碎石化技术在改造水泥混凝土旧路面上的应用

王 金 春

(山西机械化建设集团公司，山西 太原 030009)

碎石化技术在改造水泥混凝土旧路面上的应用

王 金 春

(山西机械化建设集团公司，山西 太原 030009)

分析了旧混凝土路面碎石化技术在道路建设上具有的重要意义，简单阐述了碎石化施工所用到的机械设备，介绍了碎石化的施工过程以及质量检测方法，并讨论了碎石化技术的优点和发展状况。

碎石化技术，混凝土路面，混凝土碎石，机械，级配

1 概述

碎石化技术是指运用特殊的机械设备把原有的破碎混凝土路面破碎成小于38 mm的混凝土块。经过碎石化后，这些混凝土碎石的粒径级配较好，被用来做成重修路面的基层。这种技术最先产生于1986年的美国纽约，到2001年美国已经有35个州应用碎石化技术清除混凝土路面，之后逐渐推广到世界各地。美国应用碎石化技术施工的项目有400多项，破碎道路里程达16 000 km，并且已经颁布相关规范。碎石化技术在处理旧水泥混凝土路面时，不需要把原路面的建材进行全面的清除，就地取材，不仅节约了路基材料的使用及运输成本，还大大提高了工程施工的进度。同时废物利用，解决了建筑垃圾的处理问题。现如今，碎石化技术是翻修旧水泥混凝土公路的主要技术措施。碎石化技术起初是为将路面混凝土清除或将路面混凝土与钢筋分离而开发的。

2 碎石机械设备

2.1 冲击压实机械

冲击压实机械通过冲击的原理使混凝土路面碎裂，然后直接进行压实施工。其主要的机械设备有三角形蓝派冲击压实机和五角形蓝派冲击压实机，这种机械施工速度快，工序少，可以缩短工期，降低成本。经碎石化后的混凝土碎石比较均匀，力学性能好；碎石碾压后比较密实，强度高，稳定性好[1]。主要用于因不均匀沉降造成混凝土路面破坏的重修工作。其缺点是回弹模量不均匀，路面的稳定性差。

2.2 打裂压稳和打碎压稳机械

当混凝土路面损坏严重或路面结构承载力不能满足正常交通运行时，采用换板或板底灌浆等并不能较好的提高路面的承载力和实用性，其经济性也较差，因此可考虑在混凝土路面上施加混凝土层或沥青混凝土层，以恢复其承载力和实用性。打裂压稳的定义是在旧混凝土路面上加设高能低频冲击力，使混凝土板破裂，之后采用压实机将混凝土板重新压实使其成为均匀稳定的结构层。打碎压稳的定义是采用落锤等锤击型低频设备将混凝土路面打碎，之后采用压实机压实而形成的下粗上细型结构层。打裂压稳和打碎压稳设备多用于国外，机械的前端设计成门架式，通过钢梁的下落使混凝土路面破碎。这种技术可以有效的减轻加铺层沥青路面的反射裂缝危害，使原路面的强度得到充分发挥。

2.3 共振破碎机械

共振式破碎机械运用振动梁的振动带动单锤头，锤头与路面接触，使单锤头产生一个和路面有相同振动频率的振动，达到共振的效果，使混凝土路面破碎。采用共振破碎机械的特点是破碎速度快，破碎深度大；破碎后的粒径均匀；使钢筋与混凝土完全剥离；对路基和地下设置等基本无影响；可对原路面材料进行重新回收利用；振动所造成的影响范围小，适应性强；振幅小，对环境和居民区影响小等优点。

2.4 多锤头碎石化机械

多锤头碎石化又称为MHB，这种机械通过携带的多个锤头对路面进行夯打，造成混凝土路面的破碎。破碎后的路面再用有“Z”字花纹的碾压轮进行震动压实。这种机械破碎后的碎石粒径配比合理，最大程度的利用了原有混凝土面板的强度，施工成本低，是我国最主要使用的机械设备。

3 碎石化技术的优越性

碎石化技术的优越性主要表现在四个方面：1)原混凝土路面破碎后产生的碎石可以直接作为再铺道路的基层或者底基层，如果原混凝土路面板有较好的强度，经碎石化后可直接进行上层路面的铺装；2)碎石化技术成本低，比原有技术成本可降低30%～50%；3)施工时不必对道路进行全封闭管理，减少对当地居民通行的影响。施工工序简单，速度快，可以延长道路十年左右的寿命；4)碎石化后，对破碎的混凝土碎石充分利用，变废为宝，减少了建筑垃圾的产生，环保无污染[2]。使用多锤头混凝土破碎机，在破碎过程中基本不会产生噪声污染，对附近居民的影响较小。碎石化技术的四个优点，使其在旧混凝土路面的翻新工程上得到了广泛的使用。

4 碎石化施工工艺与质量检测

4.1 碎石化前的必要处理

碎石化前需要对破损的水泥混凝土道路进行必要的处理，以保证碎石化施工的顺利进行。

首先要清除原有路面的罩面层，修建排水设施，保障碎石化过程中不受地表水的影响。其次要进行路基软弱地段的混凝土碎石开挖，对路基进行换土加固后再进行混凝土碎石的回填，回填后的高程与原路面相同，提高路基的稳定性。最后制造标记构造物进行保护，设置高程控制点，指导加铺层的施工[3]。

破碎前先对试验路段进行部分破碎，确定此段道路混凝土的破碎机施工参数。

4.2 碎石化施工工序和质量检测

碎石化施工进行时，要根据实际情况选取一段具有代表性的路段进行试验，得到最好的碎石效果后，进行试验数据的记录，记录数据包括锤击高度，锤击间距等。采用这些数据对将要进行大面积碎石化的道路进行施工，以保证施工的质量。在此之后，开挖试坑，对锤击后的碎石粒径进行检测，保障试验数据的准确性。采用碎石化技术破碎75%以上的混凝土，破碎的粒径表面尺寸不得超过75 mm，中部不得超过225 mm，底部不得超过375 mm，破碎时遵循从高处到低处破碎，以免破坏沥青面层而导致路面排水不畅。得到精确的试验数据后，碎石化施工才正式开始，施工时要先从缺乏约束、高程较低的两边开始，再进行中间车道的碎石化，此种做法同时也能保证水的排泄通畅[4]。碎石化完成后，运用压路机进行压路工作，破碎表面的扁平颗粒，稳固下层粒径大的碎石，压实过程应避免在雨天进行，保证碎石的干燥度，防止过度压实使得碎石进入基层。最后进行透层油的撒铺，增大表面碎石的结合力，工程中往往使用的是乳化沥青，沥青使用量要保证不粘压轮。

在整个碎石化施工过程中，应注意以下四个问题：

1)路面两侧的混凝土路面缺乏侧面约束，容易进行破碎。一般情况下，先进行路面两侧较低区域的破碎，然后进行中间行车道高路面的破碎，保证雨天排水的良好性能。

2)每个车道进行碎石化时，破碎的宽度要超过车道本身的宽度，要与相邻车道进行15 cm以上的搭接。

3)混凝土路肩的强度较低，在进行破碎时，要降低锤头下落高度，减小落锤间距，在保证破碎效果的同时，又不至于造成原混凝土面板强度的损失[5]。

4)破碎碾压完成后，不能对混凝土破碎路面进行人为的修整，避免造成碎石化效果的破坏。对于压实后大于5 cm的低洼面层，要采用合理级配的碎石进行填埋压实。

5 国内外使用现状

碎石化技术的发明刚开始是为了便于清除严重破坏的水泥混凝土路面，第一次把碎石化后的混凝土碎石作为基层的国家是美国，1985年在美国纽约采用碎石化后的混凝土碎石作基层修建了一条用热拌沥青罩面的水泥混凝土路面。碎石化技术最早用于美国亚拉巴马州，到目前，该州已有超过16 000 km的破碎水泥路面进行碎石化处理后重新铺装。这种技术迅速推广到美国的其他州，并制定了官方的施工规范。

我国的碎石化技术的使用比美国晚了十年，碎石化工艺还不成熟，我国最早的碎石化机械是从南非进口的蓝派冲击设备，之后经过我国的自主创新，打裂压稳和打碎压稳机械被逐渐应用到旧混凝土路面的破碎中，但是这种工艺具有很大的缺陷，不能很好的解决反射裂缝的问题，2002年MHB机械才开始在我国被使用，这种机械的实用性很强，迅速在我国得到了推广。

山东省是我国最早使用此项技术的省份，在其境内的京沪高速公路段上进行的试验表明，此项技术具有很强的实用性。随后，广东、福建等省也在旧混凝土路面翻新上采用了碎石化技术，得到的实践效果较好。各省多年的跟踪监测也表明，此法修建的路面性能良好，车辙和裂缝问题也出现较少。

6 结语

现如今，碎石化技术已经被公认是进行旧水泥混凝土路面破碎的最好措施，其利用破碎后的混凝土碎石作为新路的基层，使建筑垃圾变废为宝，保护环境，符合可持续发展的理念。碎石化技术已在全世界广泛使用，但仍有许多缺点存在，比如在雨天就不能进行碎石化的施工，因此要加快碎石化技术的创新，解决现有的问题，使其更好的在道路工程中发挥作用。

[1] 纪宁华,刘月莲,帅新华,等.水泥混凝土路面碎石化施工振动对周围建筑物影响的评价[J].公路交通科技(应用技术版),2008(10):37-39.

[2] 李 军,吕江峰,于恒峰.旧水泥混凝土路面多锤头碎石化施工工艺研究[J].公路交通科技(应用技术版),2011(8):122-125.

[3] 潘玉芳,宋瑞超,熊大路.水泥混凝土路面碎石化施工[J].建设机械技术与管理,2004(9):77-79.

[4] 杨修志.旧水泥路面碎石化“白”改“黑”施工工艺与质量控制[J].建设机械技术与管理,2011(1):130-134.

[5] 任 涛.旧水泥混凝土路面碎石化施工工艺与质量控制[J].工程机械与维修,2011(1):130-131.

Pieces of petrochemical technology used in reconstruction of old cement concrete pavement

Wang Jinchun

(ShanxiMechanisationConstructionGroupCompany,Taiyuan030009,China)

The paper analyzes the significance of analyzing the rubblization technique on used concrete roadbeds, illustrates the mechanic equipment used in the rubblization construction, introduces the construction process and quality test methods for the construction, and indicates its advantages and construction points.

rubblization technique, concrete roadbed, concrete rubblization, mechanics, grading

1009-6825(2015)32-0133-03

2015-09-07

王金春(1971- )，男，工程师

U416

A