旧砼路面碎石化技术在市政道路改造过程中的应用

杨林祥

安徽省公路工程建设监理有限责任公司，安徽合肥 230001

20世纪后期，美国最早开始应用碎石化技术，该技术属于一项路面改造技术，主要是为了解决沥青铺装层的反射裂缝问题。碎石化技术采用路面破碎机等机械设备，彻底打碎原有的旧砼路面，消除面板孔洞及其他质量隐患，然后对打碎的混凝土面板进行压实处理，压实后的碎石路面作为基层，再将新的基层、面层加铺在上面。当旧砼路面被打碎后，其粒径由上至下逐渐增加，上层的小颗粒被压实后形成一个平整的表面，方便开展摊铺工作。同时，下层与下层的颗粒之间构成嵌挤结构，对路基起到强化作用，最后将乳化沥青铺设在上层，对路面进行稳定，能够对路面的反射裂缝进行有效控制，延长道路寿命。

1 碎石化技术在路面改造中的优缺点

1.1 碎石化技术在市政道路改造施工中的优点

第一，路面改造工程在完工后容易产生反射裂缝，碎石化技术能够有效解决这一问题；第二，当混凝土路面经过破碎、压实之后，会形成一个高密度的嵌挤材料层，有效提高路面基层结构强度；第三，碎石化技术施工周期短、工艺简单、成本低廉；第四，碎石化技术可对原有路面材料进行充分利用，绿色环保。混凝土路面在破碎后形成的碎块可直接用作底基层、基层，路基材料成本、运输成本大大降低，施工效率高，建筑垃圾产生量少，具有节能环保的优点。

1.2 碎石化技术在市政道路改造施工中的缺点

第一，当原有路面的混凝土板块破碎之后，经过弯沉检测后发现，测点数据呈现出离散状态，在此基础上计算出来的均方差缺乏准确性，很难有效评定道路基层；第二，在施工过程中需要用到破碎机，此类机械设备运行时不仅噪音大，而且会产生较多扬尘，很容易污染施工现场及周边环境；第三，路面破碎时会有冲击波产生，可能会损坏市政道路下部埋设的管线；第四，非碎石化路段和碎石化路段之间处理难度较大，二者搭接部位存在一定缝隙，影响后期车辆通行；第五，《旧水泥混凝土路面碎石化技术规程》中明确规定，在碎石改造工程中，碎石化区域占总体的75%，这也就意味着余下的25%不属于破碎状态，如果没有对这部分路段进行有效处理，很容易产生纵向裂缝、反射裂缝及车辙等一系列质量问题；第六，如果碎石路段分布有地下管线，特别是自来水管，在施工过程中稍有不慎就会损坏管道，导致管道漏水、爆裂，一旦碎石化基层被水侵蚀，将会大大加快路面破坏速度，严重影响道路寿命[2]。

2 旧砼路面碎石化技术在市政道路改造过程中的应用

2.1 碎石化技术采用的设备

第一，多锤头水泥路面破碎机。多锤头水泥路面破碎机采用橡胶轮胎，其动力源为柴油机，同时设备尾部设置有两排成对的重锤。每一对重锤均采用单独一套液压提升系统，在对路面进行破碎时，重锤下落需要按照规范要求。在一定高度范围内可以对锤头提升高度进行调节。通过调整重锤力矩、下落高度等，控制破碎后的颗粒尺寸。多锤头水泥路面破碎机能够有效控制破碎后的颗粒尺寸，其颗粒范围最好控制在7.5～30cm之间[3]。

第二，专用振动压路机。Z型钢轮压路机采用自装配动力，属于单压实轮。在压实轮的表面固定有Z型钢箍。振动压路机的最低自重应当在25t以上，并具备振动压实功能，这样能够确保车轮下的颗粒不会被挤出，强化路面颗粒的压碎效果，保证路面平整度符合规定要求。振动钢轮压路机同样采用自装配动力，最低自重应当在14t以上，并具备振动压实的功能。振动钢轮压路机需要在Z型钢轮压路机之后工作，该设备不仅能对破碎后的特殊通车路段进行修复，而且便于乳化沥青罩面施工。

2.2 旧砼路面碎石化技术的施工工艺

2.2.1 路面碎石化前的处理

在市政道路改造工程中应用碎石化技术之前，首先要把破损混凝土板块上的沥青表面修补材料、沥青罩面层等移除，防止对碎石化效果产生影响。不仅如此，对于病害问题较为严重的软弱路段，应提前做好修复处理工作，修复内容包括：将已破碎的旧砼路面板块清理干净；将松散的三碴基层清除至稳定层；采用C20混凝土进行换填，并确保垫层顶面高度和之前的三碴基层相一致；当旧砼路面板块的路段清理干净后，利用C30混凝土进行浇筑回填，并做好振捣工作，保证浇筑后的混凝土路面板块与旧砼路面板块在尺寸上一致。

根据《旧水泥混凝土路面碎石化技术规程》要求，在市政道路改造工程施工之前，应当标记路段上的地下管线及构筑物，并对其进行有效保护：如果管线或构筑物埋深超过1m，路面碎石化施工一般不会对其造成破坏，破碎工作可以正常进行；如果管线或构筑物埋深为0.5～1m，路面碎石化施工可能会对其造成影响，此时可将锤头高度适当降低；如果管线或构筑物埋深不超过0.5m，该路段不可进行破碎化施工，应在管线或构筑物3m范围以外进行避让，以免损坏地下管线及构筑物。当建筑物距离路肩超过10m时，可正常开展破碎施工；如果建筑物距离路肩为5～10m，应当将锤头高度适当降低，并进行轻度破碎；如果建筑物与路肩距离在5m以内，不可在该路段进行破碎施工。针对埋设深度不同的房屋建筑、构筑物、地下管线等，应当进行明确、清晰的标注，标注时采用红色油漆，确保标注醒目，以此确保施工安全。将高层控制点设置在代表性路段上，从而对施工过程中的道路高程变化进行监测，为工程施工提供指导。做好交通管制工作。当条件允许时，可将施工路段进行一次性封闭；如果条件不允许，必须对路段进行半封闭。

2.2.2 路面碎石化施工过程

第一，试验区与试坑。在正式施工之前，首先要做好现场调查工作，选取合适的路段作为试验段，在试验过程中对落锤间距、落锤高度等参数进行确定，并对破碎参数进行逐级调整，在此基础上进行路面破碎施工，对破碎效果进行研究。如果路面碎石化效果、碎石化之后的路面参数等均符合相关规范，需要对此时选用的破碎参数进行记录，为实际施工提供数据支撑。为保证路面破碎后的尺寸大小满足规范要求，需要在试验区域内选择两个试坑，试坑随机选取，开挖大小在1m2以上，但不能选在工作缝、横向接缝等位置。开挖试坑到基层，从而在整个深度范围内对破碎后的颗粒尺寸进行检查，如果破碎厚度颗粒尺寸达不到规定要求，应当根据实际情况调整设备控制参数，并增加相应的试验区，循环上述步骤直到符合规定要求。对满足要求的MHB碎石化参数进行记录。在道路碎石化改造施工中，应当结合路面实际情况不断调整破碎参数，调整幅度不宜过大，如果存在大幅度调整，需要及时报告监理工程师。

第二，MHB破碎。在路面碎石化施工过程中，75%以上的旧砼路面应当破碎成以下颗粒：最大尺寸在7.5cm以内，底部粒径与中部粒径分别在37.5、22.5cm以内。通常来说，MHB破碎顺序为先两侧、后中部。在对路肩进行破碎时，外侧的锤头高度应适当降低，落锤间距也要适当减小，这样既能确保破碎效果，又不会导致过度碎石化。值得注意的是，两幅破碎之间的搭接破碎宽度通常约15cm。在设备工作过程中，为了做到均匀破碎，施工人员需要对行进速度、破碎频率和落锤高度等进行灵活调节。

第三，凹处回填。在路面碎石化完成后，不能对破碎后的旧砼路面进行修整或平整，以免碎石化效果受到影响。在对路面进行压实之前，对于超过5cm的凹处需进行回填、压实，回填材料一般采用密级配碎石料。

第四，清除外露钢筋及原有填缝料。在面层铺筑之前，应当清理干净松散的填缝料，将暴露的钢筋切割、移除。必要时还可使用级配碎石粒料进行填充。

第五，破碎后的压实要求。利用压路机对破碎后的路面进行压实，碾压遍数1～2遍，碾压速度控制在5km/h以内，并确保匀速行驶。

第六，乳化沥青透层。道路的透层选择慢裂乳化沥青，用量约为2.5kg/m2，以此提高松散粒料的结合力。同时还要将一定量的石屑撒布在乳化沥青透层表面，采用光轮静压进行碾压。

3 结语

作为市政工程的重要组成部分，市政道路与人们的日常生活联系密切。过去受自然因素、技术条件等限制，混凝土路面在使用过程中开始出现质量问题，因此需对其进行改造和修复。在市政道路改造工程中，反射裂缝属于质量通病，而碎石化技术能够有效解决这一问题。旧砼路面碎石化技术不仅施工周期短、工艺流程简单、造价低廉，而且可以充分利用原有材料，实现环保节能，值得在市政道路改造工程中推广应用。