水泥混凝土路面碎石化施工技术探讨

李彦彪

（河南海威路桥工程咨询有限公司，河南 郑州 450000）

1 几种防治反射裂缝的方法

1.1 用修复和下封法稳定水泥混凝土板，将有缺陷的板予以修复或换板，然后设置水泥稳定层或二灰稳定层作缓冲层，最后加铺沥青层。

1.2 破碎混凝土板，即将旧水泥混凝土破碎，并使其与下面的基层紧密接触，再加铺沥青层。

1.3 破碎混凝土板，并将其移除，然后重新做路面。

2 对三种方案进行比较

2.1 方案一在加铺沥青前应根据路况调查和试验结果对旧水泥路面板进行修补，而修补后的检测将是一项极为棘手的工作，很难把隐蔽在水泥混凝土板下的问题全面彻底的检测出来，这将给后续工程留下隐患。即使能够把问题全部检测出来，对这些问题要采用不同的方法解决，这会增加施工的难度，造成工期的延长。水泥稳定层或二灰稳定层本身就因为温度和湿度变化容易开裂，加之其下部水泥混凝土面板的接缝和裂缝，在荷载和温度的反复作用下，更会导致反射裂缝，使路面早期破坏。这种方法不能彻底的解决反射裂缝带来的早期路面破坏的问题。

2.2 方案三能克服前方案一中由于存在刚性基层而导致反射裂缝的问题。但是方案三的工程量要大的多，同时其移除的混凝土废块如处理不当将造成资源的浪费和环境的污染。

2.3 方案二对水泥混凝土进行破碎，使混凝土路面降低刚度，使其具有一定柔性，这样就能和沥青路面同步变形，减少应力集中的现象。这样反射裂缝难于形成。方案二便于施工检测、验收且可操作性强，破碎的混凝土块用作基层避免了资源浪费和污染问题。

3 碎石化技术

所谓碎石化技术，就是把75%的混凝土路面破碎成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厘米的粒径。用以限制新铺的热拌沥青(HMA)罩面上出现反射裂缝，并产生一个用于HMA罩面的均匀基层。它通过专用的机械设备对水泥混凝土板块进行击碎处理，并通过碾压等工序使水泥混凝土板块成为新的由较小水泥混凝土颗粒组成的相对松散的，强度相对均匀的结构层，并可以利用其作为基层，从而消除了在不破碎的旧水泥混凝土路面上加铺沥青层可能的反射裂缝，提高了加铺后新路面结构的可靠性和耐久性。

碎石化有2种设备可供使用一种是通过重锤下落进行破碎，一种是通过振动来破碎。目前我国多用重锤下落式的破碎机MHB (MultipleHead-Breaker)型破碎机来进行碎石化是通过重锤下落进行破碎的，其后部有共16个重锤；具有橡胶轮胎，以柴油机作为动力源，该机械所携带的重锤的重量为454-544.8kg，分2排(每排6个重锤)成对装配在整台机械的尾部 (后排重锤对角地装配在前排重锤间隙中心)，两翼还有两对翼锤，每对重锤单独地以一套液压提升系统为动力，在破碎时按一定规律下落。重锤底部装有宽约2cm长20cm的刃口。重锤的下落高度可调，最大高度可到h=1.5m。这种机械的典型工作效率是每台班约2km(1个车道)配套的还有Z型(Z-grid)压路机。碎石化技术采用Z型震动压路机和震动钢轮压路机，用于破碎混凝土后的补充破碎并压实其表面，同时为HMA罩面提供平坦破碎后混凝土路面表面。MHB型破碎机械破碎后的颗粒尺寸是可控制的，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。在某国道改建工程中，旧的水泥混凝土路面采用了碎石化技术。其K10+500-K10+600试验段分别采用了1.2m、1.1m、1.0m、0.9m的落锤高度进行了碎石化。其试验段基本路况为：

路面宽度18m，面层为水泥混凝土，其下为旧的沥青混凝土路面。

路面板宽4.5m，长5m，厚度为24cm，部分厚度达到30cm以上。

其破坏并不十分严重，无明显错台，裂缝数量不多，少部分板角隅破坏。由于路面拓宽，新路面拟采用沥青路面，故采用碎石化设备对原有旧水泥混凝土路面实施破碎，然后加铺沥青面层。破碎试验段的基本情况为：

表4.1 试验段破碎基本情况表

在清除表面碎块后，在各落锤高度试验段路面上钻孔取芯，取芯直径为10cm，深度为整个混凝土板厚度，其情况如下：

在1.2m高度破碎段中钻孔取芯，观察发现水泥混凝土板底部已完全破碎，其碎块的直径约6cm，由于钻孔机的扰动已经完全分离，碎块不能吻合。中间层的碎块较大大概在10cm左右有斜向裂缝。在高度为0.9m的破碎路段中，钻孔取芯，在芯的中间偏上的位置有斜裂缝。混凝土芯从此处断开，在钻孔壁上发现数条细微交叉裂缝。旧混凝土表面有较多的部分未破碎，存在较大的未破碎混凝土块(约1m)。其破碎效果不十分明显。在1.1m和1.0m路段取芯时，也不能将芯完整取出，其破碎成较大的碎块约10cm左右，斜向开裂。碎块能很好的吻合。在孔壁上发现较密集的斜向交叉裂缝。在1.1m和1.0m路段经过开挖试坑，发现碎石化后水泥混凝土层底部碎块最大不超过37.5cm，然而取芯的直径为10cm，可见上述的取芯并不能完全反映混凝土路面破碎的情况，但是从1.2m落锤高度的钻芯结果来看，其底部水泥混凝土已经过度的破碎，底部的水泥混凝土块之间已经不能很好的嵌挤在一起。如果在破碎后的水泥混凝土路面上加铺沥青面层后，在车辆的水平力作用下，底层的水泥混凝土块可能发生滑移，造成路面的早期破坏。用这个高度的破碎路面并不稳定。在用0.9m落锤高度破碎过程中其未破碎的面积较大，还有较大的板块存在，这样仍旧有可能产生反射裂缝。这个高度不宜采用。对1.1m和1.0m落锤高度的试验段开挖试坑检查发现碎块尺寸基本符合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厘米的粒径的要求。可见这个两个高度之间的落锤高度是合适的。

结语

由于路的路况并不完全相同，在碎石化应用前应对道路进行试验段破碎，以确定合理的落锤高度，并在碎石化的过程当中应当每隔一定的距离对碎石化的情况进行挖试坑检查，以便达到较好的碎石化效果。

[1]李中秋.水泥混凝土路面维修技术研究[D].河北工业大学，2002.

[2]张永清.高等级公路基础设施技术保障对策研究[D].长安大学，2002.

[3]管新建.钢纤维混凝土的力学性能及路面工程应用研究[D].郑州大学，2003.