水泥混凝土路面的破碎与固定技术

于 宏

（大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂，河北 唐山 063028）

水泥混凝土路面的破碎与固定技术

于 宏

（大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂，河北 唐山 063028）

针对旧水泥混凝土路面现状，着重分析了陡河发电厂水泥混凝土路面在施工中破碎与固定技术的运用，施工中应注意的问题及施工工艺等。

水泥混凝土路面；破碎与固定；施工方法

1 水泥混凝土路面和我厂道路现状

水泥混凝土路面是道路公程中广泛使用的路面结构类型中的一种，有其自身的优点，如材料来源广泛、施工工艺及设备相对简单、建成初期养护管理费用较低等。但出现损害后也较难以处理，原因如下：①水泥混凝土路面刚度较大，处理起来比较麻烦；②水泥混凝土路面的修补工艺复杂且耗费巨大；③水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土层时，如果处理不当会产生反射裂缝；④水泥混凝土路面在损害前较难发现其潜在隐患。陡河发电厂厂区、生活区内道路几乎全部为该水泥混凝土路面，早已达到使用年限，随着近几年厂内重交通量的剧增（主要是灰罐车、石粉运输车），水泥路面损坏日益严重，局部已出现了大面积塌陷，尤其是到了雨季，积水深度有的已经达到了1 m，严重影响了道路的正常使用，同时提高了车辆的运营成本。

2 路基处理方法的选择

原有设计是将原混凝土路面整体挖除，重做碎石基层后再做沥青混凝土面层。但是该方法面临着无法处置由此产生的大量废弃混凝土板的问题。如果废旧混凝土破板能够重新利用，既解决随意堆弃造成永久性占地和环境污染，又解决开挖山体获取砂石原材料所造成的环境破坏，避免物资过多浪费，节省了大量的资金，所以混凝土面板再生利用被作为本工程的一个重要课题。在清理该段路面的积水和淤泥后，发现路面具有以下特征：①功能性罩面出现大量发射裂缝；②大量错台、翻浆和角隅破坏；③板开裂超过50%，超过20%的路面需要开挖修补；④出现严重的冻胀反应。我厂通过多方论证得出在水泥混凝土路面的整个使用周期内，其路面状况与修复方法见图1。

图1 使用年限与修复方法的关系

在2006年10月11日开始对原有混凝土路面进行破碎取代重做路基方案，2006年11月5日沥青混凝土路面全线竣工。经过四年的超载运输车辆的考验，本段道路几乎没出现一处缺陷，可见水泥混凝土路面的破碎与固定技术是修复水泥混凝土路面并改善其基础的一种有效方法。

3 破碎与固定技术的原理

在旧水泥混凝土路面板上加铺沥青混凝土结构层是我们修复水泥混凝土路面的常用技术，但由于水泥板体的不连续性，导致加铺层很容易出现反射裂缝，通常我们认为反射裂缝产生的力学机理是加铺层承受原路面因垂直和水平位移引起的应力。除下层路面板的温度和含水量的变化以外，裂缝或接缝处的总位移还受板长的影响。以上关系可用公式说明：

式中：ac：温度应变系数；

ΔT：温度变化差额；

L：板体长度。

另外，位于加铺沥青面层之下的开裂板，其水平位移也会引起裂缝上方结构层部位很大的拉应力。同时，垂直位移也引起了加铺层内的很大的剪应力，因为沥青混凝土面层在较低温度时抗弯强度较低。车辆通过接缝或裂缝会引起不均匀的垂直位移，这种位移的量取决于接缝或裂缝处的荷载传递以及下层混凝土板内产生的位移。

由此可见，如果将水泥混凝土板体的长度缩短，也就相应地降低了板的收缩位移，从而降低反射裂缝出现的机率，以上过程就是水泥混凝土路面的破碎；水泥混凝土路面板体破碎后，水泥混凝土块与块之间要形成嵌锁，使碎块均能与基层接触，以提高该结构层的承载能力，此过程就是水泥混凝土路面的固定，以消除产生反射裂缝的温度应力，并使块体与块体之间形成整体，增加基础结构的强度，对其上的加铺层提供较好的支承。

4 破碎与固定技术的实施要点

4.1 破碎

破碎与固定是在保留水泥混凝土路面结构的某种程度完整性的同时，将其破碎成边长46～60 cm碎块的过程，而不是把水泥混凝土路面变成尺寸较小的碎块，相对车辆荷载来说是更加均匀的结构层，在压实后进行加铺就能有效控制反射裂缝的产生。破碎形式既能减少板的过度位移（垂直的和水平的），又能使板作为加铺层的稳定的基础结构。

4.2 固定

水泥混凝土路面经过破碎以后，应将混凝土块稳固到基层上。固定板块的目的是各点均能与基层接触，从而提高承载能力。只有以足够的重量作用于路面并用碾压机械碾压才能消除板块松动。如果板块固定不当，混凝土块就会松动并引起加铺层更为严重的反射裂缝。因此，对于水泥混凝土破碎板块的固定，要求水泥混凝土碎块不能有任何松动。

5 破碎与固定技术的施工方法

破碎与固定分步实施：首先是破碎，主要是利用各种型号的打桩机、截断桩锤、冲击锤及共振式路面破碎机等将路面破碎。其次是固定，固定的方法是用重型静碾压路机碾压，以重型轮胎压路机为首选，借鉴国外相关技术经验，本工程利用50 T的重型轮胎式压路机碾压几遍的固定方法比较不错。对于一些破碎后产生的混凝土过分剥落部分要用砂浆回素混凝土等材料回填，保证加铺结构层以下没有空洞。

6 碎石化方法的关键因素

6.1 排水要求

碎石化过程中会产生一些细碎的颗粒，而混凝土破碎后的颗粒之间没有黏接力，在这种情况下，如果有水渗入该层，将会带来很大的安全隐患。所以在进行正式碎石化施工前，要先建成和完善排水设施。排水采用碎石盲沟的形式。在排水层设置好之后才可以进行正式的碎石化施工。

6.2 对土基和基层的要求

破碎过程中产生的低频高幅振动可以传递到路面结构较大的深度范围内，也就是说，土基和路基在破碎过程中也会受到影响。原土基和基层是否具有较好地稳定性至关重要。不稳定的土基或路基在破碎重锤下落时受到冲击力作用会产生一定程度的破坏，局部强度会降低，特别是地下水位较高时，这种情况发生的可能性会更大。

7 经济效益分析

由于该技术是利用旧水泥混凝土板体破碎固定后作为底基层，没有给水泥混凝土面板结构强度造成破坏。但如果将水泥混凝土板破坏后清除，再按照有关规范做路基，比将水泥混凝土板体破碎固定增加50 %以上的投资。

8 结束语

旧水泥混凝土路面碎石化技术是一种重要的水泥混凝土路面原位破碎利用技术。它一般适用于水泥混凝土路面出现较大范围的破损情况。通过这项技术，可大大提高施工效率，大量节约工程造价，值得大范围推广。

Cement Coagulation Earthen Road Pavement Stave and Fixed Technology

Yu Hong

In view of the old cement coagulation earthen road pavement present situation, has analyzed the Dou River Power plant cement coagulation earthen road pavement emphatically stave and solid decides technical in the construction the utilization, in the construction should pay attention to the question and the construction craft and so on.

cement coagulation earthen road pavement; stave and fixed; job practice

U416.2

A

1000－8136（2011）06－0062－02