应安排试验路段进行破碎, 详细了解破碎后的粒径分布情况、强度及均匀性, 找出能够满足破碎要求的MHB设备控制参数, 指导全路段施工。进行大面积施工时, 应密切关注混凝土板表面破碎状况。当某一施工路段表面粒径发生显著变化时, 应通过开挖试坑的方法核查板体内部粒径分布情况, 如不满足要求, 应及时调整MHB设备控制参数, 直至满足要求。

摘要：混凝土路面的碎石化是一种原位利用原水泥混凝土路面的手段, 在原水泥混凝土路面末期, 其他方法不能起到好的效果时可以采用。

关键词：混凝土路面,碎石化,技术应用

参考文献

[1]刘丽轻.水泥混凝土路面碎石化技术应用[J].交通世界 (建养.机械) , 2012 (11) .

共振碎石化技术 篇9

1 碎石化技术原理及适用条件

1.1 碎石化技术

碎石化技术是通过将面板破碎为小块以显著减小面板的有效长度, 即可大大减小接缝和裂缝因温度变化所产生的水平位移, 从而降低面层底部的拉应力和剪应力以消除反射裂缝, 破碎后的路面可有效消除原来存在的碱硅相互反应的问题, 并大大减小了水泥路面重新修筑的时间及造价, 即在损失部分结构强度和整体性的前提下降路面在温度、湿度变化和荷载作用下的位移降低到面层允许范围内, 从而可彻底解决反射裂缝。

1.2 适用条件

若原路面存在裂纹、接缝等路表缺陷, 原路面出现连续不断的损坏, 并存在超过25%的开裂, 20%以上的路面已经修补或需要修补, 并存在严重的冻胀开裂和碱集料反应, 路基材料损坏严重而不能承受破碎所产生的巨大震动, 或地下水位较高及路基积水路段或含有较湿的粘土或泥沙现象。

2 碎石化施工技术

1) 施工准备。在进行破碎化施工前应将路面杂物清除, 并应清除松散的填缝料、胀缝材料及其他类似物;应标记原有结构物的位置并明确避让范围, 并应明确沿线涵洞和管线位置, 施工前应将沿线涵洞和管线重新调查并复核以确保位置和角度准确;若原路面存在软弱基层和底基层则应将其用级配碎石填充并压实。2) 试验段。在进行大规模碎石化施工前应选择试验段进行施工, 可在试验段内开挖两个试坑用来记录不同的破碎情况对应锤头高度、频率及地面速度等参数, 试坑面积一般为1m2左右为宜, 在试坑选择时应避开存在横向接缝和工作缝位置, 路面破碎粒径应在全深度范围内检测, 检测后的试坑应用密级配碎石料回填并压实, 若试验段的路面粒径不能达到要求则应及时调整其破碎程序, 同时应增加试验段以保证满足要求, 最终通过试验段情况确定试验段之外的路面破碎。3) 设置排水设施。碎石化施工前应设置边沟等以保证排水, 若设置边沟存在难度也可将路面外侧挖除至较低高度以便于水能从问题区域内排放;对于软弱路基或地下水位较高的区域则应提前排除路基内水体以保证路基稳定。4) 破碎施工。结合试验段所获取的最佳破碎落锤高度、锤距及行走速度进行破碎, 一般情况下先破碎路面两侧车道后破碎中部行车道, 破碎过程中应采用横杆保持破碎位置, 每破碎一个车道时应使实际宽度超过一个车道与相邻车道反搭接一部分以消除在破碎另外车道时对已完成施工的路面的影响;破碎时应自高向低进行以免摊铺面层厚影响排水, 同时为防止原路面破碎后效果而应避免修整破碎后混凝土路面或试图平整路面以提高其线性;破碎应将75%的混凝土路面破碎为颗粒, 其表面尺寸应小于7.5cm, 中间部分应小于22.5cm, 底部应小于37.5cm, 若颗粒尺寸超过该尺寸应进行在破碎;若破碎后的路面出现低洼现象且低洼部位小于5cm2则可不予处理, 当超过该值时则应用密级配碎石回填并碾压密实成型;对于破裂尺寸检查应在打裂路面一定范围内均匀洒水, 当有气泡产生并在水消失后可看到清晰的裂缝痕迹来判断开裂程序是否满足要求。5) 破碎后处理。破碎后应将表面存在的松散、破碎的混凝土、尘土及外来物清除, 对施工中发现的不稳定或暴露出软弱或损坏的基层应将不稳定路面板和软弱基层在适当深度范围内填充压实;在洒布粘层油前应将接缝内的松散材料清除, 洒布粘层油的数量应控制在0.2~0.5L/m2, 若缝隙较大则应采用允许的封缝料进行封缝, 若条件特殊则可通过改变材料类型和洒布量以保证层间结合。6) 压实。破碎后路面压实是为了保证其具有足够的稳定性, 并为面层提供一个压实的支撑面, 压实应确保一定的压实程序, 可用Z型压路机振动压实3~5遍以将表面较大颗粒进一步破碎, 并可紧固下层料以增加结构强度, 实现嵌锁结构更加密实, 并可在一定程度上消除脱空现象, 压实完成后则可在表层撒布乳化沥青透层油, 透层油撒布应严格按照规定进行。

3 质量控制要点

1) 打裂压稳。在原路面上施加高能量低频冲击力称为打裂压稳, 其目的是使面板开裂并丧失板体性, 继而可通过压实机械碾压而生成均匀稳定的结构层, 路面板在高能量低频冲击外力的作用下可生成不规则且细微的裂缝, 实施打裂压稳的施工机械包括冲击式压路机或铡刀式冲击破碎机等。2) 打碎压稳。其是指采用低频落锤振动的方式将旧混凝土路面破碎, 继而用专用压实机械进行碾压以形成下粗上细的碎石结构层, 该工艺形成的结构层具有较打裂压稳工艺形成的结构层良好的均匀性, 但其整体刚度则低于打裂压稳, 该工艺施工的主要机械包括多锤头冲击破碎机和共振式破碎机等。3) 检验性压实及压实要求。检验性压实时在问题区域有意识的用荷载检验破碎后的混凝土路面和路基结合料的稳定性, 一般可采用加载的双轴卡车进行压实, 但在压实过程中应避免过度压实而对破碎基层造成破坏;压实是将表面较长、较宽的颗粒进一步破碎, 并将下层快料进一步紧固以增强结构强度, 同时为后期沥青罩面提供一个平滑的面层, 压实作业施工应避免在潮湿条件下进行以免损坏底基层, 同时应避免过度压实。4) 集料化。集料化是将旧水泥混凝土路面破碎、挖掘、装运至集料处理厂进行集中处理, 在进行集料加工前应先将粘附在水泥混凝土碎块上的基层材料和泥土等杂质清除, 后采用鄂式破碎机将水泥混凝土碎块破碎为粒径在152mm以下的碎块, 并可用电磁铁将原路面板内的钢筋剔除, 此称为一级破碎, 后将粒径大于76mm的碎块进行循环破碎并将内部钢筋吸走被称为二级破碎, 在一级和二级破碎过程中应结合粒料粒径选用双筛网筛分机, 对于较小粒径则应采用过筛分级。5) 路面养护。施工中除用于开放横穿交通部位其余任何路段均不得开放交通, 若施工中因开放交通而导致路面松散或不稳定则应进行重新压实, 并对不稳定路段按照软弱路基的处理措施进行处理。

4 结语

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关键词：旧水泥混凝土路面,碎石化,改造

1 引言

水泥混凝土路面上重新铺设沥青混凝土面层 (简称“白改黑路面”) 是有效提升路面性能与承载力的方法。如果旧层损坏情况较为严重, 需投入大量的成本, 应妥善采取“碎石化技术”进行全面处理, 消除旧层的板体性与不均匀性, 确保沥青加铺层结构稳定。

2 水泥混凝土路面碎石化施工技术概述

对于路面改造而言, 较为常用的技术措施有:挖除补强、加铺罩面、板式破碎、碎石化、冲击压实与整体换填等, 路面修复与其使用年限间的关系如图1所示。在水泥面层完全击碎以后, 其结构强度会伴随粒径的不断减小而出现大幅下滑的趋势。通常情况下, 如果路面发生以下问题, 即可运用碎石化技术予以处理。 (1) 裂缝缺陷超出20%, 比如错台与翻浆等; (2) 面板开裂程度超出20%; (3) 需修补或已修补的路面占总量的20%。

3 实例分析旧水泥混凝土路面的碎石化技术应用

长沙市开福区长青路 (X037) 路面大修工程, 本项目是一条三级公路, 路面大修设计的路段为起点桩号K24+000, 全场5.4km, 路面现状为水泥混凝土路面, 由于近年交通量逐年增长, 超载超限车辆增多等因素影响, 造成该路段路面出现比较严重的破坏, 严重影响了公路畅通和行车安全。为了有力维护路况稳定, 构建和谐交通环境, 有必要对该路段路面进行大修。

3.1 施工前准备工作

在碎石化施工过程作业前, 首先应完善排水系统, 如基层中存水过多则需要采取必要的排水措施;如果混凝土路面上部存在沥青罩面, 则需要首先将罩面材料进行移除, 同时, 还需要对改造路段内存在的软弱基层和底基层进行处理。对于土基强度的具体要求如表1所示。需要注意的是, 碎石设备在碎石化过程中会产生强大的冲击能, 有可能会对周围临近的构造物产生影响, 所以在施工之前要做好结构物的保护 (比如设置减震沟等) , 切断结构物与水泥混凝土面板之间的连接, 在构造物周围进行人工破碎。当面板下存在管线时, 应提前进行必要的加固保护。在破碎施工开始之前, 对施工范围内的小桥涵状况进行评价, 如果桥涵技术标准不允许实行破碎化, 则外用其他办法处理, 如果允许进行碎石化, 则破碎完成后对其受损状况进行评价, 如果出现损伤要采取必要的修复措施。

3.2 隐蔽物调查和标定

在进行破碎施工以前, 需根据图纸和业主方提供的资料对现场隐蔽物进行调查, 并标定与分析隐蔽物, 验证破碎施工是否会对隐蔽物造成损坏。从实践结果中可以看出, 埋深超过1m的隐蔽物不会受到破碎施工的严重影响, 而现场存在埋深低于1m的隐蔽物时, 应对锤头高度进行适当的降低, 并采取打裂等方法进行有效处理。对于埋深不足0.5m的构造物 (或管线) 以及桥涵等, 应禁止破碎, 避让范围为结构物端线外侧3m以内的所有区域。

3.3 碎石化施工

3.3.1 碎石化粒径要求

根据该工程实际情况, 水泥混凝土板块破碎后顶面粒径较小, 下部粒径较大。从强度角度而言, 碎石化后粒径太小会使强度降低很多, 这时虽能减少反射裂缝可能, 但也会带来了原板块强度的浪费。所以碎石化后颗粒粒径不宜过细, 而较大也不利于反射裂缝的消除, 所以要对粒径范围作出限制。

参照国外资料和国内研究成果, 路面碎石化后的粒径是控制未来加铺结构不出现早期反射裂缝的关键参数, 作为控制碎石化工艺的关键指标, 应满足表2。

施工过程中要对碎石效果做好观察, 及时调整落锤的高度和落锤的频率。

3.3.2 试验路段施工

施工之前结合调查资料, 选择具有代表性的路段作为试验区进行破碎试验, 以便确定破碎设备的参数。在有代表性的路段选择至少长50m、宽4m (或最少一个车道) 的路面作为试验段。根据经验, 一般取落锤高度为1.1~1.2m, 落锤间距为10cm, 逐级调整破碎参数对路面进行破碎, 目测破碎效果, 当碎石化后的路表呈鳞片状时, 表明碎石化的效果能够满足规定的要求, 记录此时采用的破碎参数。

3.3.3 凹处回填

在完成水泥混凝土面板碎石化施工之后, 要避免进行二次修正或人为调整平整度, 以免对破碎后混凝土面板的稳定结构造成影响, 如果破碎后表面存在5cm以上的凹槽, 可以采用级配碎石混合料或者沥青混合料进行回填找平。需要特别注意的区分凹槽的产生是不是由于基层的不稳定性造成的。如果存在软弱土层, 首先要对软土土层进行处理以提高其承载能力。

3.3.4 破碎后压实要求

破碎后, 需要用压实设备对表面的扁平颗粒进一步进行破碎, 同时对下层破碎材料起到稳定和加固作用, 为上部加铺层的施工提供平整的工作面。压实顺序一般为:Z纹压路机不少于3遍碾压, 胶轮压路机1遍, 振动钢轮压路机1遍。压路机行进速度不宜超过5km/h。但在路面综合强度过高或过低的路段应避免过度压实, 以防造成表面粒径过小或将碎石化层压入基层。

3.3.5 乳化沥青透层施工

碎石化层经过压路机压实之后虽然其密实程度有所提高, 但仍然会存在大量贯通的裂缝, 为了提高表面松散层的黏结能力以及碎石层的防水能力, 建议在碎石层表面撒布一定量的乳化沥青, 乳化沥青用量控制在2.5~3kg/m2左右, 在乳化沥青透层上撒布适量石屑来防止层间滑移现象。

3.3.6 碎石化效果检测

承载能力检测按照《公路路基路面现场测试规程》中的回弹弯沉方法和土基回弹模量方法进行检测即可;水泥破碎板的颗粒大小则主要是通过破碎率和破碎尺寸进行评价。一般要求常规路段要把75%的混凝土路面破碎成表面最大尺寸不超过8cm, 中间不超过2.2cm, 底部不超过3.8cm的粒径;对于石质挖方段和软土路段, 要把75%的混凝土路面破碎成表面最大尺寸不超过22cm。如果路面结构碎石化后作为基层, 具体技术指标应该参照表3进行控制。

4 碎石化施工质量控制要点

4.1 碎石化施工质量控制

路面破碎程度不得超出7.5cm, 如果破碎块尺寸超标, 应使用压路机进行碾压或者在清除完成后使用级配碎石进行替换。破碎过程中, 与车道之间的连接宽度不得低于15cm, 局部碎石化以后难免会产生局部低洼, 此时应使用级配碎石进行回填并压实。除掉表面残留的颗粒与污物后, 再进行透油撒布, 并将实际用量控制在1.2~1.6kg/m2范围内。施工完毕后, 铺设下封层前, 禁止任何车辆通行。

4.2 透层与封层施工质量控制

透层与封层都选取慢裂乳化沥青, 其用量不能超过2.5~3.5kg/m2, 且渗透深度不得低于3cm。沥青均匀撒布以后使用石屑进行封层, 局部不平整仍可使用石屑回填, 实施封层后的最小厚度为1.5cm左右。封层施工必须完全均匀, 碾压后的路面应平整。封层施工完毕后, 加强养护工作, 并开展交通管制, 以免封层遭到破坏。

4.3 路面弯沉对比

根据该工程建设规范, 对路段破碎前后的弯沉进行对比, 对比数据结果如表4所示, 由表4可知, 破碎施工前后路段弯沉出现十分明显的变化, M1~M5的平均弯沉值在破碎施工后增大了近一倍, 代表弹性模量降低约50%, 但强度并不会受到太大的影响, 仍然可以满足路基施工要求。

5 结束语

综上所述, 针对因运输量增大而导致路面破坏的问题, 通过水泥路面改造中的就地碎石化再生利用技术能够有效地解决。旧水泥路面改造中的就地碎石化再生利用技术不但有利于延长道路的使用寿命, 而且有利于行车安全以及环境的可持续发展。完善旧路面改造碎石化再生利用的工艺流程, 对我国运输业安全以及经济发展具有重要现实意义。

参考文献

[1]李军.综述碎石化技术在路面白加黑的改造[J].大科技:科技天地, 2011 (24) :389~390.

[2]张琦, 张磊, 陈志凌.327国道济宁-兖州段旧水泥路面改造方案综述[J].中国科技财富, 2010 (18) :258.

共振碎石化技术 篇11

关键词：农村公路,养护,旧混凝土路面,碎石化施工,改造

一、路面结构设计

该农村公路原路面结构如下:面层:20cm,C35水泥混凝土板;基层:15cm,10%水泥稳定石屑砂;下基层:10cm,5%水泥稳定石屑砂。根据实地测量结果,该水泥混凝土路面纵向长6m,横向长8m,其中横向长包括左右两侧硬路肩各1m,双向车行道共6m。在进行养护之前,对该路段的现状进行了详细的检测,主要包括路面破损程度、承载能力、路面使用性能等方面,最终得出的结果表明,该农村公路原路面破损较为严重,并且路面破损率达到20%左右。其次,建设之初施工技术水平不达标,路面本身基层厚度较薄,由于超载现象严重以及公路养护工作不到位等原因,目前该公路的病害情况日益严重,如果采用简单的面层加固补强再加铺沥青的修护方法,费用高,且修护效果不明显,不能对病害进行根除,跟容易再次出现路面病害。因此,根据该路面的实际情况,最终研究决定采用碎石化技术对该农村公路进行养护。

二、机动车道改造路面结构

该农村公路机动车道在面层加铺了沥青混凝土,其计划使用年限为10年,一条车道上的累计轴载(BZZ-100)作用次数为1800万次。机动车道路面结构改造以弯沉值为参照依据。此次路面改造的设计方案为:上面层:4cm细粒式改性沥青混凝土AC-13C;中面层:4cm中粒式沥青混凝土AC-20C;下面层:6cm粗粒式沥青混凝土AC-25C;调平层:≥10cm6%水泥级配碎石;基层:旧水泥混凝土路面碎石化。

三、旧混凝土路面碎石化施工工艺

该项目中碎石化施工技术的应用主要采用的是MHB多锤头破碎机,利用多锤头破碎机上的锤头对原路面进行击打,使路面破碎。在击打过程中,路面结构中各部分的受力大小不同,因此路面破碎的程度不同,产生的路面板块大小也不同。在对路面进行击打破碎之后,再利用压路机对路面进行压实,确保路面基层结构的稳定性。旧混凝土路面经过破碎和压实施工之后,可以使公路基层结构更加稳定、牢固,再加铺沥青层,形成最理想的基层结构。

四、路面碎石化前的处理

路面碎石化前要对路面进行相应的处理,其主要的步骤如下:(1)将原路面上的沥青材料清理干净,破损混凝土面板必须保持干净,没有杂物。(2)在路面两侧要修筑排水沟,避免在施工过程中雨水渗入碎石化路面。(3)在施工之前要对原路面情况进行检查,尤其是地下埋有线缆或管道的路段,必须做好相应的标记,防止碎石化施工对其造成破坏。一般情况下,地下埋有缆线或管道的地方,其深度在50cm以下时,3m以内严禁进行碎石化施工,现有建筑物在5m以内严禁进行碎石化施工。(4)选择一个制高点对整个碎石化施工过程进行指挥和监督。(5)对施工公路要进行封路,禁止车辆同行,提前做好交通分流的方案,确保交通不受施工影响。

五、路面碎石化施工

1 设置试验段和试坑

为了确保碎石化施工工作的顺利开展,在正式施工之前,要对MHB多锤破碎机进行调试,计算出合适的落锤高度和锤迹间距,达到施工标准的要求。因此,需要设置试验段和试坑。(1)试验段。试验段首先要根据路面破损的具体情况进行选择,必须具有代表性。试验段的长不能少于50m,宽不能少于4m(或者是一个车道的宽度)。根据路面破碎的程度对破碎机的相关参数进行调整,直至达到碎石化施工要求,然后记录破碎机的相关参数,作为正式施工的参数依据。(2)试坑。试坑是为了确保碎石化施工的效果,被破碎的块径符合规定的大小。试坑采用随机选择的方法,在试验段挖2个单独的1m2左右的坑,在试坑的位置选择时应避开横向接缝或工作接缝。根据路面破碎块径的大小碎破碎机的相关参数进行调整,直至达到碎石化施工要求,然后记录破碎机的相关参数,作为正式施工的参数依据。

2 MHB破碎要求

一般情况下,MHB破碎机要从路面两侧向中间进行施工,在进行路肩部分的施工时,要适当地对破碎机的参数进行调整,外侧锤头高度和落锤间距都应该适当的减少。在进行两幅破碎时,其搭接破碎宽度应该控制在10cm左右。

3 软弱基层或路基修复

在进行碎石化施工时,一旦发现软弱基层或路基,应该要进行特殊的处理。一般情况下采取换填的方式,并且进行适当的摊铺和压实,确保基层结构的稳定性。

4 外露钢筋清除

完成路面碎石化施工之后,难免会有一些钢筋外露,在进行加铺沥青层之前,要将外露钢筋清除干净。不平整的地方可以采取填充级配碎石的方法,使基层保持平整。

5 破碎后的压实要求

完成路面碎石化施工之后,要对路面进行压实,保证路面结构的稳定性。该农村公路施工过程中,在Z型压路机对基层压实的基础上,采用单钢轮压路机震动压实。

6 乳化沥青透层

乳化沥青透层是为了使路面表面的粒料更好的粘合在一起,乳化沥青的用量要控制在2.5kg/m2~3.1kg/m2。然后在乳化沥青层上撒上适量的石屑,防止粘轮,然后再进行光轮静压。

六、路面碎石化施工时的主要事项

1 设置合理的排水设施

在进行路面碎石化施工之前,应该在原路面两侧挖好排水沟,避免雨水或其他地表水对路面进行侵蚀。路面碎石化施工完成之后,也应该采取相应的防水措施,可在路面覆盖塑料薄膜,避免雨水渗入路面底层。

2 做好破碎情况的监控

在路面碎石化施工之前,要选择一段试验段进行试验,对于试验段的具体情况要进行仔细的分析,并且根据具体的情况,制定出相应的施工方案。在进行试验段的试验时应该对路面的破碎程度、块径大小以及破碎机的相关参数进行记录。其次,对于情况复杂的路段,还应采用试坑的方式确保施工方案的有效性,保证施工质量。

结语

碎石化施工技术在农村公路养护中的应用还需要不断的完善,本文以某农村公路旧路改造为例,对碎石化施工技术应用过程中具体的施工工艺以及所需要注意的问题进行了分析,希望为农村公路旧路改造提供一定的参考。

参考文献