水泥路面碎石化施工技术及工程应用.doc

1、1水泥路面碎石化施工技术及工程应用摘要：碎石化施工技术是水泥混凝土路面的“白改黑”常用方法之一，目前在许多地区得到一定的推广和应用。本文介绍了碎石化技术的施工工艺和适用范围，结合工程实例提出了不同的碎石化改造方案，并与传统的挖除换填方案进行了对比，充分阐述了碎石化改造方案的经济性评价、使用性能评价和环境性评价。 关键词：道路工程；碎石化；路面改造；水泥路面；经济技术评价；中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号： 0.概述 旧水泥混凝土破碎处理作为混凝土路面加铺或重修的一种新型推广技术，已逐渐成为“白改黑”工程中一项非常有效的工程措施。它与将旧路面翻掉重建相比，破碎的水泥混凝土路面得到了一

2、定程度的利用，司一直接作为基层或蛰层；打碎的混凝土块仍具备较高的承载能力，同时，又具有很好的透水能力，也解决了移除碎块时环境污染问题。 1. 碎石化施工工艺及适用范围 1.1 碎石化工艺介绍 碎石化技术是指采用多锤头破碎机（如图 1）反复冲击打碎混凝土面板，将路面分层破碎成大小均匀的块径。这种技术破碎后的路面，可形2成上面层较小，中面层稍粗，底层料径较大的嵌挤结构。此工艺采用就地破碎，一次成型，完成破碎后通过 Z 形压路机（如图 2）压稳，形成平整、稳固的基层结构。路面通过破碎和压实后既能满足基层强度要求，又可消除反射裂缝，为新铺面层提供了理想的基层结构。碎石化技术存在以下优点： （1）碎石化

3、技术是目前解决反射裂缝问题的最有效的方法之一；（2）碎石化后混凝土路面形成粒径由小而大、嵌挤紧密、分布合理的结构基层；（3）碎石化施工简便、效率高；（4）碎石化技术充分再利用资源，环保无污染；（5）施工干扰小，综合造价低。 1.2 适用范围 一般而言，水泥混凝土路面出现下列情况时，可以考虑进行多锤头碎石化改造技术：（1）水泥混凝土路面有大量病害：错台、翻浆和角隅破坏等达到总接缝长度的 20%以上；（2）板块出现开裂、断板或下沉，需要修补的面积达到路面总面积的 2070%；（3）水泥混凝土路面基层及面层厚度超过 33cm 的。 （4）20%的路面面板已被修补或需要被修补；（5）混凝土路面断板率介

4、于 20%-45%；（6）其它认为需要碎石化的路段，如水泥路“白改黑”为消除反射裂缝时。 2.工程概况及改造方案 2.1 工程概况 本工程为三级公路，路基宽度 7 米至 12 米，水泥混凝土路面，路面结构为 22 厘米厚水泥砼路面层+15 厘米厚二灰基层。该公路已使用二十年余，边沟、涵洞严重淤塞、路面破碎、路基沉降等病害。 3按照主点弯沉大于 0.2mm，主点辅点差异弯沉大于 0.06mm 的标准判断水泥砼板板底脱空，结果有 42.7%的板块存在脱空。通过现场取样调查发现，有些破碎板，是由其下基层破碎所致；有些破碎板，是由板底脱空所致（基层完好） 。因此，该段水泥砼路面已经不适合采用破碎板块修

5、复，脱空板块注浆的中小修整治措施。为此采用多锤头碎石化技术实施“白改黑” 。 2.2 改造方案 对于满足碎石化工艺应用条件，且路基未出现重大病害及非软弱地基路段，建议采用碎石化改造方案。碎石化后路面结构可根据道路交通量等级及碎石化后的回弹模量采用常规设计法进行计算，在此结合本工程实际，推荐如下两种典型路面结构： 1）结构一：碎石化底基层+20cm 水泥稳定碎石基层+5cm 中粒式沥青混凝土下面层+4cm 细粒式沥青混凝上面层。 2）结构二：碎石化底基层+ 8cm 沥青稳定碎石基层+5cm 中粒式沥青混凝土面层+3cm 细粒式沥青混凝土面层。 以上两种路面结构，均在碎石化处理后的路面上加铺新的路

6、面结构层，其中，结构一采用水泥稳定碎石基层，结构二采用沥青稳定碎石。采用沥青稳定碎石基层可缩短工期，但成本相对较高，路面结构相对较柔，长期使用易产生车辙；采用水泥稳定碎石半刚性基层成本相对较低，路面结构刚度相对较大，但施工工期较长，建成后的路面高程相对较高。3.碎石化改造方案与挖除换填方案的经济技术对比 4按照与上述方案同等的技术条件考虑，挖除方案的路面结构拟定为：40cm 水泥稳定碎石+5cm 中粒式沥青混凝土+4cm 细粒式沥青混凝土，改造方案比选： 改造方案的经济技术对比 由上表对比可以看出，除对路面标高影响大于挖除换填方案外，其余各方面都优于或等同挖除换填方案的效果，且经济性好，考虑到

7、该公路路面标高增加对路面净空及周边几乎没有影响，故推荐碎石化改造方案，而碎石化结构一较结构二成本低，因此，碎石化结构一为最佳方案。4.碎石化改造方案的经济技术评价 4.1 经济性评价 碎石化改造方案相较于传统的挖除换填改造方案，破碎后的路面直接作基层或底基层，减少了挖除、运输、回填新基层材料等工序，降低了改造成本。从表 2 可以看出，碎石化技术在本工程中的应用将比传统挖除换填方案节省约 13.4%的成本。同时，由于工序的减少，使工期大大缩减，可减少工程建设单位、施工单位的管理成本及风险。 4.2 碎石化改造后路面的使用性能评价 将水泥混凝土破碎压稳后直接作为基层或底基层，提供了一个相对比较柔性

8、的基层结构，避免旧的水泥混凝土板块边角沉降和块板裂缝对面层的应力影响，最大限度地减少涉及到上覆结构层材料的反射裂缝和5其他破坏。同时由于旧路面碎块仍然保持水泥混凝土路面板块的结构性强度，同时也提高了路面基层的强度，从而为新修路面提供了一个高质量的承重层，延长了公路的使用寿命。 4.3 路面碎石化改造的环境性评价 （1）环境噪声的监测与评价 建筑施工场界噪声限值 GB12523-90对水泥混凝土施工噪声限值的要求为昼间 70dB，夜间 55dB。通过噪音测试：距离多锤头破碎机施工场界 20 米处的等效声级小于昼间要求标准值，大于夜间施工标准值，在30 米处的等效声级，能满足建筑施工场界噪声限值

9、（GB12523-90）对水泥混凝土施工噪声限值的要求。 （2）振动对周围建筑物的影响分析 破碎施工会对地面路边结构物造成振动影响，为了确定多锤头破碎工艺的振动对周围建筑物的影响范围和程度，对产生的振动进行了测试和分析。测试现场采用在距施工位置一定的距离不同断面布设速度传感器和加速度传感器，通过智能信号采集分析仪对测点的振动信号进行分析。试验结果表明，当地表为实土层时，多锤式破碎机的振动安全范围为 7m 以上；当路基外侧有排水沟时，多锤式破碎机振动安全范围为 5m以上。 5.结论 本文以水泥混凝土路面的“白改黑”改造为例，介绍了碎石化施工工艺及其适用范围，结合工程实际提出了两种路面结构改造方案

10、，并通过方案比选，与挖除换填方案进行经济技术比较，并从多方面对碎石化6改造方案进行了技术经济性评价，评价结果令人满意。因此，碎石化工艺在旧水泥混凝土路面改造工程中具有高效率、低造价、易控制、评价指标高等特点，非常值得在类似工程中推广应用。 参考文献 1水泥混凝土路面再生利用结构设计与施工工艺指南 ，人民交通出版社，2008，12 2旧水泥混凝土路面碎石化技术应用指南王松根等著，人民交通出版社，2007，1 3水泥混凝土路面再生利用结构设计与施工工艺指南 ，人民交通出版社， 2008，12 4 DB 37/T1160-2009，旧水泥混凝土路面碎石化技术规程S 5 李中秋.水泥混凝土路面维修技术研究D.河北工业大学，2002 6 王松根.旧水泥混凝土路面碎石化技术应用指南M.北京:人民交通出版社，2007 7 李豪.碎石化在旧水泥混凝土路面拓宽改造中的应用J.现代交通技术，2009,6 8 董元帅.旧水泥混凝土路面碎石化改造技术J.重庆交通大学学报(自然科学版)，2008 作者信息： 第一作者：姓名：郭俊敏性别：男 7籍贯：江苏省宜兴市 出生日期：1983.06.26 职称：助理工程师 工作单位：江苏博创工程设计院有限公司 第二作者：姓名：褚振伟性别：女 籍贯：安徽省怀远县 出生日期：1983.01.15 职称：助理工程师 工作单位：合肥工大工程试验检测有限责任公司。