1、浅谈旧水泥混凝土路面碎石化的应用技术【摘要】旧水泥混凝土路面碎石化技术是目前旧水泥混凝土路面维修改造最好的技术之一，能有效防止“白改黑”后的反射裂缝,延长路面的使用寿命。 【关键词】碎石化技术施工质量标准使用条件注意问题 中图分类号： U416 文献标识码： A 自 20 世纪 80 年代起，水泥混凝土路面作为路面的主要形式之一，在国内开始大规模修建。随着使用年限的增长和超载车辆的破坏，一些早期修建的水泥混凝土路面不同程度地出现了各种破坏，急需维修改造。实践证明：碎石化技术是目前旧水泥混凝土路面维修改造最好的技术之一。下面结合省道 237 禹州东环至许昌西环段改建工程中碎石化技术的应用来进一步
2、探讨碎石化技术。 工程概况：省道 237 禹州东环至许昌西环段改建工程起于 S237 线与禹州市新东环相交处，起点桩号为 K189+839.73，路线向东过吴湾，跨颍河，过褚河乡，下穿郑尧高速公路，经刘运庄进入许昌县，继续向东，经泉店、兴源铺、灵井镇，与禹亳铁路相交叉，设置 1 座下穿箱涵通过，路线继续向东下穿永登高速公路，至崔代张进入许昌市魏都区，终点位于 S237 线与 G311 线许昌市西环交叉口，终点桩号为 K214+964.279，路线全长 25.125 公里。本施工段中对 K211+900K213+700 段进行旧水泥混凝土路面碎石化，半幅宽度为 12 米。 主要施工工艺：选择试验
3、路段破碎试坑检查确定破碎施工工艺破碎施工Z 型压路机压实撒布乳化沥青透层油做水稳层(需要时)沥青路面施工。 碎石化的定义：混凝土路面碎石化是特殊的施工机械(如多锤头水泥混凝土路面破碎机) ，将原有的旧水泥混凝土路面彻底打碎，从而有效地减少混凝土板的有效尺寸，充分降低水泥混凝土板接缝、裂缝处在荷载、温度、湿度变化时的位移,因此可以有效地防止反射裂缝的发生，将打碎的水泥混凝土面板经压实后直接作为基层或底层基层，再加铺新的面层。 1、路面碎石化后的粒径范围 水泥混凝土路面碎石化后分为表面细粒散层、碎石化层上部和碎石化层下部三个层次。 （1）碎石化后表层约 25cm，在压实过程中，颗粒被压密，形成嵌挤
4、薄层，通过洒布透层油，具有较高的黏结力，并具有一定的强度和稳定性； （2）碎石化层上部厚度约 10cm，强度主要有：一是来源于内摩阻角，粒径越大则内摩阻角越大；二是来源于预应力，水泥混凝土面板在破碎时，混凝土产生侧向体积膨胀，混凝土颗粒的粒径越小，膨胀趋势越大，产生的预应力越大； （3）碎石化层下部厚度约 10cm，是“裂而不碎、契合良好、联锁咬合”的块体结构，该结构静定且自稳，具体表现形式为各种形式的咬合梁、拱结构，在外力作用下产生咬合嵌挤作用，比普通嵌锁作用更大，提供的强度更高，具有更好的结构稳定特性。 2、MHB 碎石化施工质量标准 2.1 路面碎石化后顶面的当量回弹模量和回弹弯沉要求
5、水泥混凝土路面碎石化后顶面的当量回弹模量是新加铺结构设计的基本参数之一，一般情况下，对于直接加铺沥青混凝土的路面结构，回弹模量平均值宜控制在 150500MPa 之间。碎石化后的回弹弯沉与回弹模量之间存在着联系，在将碎石化后的板块及其下结构层视为同种材料构成的情况下，可以参照路面补强公式得到： Ez=（1000pD/l0）m1m2 式中：p-弯沉测定车的轮胎压力； D-与弯沉测定车双圆轮迹面积相等的承载直径； l0-原路面计算弯沉； m1-用标准轴载汽车在原路面上测得的弯沉值与用承载板在相同压强条件下所测得的回弹变形值之比，即轮板比，一般取 1.1； m2-原路面当量回弹模量扩大系数。 2.2
6、MHB 碎石化施工质量标准及检测频率 为满足直接加铺面层的技术要求，保障加铺层施工质量，根据课题研究和实验路的测试，结合路面设计的规范要求，提出 MHB 碎石化施工质量标准及检测频率。 碎石化层作为基层直接加铺沥青路面，目前我国技术规范中没有相应规定，本技术指标要求是在参考我国现行技术标准公路路面基层施工技术规范 （JTJ034-2000）和原技术标准（JTJ034-93）的基础上，结合实验路的实际情况提出的，具体实施中可以灵活掌握。如果碎石化层的表面平整度与上述要求差异较大，在铺筑沥青路面前，必须进行处理。处理措施主要有： a 据平整度情况合理合理选择沥青混合撩的型号； b 填充级配碎石找平
7、、碾压后洒布热沥青或乳化沥青，再进行压实； c 采用其他合适的技术措施进行找平。如果不进行找平，可能会影响沥青路面的平整度，影响路面的使用效果。 3、碎石化后沥青加铺层结构组合 3.1 结构组合的原则 研究表明，工程中可能出现的碎石化后颗粒粒径或回弹模量的不同情况，可采用的结构组合原则有： （1）碎石化施工中应尽量参照推荐的颗粒粒径和回弹模量推荐范围进行破碎，在此范围内时，沥青加铺层要求采用密级配沥青混凝土，并可考虑加铺防水封层； （2）当碎石化后颗粒粒径稍偏大、回弹模量偏高时，可考虑采用开级配大粒径透水性沥青碎石（简称为 LSPM）加防水封层的结构组合方式，其上沥青混凝土仍需采用密级配； （
8、3）当碎石化后颗粒粒径稍偏小、回弹模量偏低时，要保证加铺层总厚度，可考虑设置 FDAC 抗疲劳层，以防止疲劳开裂，其他沥青层仍需采用密级配； （4）回弹模量小于 120MPa 时需要考虑增设补强层，按照新建路面结构设计。 3.2 沥青加铺层四种机构组合方式 （1）作透层、封层后，直接加铺上、中、下面层的密级配沥青混凝土； （2）加铺 LSPM，然后采用两层两面的形式； （3）加铺抗疲劳层后，再加铺沥青混凝土； （4）加铺无机结合料稳定类基层，然后加铺沥青面层。 根据研究成果，碎石化后的回弹模量大致可分为 5 个级别，相应的加铺结构组合形式可按表 3 标准选取。 4、碎石化技术适用条件和注意问题
9、 4.1 碎石化技术的适用条件 （1）碎石化的技术条件 碎石化技术是旧水泥混凝土路面重建技术的主要方案之一，国内外研究和工程实践证明，只要旧水泥混凝土路面满足表 4 所列条件，就可以应用碎石化的技术进行重建改造。其他因素如板块断裂程度、坑洞、接缝损坏、表面裂缝与层状剥落等不是决定应用碎石化技术的必要条件。（2）碎石化技术的经济条件 碎石化工艺应用与原路面补修存在经济平衡点，这个平衡点可用修补比率来反映，国外算例中修补比率为 13%左右，山东的经济平衡点是修补面积为 20%25%时，进行破碎改造更为经济。 4.2 碎石化技术应用的注意问题 在满足技术、经济条件要求的前提下，应用 MHB 进行碎石
10、化前还需要综合考虑以下因素： （1）水泥混凝土路面基层的破坏程度决定了其碎石化施工的颗粒控制和工艺要求。对于损害严重的水泥混凝土路面，必须判断其基层状态。一般情况下，基层破坏程度越高。破碎后粒径越小。 （2）水泥混凝土路面基层的破坏程度是判断严重病害路面是否可用碎石化工艺的重要标准；当基层严重破坏时，碎石化后板块容易丧失颗粒间的嵌挤作用，导致模量下降，容易导致沥青路面层出现疲劳破坏。此时应用碎石化，应注意提高上部路面结构设计安全性。 （3）排水设施是碎石化的必须辅助工程。完善排水设施是防止碎石化后沥青加铺层再次发生水损坏的重要措施。 这里所有要求共同构成碎石化技术的应用条件和决策依据，是确定旧水泥混凝土路面能否实施碎石化技术的必要条件。 5、结束语 为响应中央提出的建设资源节约型、环境友好型以及技术创新型社会的要求，有效解决国内面临的水泥混凝土路面改造难题，不断完善和推广应用旧水泥混凝土路面碎石化技术，这里重点就使用条件、强度机理、质量控制进行了系统介绍，旧水泥混凝土路面改造提供参考依据。 参考文献： （1）山东省交通厅公路局，东南大学，山东省公路工程总公司水泥混凝土路面碎石化综合技术研究2005。 （2）王松根等著旧水泥混凝土路面碎石化技术应用指南人民交通出版社，2007.01。
