1、旧水泥混凝土路面性能评价与碎石化决策摘要：本文主要通过旧水泥混凝土路面碎石化工艺应用的调查与分析，对原道路损害进行判别，为下一步的处理方案提供决策依据。 关键词：水泥混凝土碎石化评价 中图分类号：U416 文献标识码：A 一、旧水泥混凝土路面性能评价方法 我国的水泥混凝土路面性能评价建立在 PCI、DBL、传荷系数及表面构造深度等指标之上。根据我国水泥混凝土路面养护技术规范，PCI 指数集中反映了各项病害对路面使用性能的影响。DBL 指数则直接反映了板块板角断裂、横缝、纵缝断裂的情况，是板块整体性、结构性的集中体现。通过以上两项指标确定路面使用性能的优良中次差。 当高等级公路处于中及其以下状态
2、时，或三、四级公路使用状态处于次以下时需要考虑大修，而大修的主要方式就是加铺，它与碎石化工艺密切相关。 国外标准、规范对水泥混凝土路面的评定与国内方法没有本质上的不同，但其侧重点有所不同，从而在判断大修或碎石化的标准方面有所不同，归纳起来有： 1）D 型断裂（交叉裂缝）严重程度； 2）板块间差异沉降大小； （一）碎石化工艺应用前的调查与分析 水泥混凝土路面碎石化处理之前，要经过调查、分析、经济性比较和决策四个过程。通过调查了解原水泥混凝土路面的使用状况、破损状况与破损原因，在此基础上分析路面能够采用的修复方法，要最终选择具体的修复方案还要进行技术经济比较，然后进行决策。 （二）原水泥混凝土路面
3、状况调查 原水泥混凝土路面的状况如何是选择修复方法的基本出发点。要充分评估原水泥混凝土路面状况需进行下列调查： 修建、养护历史调查 路面状况调查的第一项调查内容是修建、养护历史调查，在此调查过程中要查明道路的以下数据： 1）基本设计参数； 2）为设计目的进行的试验成果； 3）土基层土质类型、天然含水量、地下水位高度； 4）采用的结构组合形式； 5）各结构层厚度； 6）采用的混凝土标号、混合料级配等材料方面的资料； 7）排水设施设置情况； 8）养护过程中曾开展的调查成果； 9）历年来养护主要工作内容； 10）历年养护费用。 了解这些修建、养护历史是为了了解路面建成以来的基本状况，是进一步了解和评
4、定路面现实状况的基础。 二、路基、土基状况调查 路基土基状况调查的目的在于确定其厚度、强度、含水量情况，以判明路面结构基础的状况。调查可采用钻孔取芯、局部开挖、现场测试等手段，通过调查要了解下列数据： 1）土基含水量水位； 2）路基部分下部的土基层含水量随深度的变化情况； 3）土基层的 CBR 值； 4）土基层顶面的回弹模量； 5）基层的现场测试厚度； 6）钻孔取芯芯样的无侧限抗压强度。 （一）水泥混凝土路面板材料强度 原水泥混凝土路面材料强度调查可采用钻孔取芯的方法来进行，测试芯样的无侧限抗压强度，进行这项测试的目的是为了查明水泥混凝土板块的材料强度随时间的变化情况，是否存在较严重的碱集料反
5、应、冻胀、膨胀或松散可以用此试验查明。 1、路面破损调查及局部严重破坏的判别 路面破损调查是判明原路面结构的损害严重程度、评价路面使用品质的重要手段，同时，通过详细调查还可以发现路面局部严重破坏的表征并可现场判明病害原因，这是进行路面修复工作的重要资料。通过调查应得到下列成果： 1）调查路段的破损调查表格； 2）断板数目，需修复的面积； 3）破坏的主要类型及可能的成因； 4）局部位置病害现场判别的可能原因； 5）路面的使用品质； 6）重要构造物的位置与状态； 7）排水设施运作情况。 2、重要构造物的位置与状态 MHB 破碎时的冲击波会传播到较大的范围，这有可能会损坏与破碎位置邻近的构造物。 为
6、了避免碎石化施工对重要的构造物构成危害，应在路况调查时对构造物的位置与状态有个清晰的认识。 3、排水设施运作情况 碎石化会产生均匀的基层，但并非用于排水。应按照施工组织计划或监理工程师的指令修复排水系统，如果设计中有排水系统，则该排水系统应在破碎混凝土路面施工之前安装完成。 调查中同时了解构造物与排水设施状况可以为使用碎石化方法的预处理提供资料。这些预处理包括路面与构造物联接处的接缝切割和排水设施的重新设置等。 4、破坏的主要类型及可能的成因判断 根据路况调查的资料，分析病害产生的原因有助于碎石化施工的决策。 1）板面裂缝 路面板内应力超过混凝土强度时会出现纵向、横向、斜向或角隅断裂裂缝。 2
7、）唧泥 唧泥是车辆通过板接缝时，由缝内喷溅出稀泥浆的现象。 3）坑洞 路面板表面呈现孔洞状的破损现象。施工质量差或混凝土材料中夹带朽木、纸张和泥块等杂物，导致水泥混凝土强度不足，在行车荷载的不断冲击下，形成坑洞。 4）接缝损坏 接缝损坏指邻近横向和纵向两侧的数十厘米宽度内，路面板因热胀时受到阻碍，产生较高的热压应力而挤压成碎块。 5）表面裂缝与层状剥落 表面裂纹是指浅而细或发丝状的网状裂纹，仅产生在路面表层。 5、路面结构强度评价 路面结构承载能力评价就是要确定路面的剩余寿命，即剩余结构承载能力。亦即路面在达到预定的损坏状况之前还能承受的累计标准轴载作用次数或使用年限。 1）FWD 试验 FW
8、D 是一种无损检测方法，通过调查可了解板块下脱空的严重程度，避免错误的使用碎石化；并对水泥混凝土路面以及基层的状况有大致的了解，标记软弱地基区域，以便进一步调查。 2）基层顶面回弹模量 回弹模量的调查可对应的按好、中、差三种情况进行。三种情况应各选取不少于三个试验点，试验点的选择应遵循最不利原则，且各点最好不在同一板块下。基层顶面回弹模量可以在移除 PCC 板块后，采用承载板法测定。 三、碎石化决策标准 （一）碎石化对旧路的基本要求 要进行碎石化必须满足表 3.1 所列的基本条件，其它断板率等因素应不是限制碎石化工艺应用可行性的主要因素。 表 3.1 碎石化技术可行性关键因数表 相关指标 土基
9、 CBR 路基状况 基层稳定情况 板体材料 界限或性状 5 稳定 基本稳定 未出现松散 （二）碎石化应用的原则要求 1、碎石化应用的一般标准 确定碎石化适宜条件是合理使用这种方法的前提，根据国内外资料，进行碎石化应具备以下条件： 1）功能性罩面上出现大量反射裂缝（接缝处、纵横及不规则裂缝处和修补处） ； 2）大量接缝破坏，如：错台、翻浆和角隅破坏，以至于超过 20%的接缝需要修补； 3）超过 25%的板开裂； 4）超过 20%的工作长度出现纵缝缺陷，且宽度超过 10cm； 5）超过 10%的路面需要开挖修补以达到结构性要求； 6）超过 20%的路面已经修补或需要修补； 7）出现冻胀开裂或碱集料
10、反应或其先兆，需要加铺罩面或重建； 8）碎石化方法比其它重建方法费用低。 2、碎石化应用的注意问题 上述决策依据主要是在国外提供资料基础上得出的，仅凭上述条件还不能作为我国进行碎石化前可行性的全部决策标准。需要结合以下因素来考虑： 1）设计使用年限及经济性评价（对比其它方案） ； 2）水泥混凝土路面破坏程度决定了其碎石化施工粒径控制； 3）水泥混凝土路面下基层破坏程度严重，使用碎石化工艺的注意事项； 4）排水设施是碎石化的必需辅助工程； 3、碎石化应用的一般规律 根据国内外工程实践及技术资料，参照后续试验段研究内容，水泥混凝土路面应用碎石化工艺还有如下特点： 1）回弹模量可取为 150300M
11、Pa，进行上部结构验算，必须进行弯拉疲劳验算； 2）其上沥青混凝土结构层总厚度不宜小于 15cm； 3）试验段已用于 50（整幅路面）断板的水泥混凝土路面，80以下断板时使用应不会有问题； 4）上面层必须密级配防水； 5）必须完善排水设施，如果基层含水量大，施工时应采取办法降低含水量后再进行碎石化； 6）下面层应具有较好的抗疲劳特性； 7）对基层损害过于严重的情况，可以采用压浆后再破碎的方法，对压浆质量应严格控制。 原路面性能评价的国内外方法并无本质区别，可纳入我国规范的评价体系，按规范确定水泥混凝土路面是否需要进行大修。在此基础上可增加碎石化工艺相关的补充决策指标的调查与检测，为碎石化工艺的应用可行性提供参考。最后通过与其它可能处治方式进行费用成本的对比来确定方案的经济性。 通过以上三步骤，能使大修时机合理、工艺可行性判断准确、工艺经济性对比明确，从而为决策提供直接参考。
