维修改造公路工程项目共振碎石化技术要点分析

戴丹飞

摘要：水泥混凝土路面结构稳定、经久耐用，在我国早期某公路建设中应用广泛。随着我国社会经济的发展，汽车已经成为大众出行常用的交通工具，城市交通量迅速增加，原有水泥混凝土路面载荷加大，严重受损，导致承载能力不断降低，公路使用性能受到严重影响。因此，国内外许多学者为解决这一问题进行了大量的研究，目前应用比较广泛的方法是通过共振碎石化技术，将原有水泥混凝土路面碎石化再加铺沥青路面。基于此，本文结合某公路改造工程，探讨维修改造公路工程项目中的共振碎石化技术要点。

关键词：共振碎石化;公路;水泥混凝土路面;技术要点

在传统公路工程建设中，水泥混凝土路面应用广泛，但将沥青路面直接铺设在原有水泥混凝土路面上容易出现反射裂缝，对路用性能和寿命产生不利影响。本文依托某公路改造工程，探讨沥青路面经共振碎石化处理，再铺设沥青路面的技术要点。通过路面质量跟踪检测，发现共振碎石化技术能解决公路反射裂缝问题，文章分析能为共振碎石化技术在公路改造中的应用提供参考。

1共振碎石化技术介绍

共振碎石化技术的基本原理是借助专用的共振器使路面结构形成共振，使路面均匀碎裂成尺寸、方向非常规则的碎石。共振碎石设备具有很强的振动能力，可以让水泥混凝土表面的“裂缝”瞬间扩展到水泥混凝土板块底部，对公路基层没有损害。混凝土板经过共振破坏后，相互齿合压缩。

2共振碎石化施工技术要点

2.1施工前的准备工作

在对路面进行共振碎石化处理之前，需要进行具体的技术调查分析，为共振碎石提供技术依据。进行共振碎石前，应清晰准确地标示出施工现场地构造物，作业过程中要密切关注竖向以及横向的安全距离。原有公路如果设有上跨结构，则需要考虑净空高度要求，如果原有路面经过共振碎石化处理后的净空不符合要求，则需要去除破碎层后再加铺沥青，以确保路面改造后满足净空、承载力等要求。板块破碎严重造成板体松散、渗水基层以致基地松软弹簧、路基翻浆沉陷的局部路段不得采用碎石化施工，应按照相关要求作为特殊路段进行处理。在碎石作业开始前2-4周，需设置必要的排水系统以确保碎石作业时的排水顺畅。

2.2共振破碎机施工控制参数确定

振动试验区必须选择具有典型路况的路段，振动试验区的长度一般在100～200m范围内。如发现试验区的碎石层未达到碎石化处理要求，则必须选择另一个试验区进行试验，如果仍不符合要求，则需要进行详细分析，对现有施工技术参数进行调整，再另寻试验区进行振动试验，直至符合要求。应根据试振效果，择优确定共振碎石机的施工控制参数。

2.3共振破碎施工

通常先破碎公路外侧车道边沿，也可从相邻水泥板块之间的纵缝边缘处开始。每一条锤头破碎宽度约0.2m，破碎一条车道宜控制在15-18条，严格控制，采用隔行破碎。在共振碎石施工过程中，实际碎石宽度应该超过公路面板宽度，与面板衔接部位的破碎宽度至少为0.1m，以消除原有接缝。对于连续配筋混凝土，因面板强度过高，应适当增大振动频率、增加激振力、降低行进速度等施工参数。施工过程中需要安排专人监控共振碎石施工范围内的路面构造物、关键建筑物的状态，一旦发现构造物或建筑物出现裂缝或位移等情况，要立即停止施工，积极查找原因，并采取必适当的应对措施后，才能继续施工。施工时应该全程采用相同设备，需对原有水泥混凝土路面，进行全方位的共振碎石化施工，做到不留死角或盲点。

2.4破碎层的清理

采用手动方式彻底清理碎石层上的水泥混凝土面层接缝、裂缝间的条状填料。清除碎石化表层尺寸超过10cm的碎石。对于竖向超过5cm的凹陷区域，可用连续级配碎石回填，破碎表面块径较大的清理后可用细料填缝，细料以石粉或石屑为主，以保证碎石的板结和压实效果。对于碎石层外露的钢筋，可以剪除其外露部分，使其与碎石层表面对齐，层中的钢筋可以原封不动保留。

2.5碎石化层的碾压

碎石层需经过三次碾压。初压阶段用滚筒辊静压一次;复压阶段用滚筒辊振动碾压两次;终压阶段采用胶轮压路机静压1-2次，压路机行进速度不超过3公里/小时。碾压前需在碎石层表面喷水，使其含水量达到最佳后，再进行碾压。振动压路机碾压作业时相邻碾压带的重叠宽度为100-200mm，压路机掉头时应该先停止振动。轮胎压路机碾压作业时，相邻的碾压带应重叠1/3-1/2的轮宽。在路肩、加宽、带式停车带等大型压路机难以压实的区域，可以用小型振动压路机或振动夯板进行碾压。建议在初压、终压开始前洒水，以加强封口效果，提高石粉与骨料的附着力，从而提升碎石层碾压效果。在实际施工条件允许的情况下应尽可能增加碾压次数，以碎石层碾压至结构稳定平整为准，避免过振过压。禁止压路机在碾压阶段或碾压完成的路段掉头或紧急制动。如果部分区域碾压不平整，应该先松散该区域的碎石层，填充材料或者清除多余材料，再碾压整平。

2.6碎石化层的保护

严格禁止与施工无关的车辆在碎石层上通行，规范施工车辆通行车次，禁止车辆随意在碎石层上刹车、转弯。碎石化后应该及时进行碾压，防止碎石层被雨水浸泡。如果遇到下雨天则需要确保公路排水系统有效工作，降雨后应该等碎石层水分排开后摊铺沥青。碎石化层的交通开放：无法避免必需通车时，可在破碎碾压后及时喷洒沥青透层油（2-3kg/m2），放行车辆，车辆通行速度不能超过30km/h，同时应洒水养生。

2.7特殊路段处理

在土质软弱、含水率高的路段需要降低激振力，加快行进速度，减小振幅，增加相邻两个破碎结构之间的距离。对于出现严重病害的路面，如已经翻浆或明显沉陷，可直接破除损坏的水泥混凝土板，清除软土基层，可以通过路基换填的方式进行路面结构改良，结合实际情况，依据设计文件指定的方法进行换填施作。对于零星挖除部位的回填，下部可用低标号水泥混凝土填满，距旧水泥路面顶面以下15～20cm的范围内采取级配碎石或沥青碎石回填。共振碎石化经过碾压后，如果沉陷深度不超过15cm，可以用连續级配碎石回填沉陷区域。如果沉陷深度超过15cm，则可以先清除该区域的碎石层，15cm以下的区域可用早强水泥进行加固补强，强度不低于C15，15cm以上的区域用连续级配碎石回填。如果开挖碎石层后路基存在变软的情况，应将软化的路基部分换填成级配碎石。共振碎石化之后，小的脱空会在车辆的碾压下自然挤密，大的脱空会形成塌陷。产生针对脱空处的凹陷，可参照上述局部下陷的处理方法。

3共振碎石化施工效果

碎石化处理后水泥混凝土路面当量回弹模量、回弹弯沉以及粒径分布均符合要求，但是结果变异性偏大，路面当量回弹模量变异系数接近限制，路面弯沉结果变异系数相对较小。对比行车道和应急车道检测结果可以看出，应急车道处当量回弹模量和回弹弯沉变异系数均大于行车道处结果变异系数，表明应急车道处碎石化后路面均匀性要比行车道处差，这可能与两处共振碎石机的振动频率不同有关，在后期应用中应进一步加强对水泥混凝土板的固有频率计算。

4结论

本研究依托工程为某公路，该工程交工验收质量为优良，共振碎石化技术在工程中的成功应用，为今后修正共振碎石化技术施工参数、施工方案、加铺层设计提供依据。在共振碎石施工前要仔细调查工程项目附近的构造物、关键建筑物的状态，在施工时要密切监控施工区域的构造物、关键建筑，确保其结构安全;通过试验区共振试验确定施工参数，确保施工质量;共振碎石后要做好雨水防治，做好排水系统设置;工程实践表明，共振碎石化技术在水泥混凝土路面碎石化处理中的应用效果较好，碎石化后的碎石大小均匀，可以有效防止水泥混凝土加铺沥青后出现反射裂缝。

参考文献

[1]钟海建.共振碎石化技术在水泥混凝土路面改造工程中的应用[J].福建建设科技，2014（05）：93-95.

[2]王春涛.旧水泥混凝土路面“白改黑”的共振碎石化技术[J].公路交通科技（应用技术版），2015，11（05）：81-82.