浅析旧水泥混凝土路面碎石化的经济效益

朱礼平

中图分类号：F014.35

摘要：旧水泥混凝土路面碎石化技术应用的经济效益，碎石化技术是目前旧水泥混凝土路面维修改造最好的技术之一。

关键词：碎石化；方案比较；经济效益；结构组合优化；

1． 概述

206国道罗庄京沪高速连接线至朱陈南桥段，2000年建成通车，由于重载交通（当量轴载日交通量的平均值为16507.7次）的持续作用，该路段总的断板率为22.2%，其中行车道的破坏尤为严重，断板率达到41%，路面破损状况相当严重。路面亟待改造。

2．方案对比

根据实际情况，该路段满足碎石化要求，在满足技术要求的基础上，根据往年设计经验，我们重点对采用压浆稳固后直接加铺15cm的沥青混凝土路面；挖除旧路面后加铺32cm水泥稳定碎石基层再加铺15cm的沥青混凝土路面；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。为便于计算，比选方便。选取长度为1000m,宽度按照10m计算，面积共计10000m2。原路面水泥混凝土厚度为26cm，各工序单价见附表1。各方案经济数量对比见附表2，附表3，附表4。

附表1：各工序单价

附表2：pcc修补后直接加铺沥青混凝土的费用（每公里）

附表3 碎石化直接加铺沥青混凝土所需费用（每公里）

综上可见，方案一随着修补面积的加大，费用会越来越大；方案三是传统的施工方法，需用破碎机打开路面，再用挖掘机装车，转运到预定的堆放处。这种施工方法工效低，水泥混凝土碎块较大，无法再利用，堆放需占用大量土地，对公路周边环境造成污染，就材料本身而言也是一种极大的资源浪费，所以选用碎石化方案较为经济，方案可行。

3.加铺沥青路面设计

本路段交通量为重交通等级。

交通量：当量轴载日交通量平均值为16507.7次，设计年限为15年，设计年限内交通量的平均年增长率取5%，车道系数为0.45.

Ne=[(1+r)l-1]*365*N1η/r=[(1+0.05)5-1]*365*16507.7*0.45/0.05=1.5*107次；

ld=600Ne-0.2Ac*As*Ab=600*(1.5*107)-0.2*1.0*1.0*1.6=35(0.01mm);

水泥强度等级为42.5，可预计施工后顶面当量回弹模量平均值为中值400Mpa,其公路等级为一级公路，按可靠度设计标准，其变异水平等级应为“低”，且目标可靠度为95%，相应可靠度系数查附表5，可取中值1.26。施工控制应按0.25的变异系数控制回弹模量的变化范围。

附表5可靠度系数表

根据可靠度折减后的顶面当量回弹模量：Et=400/1.26=317Mpa。

附表6 碎石化后沥青加铺层参考结构（单位：cm）

注：1、带*的沥青层总厚度较大，可考虑LSPM替代下面层，根据设计计算结果和经济性进行优化；2、“增设LSPM+沥青混凝土”结构组合厚度为包含LSPM层的厚度。3、“增设抗疲劳层+沥青混凝土”结构组合，抗疲劳层为细粒式沥青混凝土，如AC-10等。

根据参考结构，交通量属于重交通T3等级，当量回弹模量属S3等级，相应的路面结构总厚度查附表6为：12—18cm，沥青层总厚度大于15cm，大于最小厚度要求。

4.碎石化施工检测及设计优化

现场实测的当量回弹模量平均值为189Mpa,标准差为20.7，根据公式：

Et=E-ZaS=189-20.7*1.645=155Mpa

这个实测回弹模量代表值与预测的317Mpa相差较大。仔细分析原因，发现破碎后的粒径偏细，导致实测与预测值相差较大，需进行沥青层优化设计。根据实测值计算的回弹模量属于S2等级。查附表6，宜采用增设抗疲劳层的结构组合，加铺的沥青层总厚度为15—20cm,实际工程采用20cm的三层式沥青路面。

5.结束语

重点就碎石化使用的经济条件加以比较，加铺层组合的优化关键技术进行介绍，为旧水泥混凝土路面改造提供参考依据。

参考文献

1.山东省交通厅公路局，旧水泥混凝土路面碎石化技术规程，人民交通出版社，2009年3月，7-14页。

2.黄宗远，杨成忠，孙原超，旧水泥混凝土路面碎石化技术及其应用，路基工程，2008年第二期，159-161页。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。