碎石化工艺

碎石化工艺（通用7篇）

碎石化工艺 篇1

碎石化有四个目标 (四个保证) :第一, 将旧水泥混凝土板破碎到在接缝和裂缝处的位移不足以让沥青加铺层产生开裂, 保证起到良好的防止反射裂缝作用;第二, 保证旧路地基不被破坏;第三, 保证旧水泥混凝土层颗粒尺寸均匀, 并使整个破碎层颗粒分布均匀;第四, 保证碎石化道路处于良好的排水工况。碎石化施工工艺要围绕这四个目标而进行。

1 破碎前调查及准备工作

(1) 查明道路地质状况, 软土、含水量大、地下水位高等地质较差的路基, 应对共振机械破碎参数进行调整, 如减小振冲力、增大破碎后的尺寸等, 从而降低对这些路段的破坏。或者, 对这些局部地质条件差的路面采用其它处治措施。

(2) 查明桥涵分布状况, 桥涵两侧至少各预留10m不能采用碎石化施工技术, 以防碎石化施工影响桥涵的结构安全性, 预留处采用先对旧板加固处治再加铺的方法。

(3) 查明道路沿线房屋等建筑情况, 评估碎石化技术施工是否会引起周边建筑开裂, 对于可能引起建筑开裂的路段, 可采取两种办法:其一, 沿道路纵向对旧水泥混凝土路面进行面层全厚度切割, 以阻止碎石化时震动能量对附近建筑的传播;其二, 采用其它常规处治措施。

(4) 在下列情况下, 需考虑对旧水泥混凝土路面进行纵向切割 (切割深度贯穿旧水泥混凝土路面, 切1~2条) , 因为在共振作业时, 锤头下的旧水泥混凝土会向四周扩张, 需要给它提供一定的伸缩位移空间。

(1) 需破碎的旧水泥混凝土路面较宽 (四车道及以上) ;

(2) 属于城市道路, 两边是坚硬的路缘石或非机动车道或人行道, 不便由外侧向内侧破碎 (即先破碎外侧车道, 再破碎内侧车道) , 因为它没有足够的伸展空间;

(3) 道路无中央分隔带, 左右路幅直接相连, 而道路两侧又没有破碎层的伸缩空间;

(4) 板体性很强的路面 (如连续配筋水泥混凝土路面) 。

2 旧水泥混凝土路面的清理整备

主要指清理旧路上的HMA沥青补块和接缝填料。旧水泥混凝土路面存在的沥青补块或接缝填料, 会吸收一部分破碎振动时的能量, 降低共振机械的工作效果 (尤其是存在较大补块时) , 同时, 加铺后, 这些沥青等接缝填料或补块是局部软弱区, 将会带安全隐患, 故有必要清除, 同时用符合要求的粒料进行填补。

3 试振及开挖试坑检查

旧水泥混凝土破碎质量主要受破碎机施工速度、振幅、振动频率、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的影响, 这些因素均对旧水泥混凝土面层的破碎程度、粒径大小排列和形成的破裂面方向产生影响, 这就要求在先进行试破碎, 通过开挖样坑, 检查破碎粒径分布情况以及均匀程度, 确定破碎机施工参数以及施工组织措施。

试坑应采用密级配粒料回填并压实, 如果破碎后的混凝土路面碎石化层粒径不能达到要求, 则破碎程序或破碎参数必须进行调整, 直至试振区破碎结果满足要求。

4 破碎施工 (1) 交通控制

对于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, 对于双向4车道且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。隔离措施到位, 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, 碎石化施工将不会影响对向交通通行。

(2) 扬尘控制

在破碎前用洒水车在需要破碎的车道上洒水以控制施工中的扬尘现象, 洒水时间与进行破碎的时间宜控制在半小时以内。

(3) 碎石化施工中注意事项

(1) 若外侧车道边缘有路缘石或其它设施、内侧车道靠中央分隔带边缘阻碍共振机械的施工, 即沿着车道纵向破碎时, 内外侧车道边缘会有50~75cm的路面破碎不到 (锤头不能作水平移动) , 此时, 可让共振机械与内外侧车道边缘成30°~50°的角度破碎。

(2) 破碎施工顺序一般是由外侧车道开始, 如果中间车道作了纵向切割, 也可由中向边的顺序破碎, 破碎施工速度控制在1.6~2.7kmo车道/天, 每一遍破碎宽度约0.2m, 一条车道 (3.5~3.75m) 破碎完需要18~20遍 (一个来回定义为两遍) 。破碎一遍, 会对相邻约5cm区域造成一定的碎裂, 因此, 为了提高破碎效率以节省时间, 同时, 为了防止过度破碎连续破碎两遍的区域, 可以在破碎一遍后, 紧接着破碎第二遍时, 第二遍破碎区域可间隔开第一遍破碎区域2~4cm。

(3) 破碎一个车道的过程中, 实际破碎宽度应超出一个车道, 与相邻车道搭接部分, 宽度至少15cm。

(4) 施工中, 驾驶操作员应随时注意观察机械工作情况、锤头破碎效果, 应根据实际情况调整破碎参数, 以尽可能达到较好的破碎效果。因此, 对操作人员的要求很高, 必须是经验丰富的驾驶员, 据本试验路段的现场施工破碎状况, 驾驶员往往根据破碎时的声音来判断锤头工作效果, 从而做出可能的调整。

(5) 对于旧路是连续配筋混凝土路面或局部地段是钢筋混凝土路面, 首先考虑对道路进行纵向切割, 其次要考虑调整碎石化机械的参数, 如增加振动能等。要求破碎后钢筋和混凝土基本分离开。

(6) 因为碎石化施工不可避免地会产生一定的噪音, 因此, 要注意破碎时间的选择, 不要在道路沿线居民休息时间内施工, 尽量安排在节假日或周六周日内进行。

(7) 对于碎石化施工场地周围的构造物及建筑物, 在碎石化施工期间应派人进行实时观察, 发现开裂现象应立即停止施工, 并向监理单位、业主报告, 调查分析其原因后采取措施保护构造物或建筑物。

(4) 破碎基本参数:激振力8.89k N左右, 破碎应力52MPa左右, 振幅1~2mm, 振动频率42~46Hz, 破碎速度宜1.6kmo车道/天, 不要超过2.7kmo车道/天。

参考文献

[1]Thompson, M.R.Asphalt Overlays for Highway and Street Rehabilitation[R].Washington D C:Asphalt Institute, 2000.

[2]Richard O.Wolters, P.E.Jill M.Thomas, P.E.Best Management Practices for Rubblizing[R].Washington D C:Concrete Pavement.Minnesota Asphalt Pavement Association, 2003.

混凝土路面碎石化的技术应用 篇2

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) .

碎石化工艺 篇3

关键词：水泥混凝土,病害,碎石化,环保

我国是目前世界上拥有水泥混凝土路面里程最多的国家。截至2010年年底,水泥混凝土路面总里程已达137.6万km。但是,随着交通量的迅速增长,以及早期修建的水泥混凝土路面进入大修或改造期,一些水泥混凝土路面早期破损严重,产生大量错台和脱空、断板等病害。旧路面的拆除将产生大量的废弃混凝土,导致一系列的自然资源、环境污染、能源消耗和可持续发展的问题。因此,推广和使用废弃混凝土碎石化技术既节约材料又降低成本,又能大大提高施工进度,同时解决了水泥混凝土碎块外运丢弃等问题,是一种高效、环保的工艺方式。

1水泥混凝土路面的病害

水泥混凝土路面是指以水泥混凝土为主要材料做面层的路面,也称刚性路面,俗称白色路面,是一种高级路面。我国大多采用素混凝土按单层就地浇筑而成,但少数也有采用装配式预制板,或做成双层式,或配有钢筋。

近年来,我国的公路建设发展十分迅速。水泥混凝土路面因造价低、施工简单、稳定性好和使用寿命长等特点,在公路建设中得到了大规模应用。但由于各种各样的原因,相当部分水泥混凝土路面在寿命期内出现了各种不同程度的病害,主要有:裂缝、断板(见图1)、断角、错台(见图2)、脱空、填料缝脱落等。造成水泥混凝土路面病害的原因是多样的,主要有以下五种:1)水的防治不够,路基土质差及路基地下水位高;2)路基不均匀沉降;3)路面基层,面层强度不足;4)超重荷载的作用;5)设计和施工缺陷。

公路路面病害不仅影响路容美观和行车安全,降低了行车舒适度及公路的服务水平,如不及时处理,还会造成路面结构性破坏,缩短路面的使用寿命,旧路面的拆除不仅会造成大量的材料浪费,还会造成混凝土块堆积的环境问题。为解决该问题,参考国外经验,我国引进了水泥混凝土的碎石化再生利用技术,利用原有的废旧混凝土作为基层,取得了良好的成果。

2碎石化处理技术

旧水泥混凝土路面碎石化技术是破碎处治技术的一种,是将水泥混凝土路面破碎成混凝土块,利用内部嵌挤结构形成一个均匀基层,用以铺筑新的沥青罩面。

水泥混凝土路面碎石化后分为表面细粒散层、碎石化层上部和碎石化层下部三个层次(见图3):1)表面细粒散层,厚2 cm～5 cm,经压实后,形成嵌挤薄层,通过洒布透层油,具有较高的粘结力,并具有一定的强度和稳定性;2)碎石化层上部,厚10 cm左右,强度主要来源于:a.内摩阻角,粒径越大则内摩阻角越大。b.预应力,水泥混凝土面板在破碎时,混凝土产生侧向体积膨胀,混凝土颗粒的粒径越小,膨胀趋势越大,产生的预应力越大;3)碎石化层下部,厚10 cm左右,是联锁咬合的块体结构,在外力作用下产生咬合嵌挤作用,具有强度高、结构稳定的特性。

碎石化技术起源于美国,起初是用于清除水泥混凝土路面中的钢筋,第一个热拌沥青罩面的水泥混凝土路面碎石化项目是1986年在美国纽约完成的。目前,此项技术在美国已相当成熟,美国沥青协会及部分州将该技术列入规范且大规模推广应用。加拿大安大略省则从2000年开始逐步采用该项技术处理混凝土路面。我国从2002年起引进碎石化处理技术,并实验性的应用于500多千米各种等级道路的改造中,取得了良好的效果。2009年,山东省公路局撰写了《旧水泥混凝土路面碎石化技术规范》,并开始向全国推广。

3碎石化处理技术的路面应用优势

水泥混凝土路面在长期使用过程中,不可避免地出现结构和功能性的破坏,一些新建水泥混凝土路面也出现了早期损害,迫切需要进行维修或改造,应用碎石化路面改造技术具有极大的优势:

1)路用性能优越。新路面结构由破碎混凝土块组成的内部嵌挤结构可为沥青罩面提供更高的结构强度,可有效解决路面反射裂缝问题。

2)生态节能环保。路基材料就地再生,不必把破损的水泥面板打碎搬走,解决了丢弃水泥碎块垃圾的问题,环保无污染。

3)降低工程成本。将打碎的混凝土面板直接作为基层或底基层,再加铺新的面层,节约了路基材料及运输成本,提高了工程进度,大大降低了工程的总费用。据测算,碎石化技术比传统技术可以减少综合成本30%～50%。

4)施工简单方便。利用碎石化路面技术,对交通通行影响较小,在施工期间不需全部封闭交通,改造周期短。

4碎石化路面处理技术施工工艺

4.1 施工工艺流程

试验破碎路段→试坑检查→确定破碎工艺控制→破碎机破碎路面→压路机振动压实→洒布乳化沥青透层油→沥青路面施工,见图4。

4.2 施工准备阶段

在施工前,要做好:清除原有沥青罩面;标出路上的桥梁、涵洞及地下管线位置,以免破碎时对其造成破坏;对软弱的基层进行清除并回填;排水系统的检修等。

水泥混凝土破碎的程度是必须把握的重要标准(如图5所示)。板块越碎,则其强度降低可能性越大,但破碎后粒径较大时,又会影响到其防止反射裂缝的效果。因此,施工前进行实验性破碎是必须的。包括:

1)试验破碎路段。试验路段应在工程项目范围内确定的位置,尺寸为车道全宽,长度为100 m～200 m。在试验中,记录不同的破碎情况相对应的水泥路面破碎机设置,取得如锤头高度和地面行驶速度等数据。

2)试坑试验(如图6所示)。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要求。

3)确定破碎工艺控制。通过试坑试验,承载板试验(如图7所示)等取得实验数据后,确定符合要求的破碎设置,将确定的破碎程序应用于施工中。

4.3 施工阶段

1)破碎机破碎路面(见图8)。

使用破碎机,将原有路面破碎成混凝土块(破碎要求:粒径不大于40 cm,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7.5 cm,底部不超过37.5 cm)。

2)压路机振动压实(见图9)。

包括:先使用Z形压路机静碾压1遍～2遍,再使用光轮压路机振动碾压1遍～2遍,利用大的振动压力将水泥混凝土面板压裂并将压实,使破碎后的水泥混凝土块形成内部嵌挤、高密度、高强度结构的新结构层,促使旧水泥板完全破碎并与下步结构层充分接触。

3)洒布50%的慢裂乳化沥青透层油(见图10)。

为使表面较松散的粒料有一定的结合力和防水性,在破碎压实后的表面洒布乳化沥青透层油,按2.5 kg/m2～3.5 kg/m2用量撒布50%慢裂乳化沥青。

4)沥青路面施工(见图11)。

8 h～12 h后,根据设计进行面层施工,可以是沥青混凝土路面,也可以是水泥混凝土路面,罩面厚度不小于15 cm,且最好为密级配结构。

4.4 施工中应注意的其他问题

1)破碎时最好是从混凝土路面的高处向低处破碎,以避免摊铺沥青混凝土后影响排水。2)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 cm。3)在铺摊罩面前,应尽量避免压实后路面的扰动,否则,则必须重新压实。4)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。

5结语

水泥路面破碎处理技术是解决我国水泥道路改造中出现的反射裂缝的最有效、最经济的方法,具有工艺简单,施工方便,综合造价低,环保无污染的技术优势。在我国一些省市(如河南、江苏、福州等)取得了良好的应用效果,实现公路与环境相协调,对打造畅通、安全、绿色、高效的和谐公路具有重要意义。

参考文献

[1]简斌,古有军.共振碎石化技术在水泥路面改造工程中的应用[J].黑龙江交通科技,2012(9):25-26.

[2]王辉.水泥混凝土路面碎石化再生利用技术在实际工程中的应用[J].中国科技博览,2012(26):62-71.

[3]刘维霞.旧水泥路面加铺沥青面层中碎石化技术的应用[J].山东交通科技,2012(4):88-89.

碎石化工艺 篇4

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

碎石化技术在老路面改造中的应用 篇5

关键词：碎石化,老路面,改造

0 引言

水泥混凝土路面在其使用年限末期,不能再承担服务功能时,需要对其进行处理以建构新的路面结构。国内在旧水泥混凝土路面处理方面方法不够完善,这与我国机械设备制造工艺相对落后有关。国外(主要指美国)在处理旧水泥混凝土板块的过程中积累了丰富经验,形成了在旧水泥混凝土路面破损状况相对严重时的原位利用水泥混凝土路面的碎石化工艺。这一工艺能将水泥混凝土路面破碎成小粒径嵌挤颗粒,从而为新的沥青混凝土加铺层提供理想的基层。国内在进行老路面改造时,一般采用直接加铺方案、全部破除老路面方案,近年还引进旧路面碎石化技术;本文将通过道县至永安关公路(K0-K12)段路面处治工程对三种方式进行较直观的对比:

1 工程概况

S323线道县至永安关公路(K0+000-K8+511)段老路基路基宽度约18m,并且部分道路已于2000年8月建成通车,还有一部分路基已全部成形,但路面仅铺筑了1604m,目前尚未通车。本项目路线连接道县县城与寿雁镇,作为通往广西桂林的交通要道,交通量大,且路线两侧有不少砖厂,超重超限车辆较多,路面破坏严重。根据中南大学检测报告,旧路路面结构为23.5cm水泥砼路面+18~22cm天然砂砾,路面劈裂强度为2.77MPa。路面板的坏板率为17.48%,断板率为11.86%,裂缝度为13.8(m/1000m2),裂隙率为11.41(m2/1000m2),坏缝率为73.68(m/1000m),并有大量的错台、翻浆和角隅破坏,符合碎石化技术的适用条件;综合考虑经济、适用、环保、施工难度等因素,结合国内外多条路面加铺公路的经验,将在老路面上加铺方案(方案一)、全部破除老路面方案(方案二)及旧路面碎石化作底基层(方案三)进行同深度比较。本次设计路面结构为:26cm水泥砼路面+18cm5%水稳碎石+20cm级配碎石。

2 路面方案比选

2.1 方案一(加铺方案)

旧水泥砼路面的改建技术,关键是修复旧砼板块、稳固松动板块、防止接缝反射、解决板表面水下渗、滞留等问题。在重交通的情况下,半直接式水泥砼加铺层改建技术,施工工艺相对而言较简单,施工进度快,造价相对较低,改建后路面损坏率不大,故采用半直接砼加铺层改建。半直接式砼加铺层改建施工方案主要工序为:处理、修复损坏的旧路面板(旧路面面层、基层)、旧路肩;旧路面板下灌浆处理松动板块;采用土工布、油毛毡、防水卷材、沥青等材料进行老路面防水、防反射裂缝处理;在原路肩部位设置泄水槽以利排水;铺筑新砼面层;新砼面层灌缝。

2.1.1 路面结构

加铺路段:26cm水泥砼路面+下封层+油毛毡+粘层;新建路段:26cm水泥砼路面+下封层+18cm5%水稳碎石+16cm4%水稳碎石

2.1.2 老路面处理

(1)长距离破除段。对于路面长距离破坏段(连续破坏长度大于50米),采用机械破除路面板。基中K0+081~K0+140段由于以0.3%的纵坡从老路面高程过渡到加铺路面高程,老路面需全部破除,按新路面结构重建底基层、基层;K7+530~K8+500段路面破损严重,而且路基宽度不能满足设计要求,故老路面需全部破除,按新路面结构重建底基层、基层。(2)局部破坏处理。根据《公路水泥混凝土路面养护技术规范》,按路面破坏轻重程度,分别采取以下处理措施,如表1所示。(3)路面防水处理。老路面修补完后铺设三油两毡。(4)灌缝。应清除旧纵横向施工缝、缩缝中的旧填缝料和杂物,重新灌注填缝料。(5)板底灌浆。基层采用天然砂砾,有的为碎石级配,颗粒大小不均匀,也不平整,基本处于泥结结构状态。对于路面板完好但基底空洞板块应进行板底灌浆处理。(6)板块扩宽。在万家村中桥至寿雁中学段路面宽度只有7.0米,为了防止新老路面板交接处基层回弹模量差异大形成纵向裂缝,右侧路缘带50cm用C15砼做基层。

2.2 方案二(破除方案)

将所有老路面板块破除后重新修筑路面。路线平面以路基中心线控制,路线纵坡以左侧路基高程控制。老路面破除时保留老路基层(天然砂砾),再设置10cm厚的砂砾调平层作为底基层,未修筑路面部分采用16cm4%水稳碎石底基层。

2.3 方案三(碎石化方案)

水泥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使用末期,其他方法不能起到好的效果时可以采用。碎石化方法、震裂压稳和破裂压稳技术都能很好地消除反射裂缝。与碎石化工艺相比,震裂压稳和碎裂压稳技术对水泥混凝土路面的结构性破碎得不够彻底。水泥混凝土路面的碎石化是将水泥混凝土路面的面板,通过专用设备MHB一次性破碎为碎块柔性结构。通过破碎将旧水泥混凝土路面结构强度降低到一定强度,防止反射裂缝的发生,同时能够实现两者较好的平衡。MHB型破碎机械破碎后的颗粒尺寸是可控制的,一般来说,颗粒越小其防止面板开裂的效果越好,但强度越低,根据国外的研究,规定其颗粒范围在7.5~30cm之间能取得良好的使用效果。控制破碎后颗粒尺寸可通过控制重锤下落高度来实现。破碎后其颗粒粒径小,力学模式更趋向于级配碎石。MHB碎石化再生技术的主要优势是: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。旧路面进行碎石化后应具有以下特点:(1)碎石化能使原水泥混凝土板块在平面上强度分布均匀;(2)碎石化后仍能保留原水泥混凝土路面的一定强度;(3)碎石化可以消除原水泥混凝土路面病害;(4)碎石化后的粒径合理,不会产生应力集中现象。根据本项目特点,碎石化路面用于底基层,在其上铺筑18cm5%水泥稳定碎石基层+1cm沥青表处+26cm水泥混凝土面层。新建路段底基层可采用20cm级配碎石,基层、面层与碎石化段相同。

2.3.1 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。

路面碎石化之前应进行以下处理:(1)路面碎石化施工前应先移除所有将破碎的混凝土板块上存在的沥青罩面层和部分沥青表面修补材料,否则会影响碎石化质量。(2)调查清楚沿线构造物及管线,两侧路肩外5-10米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5米范围以内存在建筑物的路段,应禁止破碎;埋深小于1米的管涵顶部路面采用机械挖除换填碎石,埋深大于1米的管涵顶部应适当降低落锤高度。(3)修复排水设施。在旧路面临土路肩侧设置排水盲沟,靠中央分隔带处可与中央分隔带的盲沟合并设置。(4)特殊路段的处理。对出现严重病害路段面板进行破除,换填碎石。当土路基存在病害时,也应对路基进行换填处理。(5)交通管制。在路面碎石化之前应制订交通管制及分流方案,满足通车及施工要求。

2.3.1. 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。

2.3.1. 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。

2.3.2 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。(3)施工前后对基层、路基软弱部位的处治。根据国外的经验,对于施工路段存在的基层、路基不稳定的情况,应在采取换填等处治措施后再进行碎石化施工。这样可以提高路面基层稳定性,消除新加铺结构的安全隐患,为改造后路面长期使用性能提供保证。从工艺总体上看,虽然换填工序要占用较多的时间,但是这种时间耗费是必需的。以上三个问题在碎石化过程中应特别注意,把握好这些关键环节是保证碎石化质量的重要手段。

3 经济比较

通过综合比较,采用碎石化技术(方案三)经济性较好,根据国内外的工程实践,对消除反射裂缝是比较成功的,且对环境影响较小,故作为推荐方案。

4 结语

旧水泥混凝土路面碎石化技术是一种重要的水泥混凝土原位破碎利用技术,它一般适用于水泥混凝土路面出现较大范围的破损的情况,能成功地消除反射裂纹,国外在这项技术的应用方面有了多年的实践,国内自山东省交通厅倡导引进这项技术后,通过多个项目的的实践,也有了许多成功的经验;湖南自2007年开始引进这项技术,最开始在浏阳市一个旧路改造项目中实施,本项目是本省第二个实施这项技术的项目。

碎石化工艺 篇6

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

碎石化工艺 篇7

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