淺談舊水泥混凝土路面碎石化的應用技術

1、<p>　　淺談舊水泥混凝土路面碎石化的應用技術</p><p>　　【摘要】舊水泥混凝土路面碎石化技術是目前舊水泥混凝土路面維修改造最好的技術之一，能有效防止“白改黑”后的反射裂縫,延長路面的使用壽命。 </p><p>　　【關鍵詞】碎石化技術施工質量標準使用條件注意問題 </p><p>　　中圖分類號： U416 文獻標識碼： A </p&g

2、t;<p>　　自20世紀80年代起，水泥混凝土路面作為路面的主要形式之一，在國內開始大規(guī)模修建。隨著使用年限的增長和超載車輛的破壞，一些早期修建的水泥混凝土路面不同程度地出現(xiàn)了各種破壞，急需維修改造。實踐證明：碎石化技術是目前舊水泥混凝土路面維修改造最好的技術之一。下面結合省道237禹州東環(huán)至許昌西環(huán)段改建工程中碎石化技術的應用來進一步探討碎石化技術。 </p><p>　　工程概況：省道237禹

3、州東環(huán)至許昌西環(huán)段改建工程起于S237線與禹州市新東環(huán)相交處，起點樁號為K189+839.73，路線向東過吳灣，跨潁河，過褚河鄉(xiāng)，下穿鄭堯高速公路，經劉運莊進入許昌縣，繼續(xù)向東，經泉店、興源鋪、靈井鎮(zhèn)，與禹亳鐵路相交叉，設置1座下穿箱涵通過，路線繼續(xù)向東下穿永登高速公路，至崔代張進入許昌市魏都區(qū)，終點位于S237線與G311線許昌市西環(huán)交叉口，終點樁號為K214+964.279，路線全長25.125公里。本施工段中對K211+900—K

4、213+700段進行舊水泥混凝土路面碎石化，半幅寬度為12米。 </p><p>　　主要施工工藝：選擇試驗路段破碎→試坑檢查→確定破碎施工工藝→破碎施工→Z型壓路機壓實→撒布乳化瀝青透層油→做水穩(wěn)層(需要時)→瀝青路面施工。 </p><p>　　碎石化的定義：混凝土路面碎石化是特殊的施工機械(如多錘頭水泥混凝土路面破碎機) ，將原有的舊水泥混凝土路面徹底打碎，從而有效地減少混凝土板的有

5、效尺寸，充分降低水泥混凝土板接縫、裂縫處在荷載、溫度、濕度變化時的位移,因此可以有效地防止反射裂縫的發(fā)生，將打碎的水泥混凝土面板經壓實后直接作為基層或底層基層，再加鋪新的面層。 </p><p>　　1、路面碎石化后的粒徑范圍 </p><p>　　水泥混凝土路面碎石化后分為表面細粒散層、碎石化層上部和碎石化層下部三個層次。 </p><p>　?。?）碎石化后表層

6、約2~5cm，在壓實過程中，顆粒被壓密，形成嵌擠薄層，通過灑布透層油，具有較高的黏結力，并具有一定的強度和穩(wěn)定性； </p><p>　?。?）碎石化層上部厚度約10cm，強度主要有：一是來源于內摩阻角，粒徑越大則內摩阻角越大；二是來源于預應力，水泥混凝土面板在破碎時，混凝土產生側向體積膨脹，混凝土顆粒的粒徑越小，膨脹趨勢越大，產生的預應力越大； </p><p>　?。?）碎石化層下部厚

7、度約10cm，是“裂而不碎、契合良好、聯(lián)鎖咬合”的塊體結構，該結構靜定且自穩(wěn)，具體表現(xiàn)形式為各種形式的咬合梁、拱結構，在外力作用下產生咬合嵌擠作用，比普通嵌鎖作用更大，提供的強度更高，具有更好的結構穩(wěn)定特性。 </p><p>　　2、MHB碎石化施工質量標準 </p><p>　　2.1路面碎石化后頂面的當量回彈模量和回彈彎沉要求 </p><p>　　水泥混凝土

8、路面碎石化后頂面的當量回彈模量是新加鋪結構設計的基本參數(shù)之一，一般情況下，對于直接加鋪瀝青混凝土的路面結構，回彈模量平均值宜控制在150~500MPa之間。碎石化后的回彈彎沉與回彈模量之間存在著聯(lián)系，在將碎石化后的板塊及其下結構層視為同種材料構成的情況下，可以參照路面補強公式得到： </p><p>　　Ez=（1000pD/l0）m1m2 </p><p>　　式中：p-彎沉測定車的輪胎

9、壓力； </p><p>　　D-與彎沉測定車雙圓輪跡面積相等的承載直徑； </p><p>　　l0-原路面計算彎沉； </p><p>　　m1-用標準軸載汽車在原路面上測得的彎沉值與用承載板在相同壓強條件下所測得的回彈變形值之比，即輪板比，一般取1.1； </p><p>　　m2-原路面當量回彈模量擴大系數(shù)。 </p>

10、<p>　　2.2MHB碎石化施工質量標準及檢測頻率 </p><p>　　為滿足直接加鋪面層的技術要求，保障加鋪層施工質量，根據課題研究和實驗路的測試，結合路面設計的規(guī)范要求，提出MHB碎石化施工質量標準及檢測頻率。 </p><p>　　碎石化層作為基層直接加鋪瀝青路面，目前我國技術規(guī)范中沒有相應規(guī)定，本技術指標要求是在參考我國現(xiàn)行技術標準《公路路面基層施工技術規(guī)范》（JTJ

11、034-2000）和原技術標準（JTJ034-93）的基礎上，結合實驗路的實際情況提出的，具體實施中可以靈活掌握。如果碎石化層的表面平整度與上述要求差異較大，在鋪筑瀝青路面前，必須進行處理。處理措施主要有： </p><p>　　a據平整度情況合理合理選擇瀝青混合撩的型號； </p><p>　　b填充級配碎石找平、碾壓后灑布熱瀝青或乳化瀝青，再進行壓實； </p><

12、p>　　c采用其他合適的技術措施進行找平。如果不進行找平，可能會影響瀝青路面的平整度，影響路面的使用效果。 </p><p>　　3、碎石化后瀝青加鋪層結構組合 </p><p>　　3.1結構組合的原則 </p><p>　　研究表明，工程中可能出現(xiàn)的碎石化后顆粒粒徑或回彈模量的不同情況，可采用的結構組合原則有： </p><p>　

13、　（1）碎石化施工中應盡量參照推薦的顆粒粒徑和回彈模量推薦范圍進行破碎，在此范圍內時，瀝青加鋪層要求采用密級配瀝青混凝土，并可考慮加鋪防水封層； </p><p>　　（2）當碎石化后顆粒粒徑稍偏大、回彈模量偏高時，可考慮采用開級配大粒徑透水性瀝青碎石（簡稱為LSPM）加防水封層的結構組合方式，其上瀝青混凝土仍需采用密級配； </p><p>　　（3）當碎石化后顆粒粒徑稍偏小、回彈模量偏

14、低時，要保證加鋪層總厚度，可考慮設置FDAC抗疲勞層，以防止疲勞開裂，其他瀝青層仍需采用密級配； </p><p>　　（4）回彈模量小于120MPa時需要考慮增設補強層，按照新建路面結構設計。 </p><p>　　3.2瀝青加鋪層四種機構組合方式 </p><p>　　（1）作透層、封層后，直接加鋪上、中、下面層的密級配瀝青混凝土； </p>&l

15、t;p>　?。?）加鋪LSPM，然后采用兩層兩面的形式； </p><p>　　（3）加鋪抗疲勞層后，再加鋪瀝青混凝土； </p><p>　?。?）加鋪無機結合料穩(wěn)定類基層，然后加鋪瀝青面層。 </p><p>　　根據研究成果，碎石化后的回彈模量大致可分為5個級別，相應的加鋪結構組合形式可按表3標準選取。 </p><p>　　4、

16、碎石化技術適用條件和注意問題 </p><p>　　4.1碎石化技術的適用條件 </p><p>　?。?）碎石化的技術條件 </p><p>　　碎石化技術是舊水泥混凝土路面重建技術的主要方案之一，國內外研究和工程實踐證明，只要舊水泥混凝土路面滿足表4所列條件，就可以應用碎石化的技術進行重建改造。其他因素如板塊斷裂程度、坑洞、接縫損壞、表面裂縫與層狀剝落等不是決定

17、應用碎石化技術的必要條件。 </p><p>　?。?）碎石化技術的經濟條件 </p><p>　　碎石化工藝應用與原路面補修存在經濟平衡點，這個平衡點可用修補比率來反映，國外算例中修補比率為13%左右，山東的經濟平衡點是修補面積為20%~25%時，進行破碎改造更為經濟。 </p><p>　　4.2碎石化技術應用的注意問題 </p><p>

18、;　　在滿足技術、經濟條件要求的前提下，應用MHB進行碎石化前還需要綜合考慮以下因素： </p><p>　?。?）水泥混凝土路面基層的破壞程度決定了其碎石化施工的顆?？刂坪凸に囈?。對于損害嚴重的水泥混凝土路面，必須判斷其基層狀態(tài)。一般情況下，基層破壞程度越高。破碎后粒徑越小。 </p><p>　　（2）水泥混凝土路面基層的破壞程度是判斷嚴重病害路面是否可用碎石化工藝的重要標準；當基層

19、嚴重破壞時，碎石化后板塊容易喪失顆粒間的嵌擠作用，導致模量下降，容易導致瀝青路面層出現(xiàn)疲勞破壞。此時應用碎石化，應注意提高上部路面結構設計安全性。 </p><p>　?。?）排水設施是碎石化的必須輔助工程。完善排水設施是防止碎石化后瀝青加鋪層再次發(fā)生水損壞的重要措施。 </p><p>　　這里所有要求共同構成碎石化技術的應用條件和決策依據，是確定舊水泥混凝土路面能否實施碎石化技術的必要

20、條件。 </p><p><b>　　5、結束語 </b></p><p>　　為響應中央提出的建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型以及技術創(chuàng)新型社會的要求，有效解決國內面臨的水泥混凝土路面改造難題，不斷完善和推廣應用舊水泥混凝土路面碎石化技術，這里重點就使用條件、強度機理、質量控制進行了系統(tǒng)介紹，舊水泥混凝土路面改造提供參考依據。 </p><p>&