水泥混凝土路面碎石化施工工藝

1、水泥混凝土路面碎石化施工工藝水泥路面碎石化（Rubblization）是對(duì)舊水泥混凝土路面大修或改造的重要手段。它的工藝原理是將水泥混凝土路面的面板，通過(guò)專用設(shè)備一次性破碎為碎塊柔性結(jié)構(gòu)，因破碎后其顆粒粒徑小，力學(xué)模式更趨向于級(jí)配碎石，碎石化技術(shù)根據(jù)破碎原理和施工機(jī)械的不同，又分為兩類：多錘頭碎石化（MHB,Multi-Head Breasker）和共振碎石化法（RPB,Resonant Pavement Breaker）。下面根據(jù)多錘頭碎石化施工原理，對(duì)水泥路面碎石化施工做簡(jiǎn)要介紹。1 施工所需的機(jī)械設(shè)備    多錘頭碎石化（MHB,Multi-Head Breasker

2、）， 它利用設(shè)備所帶多個(gè)重錘的重力下落對(duì)水泥混凝土路面板進(jìn)行錘擊。MHB碎石化后要求采用Z形壓路機(jī)碾壓。這種壓路機(jī)在使用MHB破碎后用于壓實(shí)，它類似于一般的光輪壓路機(jī)，只是在鋼輪上加了斜向波紋狀凸出條紋，這種條紋有以下兩方面的作用：保證輪下顆粒不至于向外擠出：對(duì)表面顆粒有更好的壓碎效果，有利于表面平整。2 工藝流程圖    碎石化有四個(gè)目標(biāo)：第一、保證舊路路基不被破壞；第二、保證舊水泥混凝土層顆粒尺寸均勻，并使整個(gè)破碎層顆粒分布均勻；第三、將舊水泥混凝土面板破碎到在接縫和裂縫處的位移不足以讓瀝青加鋪層產(chǎn)生開(kāi)裂，保證起到良好的防止反射裂縫作用；第四、保證碎石化道路處于良好的排

3、水工況。碎石化施工工藝要圍繞這四個(gè)目標(biāo)而進(jìn)行。    使用MHB設(shè)備進(jìn)行路面碎石化處理并加鋪瀝青路面結(jié)構(gòu)的一般施工流程如下： 3  碎石化施工工藝3.1 試驗(yàn)段     舊水泥混凝土路面破碎質(zhì)量主要受破碎機(jī)械自身參數(shù)設(shè)置、破碎順序、破碎施工方向以及不同基層強(qiáng)度、剛度條件對(duì)破碎機(jī)械調(diào)整要求等的影響，這些因素均對(duì)舊水泥混凝土路面的破碎程度、粒徑大小排列、形成的破碎面方向、破碎深度等產(chǎn)生影響。因此，在正式的大規(guī)模破碎化施工前有必要進(jìn)行試破碎，即設(shè)置試驗(yàn)段，通過(guò)試驗(yàn)段的試破碎進(jìn)行破碎機(jī)械參數(shù)的調(diào)試和施工組織措施，以達(dá)到規(guī)定

4、的粒徑和強(qiáng)度要求。在有代表性的路段選擇至少長(zhǎng)50m、寬4m（或最少一個(gè)車道）的路面作為試驗(yàn)段。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般取落錘高度為1.11.2m，落錘間距為10cm，逐級(jí)調(diào)整破碎參數(shù)對(duì)路面進(jìn)行破碎，目測(cè)破碎效果，當(dāng)碎石化后的路表呈鱗片狀時(shí)，表明碎石化的效果能夠滿足規(guī)定的要求，記錄此時(shí)采用的破碎參數(shù)。3.2 試坑    為了確保路面被破碎成規(guī)定的尺寸，在試驗(yàn)段內(nèi)隨機(jī)選取2個(gè)獨(dú)立的位置分別開(kāi)挖1m2的試坑，試坑的選擇應(yīng)避開(kāi)有橫向接縫或工作縫的位置。試坑應(yīng)開(kāi)挖至基層，以在全深度范圍內(nèi)檢查碎石化后的顆粒是否在規(guī)定的粒徑范圍內(nèi)。如果破碎的混凝土路面粒徑?jīng)]有達(dá)到要求，那么設(shè)備控制參數(shù)必須進(jìn)行相應(yīng)

5、的調(diào)整，并相應(yīng)增加試驗(yàn)段，循環(huán)上一個(gè)過(guò)程，直至要求得到滿足，并記錄符合要求的MHB碎石化參數(shù)以備查，在正常碎石化施工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)路面實(shí)際狀況對(duì)破碎參數(shù)不斷做出微小的調(diào)整。當(dāng)需要對(duì)參數(shù)作出較大調(diào)整時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知監(jiān)理工程師和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員。3.3 MHB破碎一般情況下，MHB應(yīng)先破碎路面兩側(cè)的行車道，然后破碎中部的行車道，即破碎的順序?yàn)橛蓛蓚?cè)向中間逐步進(jìn)行。    在破碎路肩時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低錘頭高度，減小落錘間距，即保證破碎效果，又不至于破碎功較大而造成碎石化過(guò)度。    兩幅破碎一般要保證10cm左右的搭接破碎寬度。    機(jī)械施工過(guò)程中要

6、靈活調(diào)整速度、落錘高度、頻率等，盡量達(dá)到破碎均勻，初始參數(shù)如表1。     表 1 初步選定的設(shè)備控制參數(shù)范圍     項(xiàng) 目原水泥混凝土下臥層強(qiáng)度狀況強(qiáng)度較高強(qiáng)度一般強(qiáng)度較低水泥強(qiáng)度等級(jí)32.542.532.542.532.542.5下落高度（m）1.21.21.11.11.01.0錘跡間距（cm）812610812610812610      3.4 預(yù)裂要求    在一些特殊路段，建議采用打裂等其它手段進(jìn)行混凝土路面的預(yù)裂，以確保碎石化能夠達(dá)到預(yù)期的效果。預(yù)裂

7、后，根據(jù)情況進(jìn)行試驗(yàn)段施工，重新確定碎石化破碎的施工參數(shù)。   3.5 軟弱基層或路基的處理    對(duì)于在碎石化施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的部分軟弱基層或路基，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行開(kāi)挖回填處理。首先對(duì)全線水泥路面進(jìn)行碎石化并采用Z型壓路機(jī)碾壓以后，再將存在軟弱基層的水泥板塊挖除，并對(duì)其下軟弱基層進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖后基層采用C15素砼回填至水泥板底面高程，然后再采用水穩(wěn)碎石回填至水泥板頂面標(biāo)高，進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄備伜蛪簩?shí)，為保證壓實(shí)效果，最小控制尺寸不小于車道寬和1.2m長(zhǎng)。    3.6 凹處回填    路面碎石化后表面小面積凹處在壓實(shí)前可以用密

8、級(jí)配碎石回填，要求回填碎石最小粒徑為13.2mm，且粒徑大于26.5mm的比例不應(yīng)小于70%。   3.7 原有填縫料及外露鋼筋的清除    在鋪筑之前，所有松散的填縫料、脹縫材料、切割移除暴露在外的加強(qiáng)鋼筋或其它類似物應(yīng)進(jìn)行清除，如需要，應(yīng)填充以級(jí)配碎石粒料。    3.8 破碎后的壓實(shí)要求    壓實(shí)的作用主要是將破碎的路面的扁平顆粒進(jìn)一步的破碎，同時(shí)穩(wěn)固下層塊料，為新鋪筑的水穩(wěn)及瀝青面層提供一個(gè)平整的表面。    破碎后的路面應(yīng)采用Z型壓路機(jī)和單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)，碾壓遍數(shù)建議12遍，壓路

9、機(jī)進(jìn)行速度不宜超過(guò)5km/h，要求Z型壓路機(jī)的噸位在16噸及16噸以上。    在路面綜合強(qiáng)度過(guò)高或過(guò)低的路段應(yīng)避免過(guò)度壓實(shí)，以防造成表面粒徑過(guò)小或?qū)⑺槭瘜訅喝牖鶎印?#160;   3.9 乳化瀝青透層    為使表面較松散的粒料有一定的結(jié)合力，同時(shí)具有一定的防水性能，建議采用慢裂改性乳化瀝青做透層，用量宜控制在2.53kg/m2。乳化瀝青透層表面再撒布適量石屑后進(jìn)行光輪靜壓，石屑用量以不粘輪為標(biāo)準(zhǔn)。    3.10破碎路段邊緣處理    碎石化和非碎石化混凝土路面接縫應(yīng)考慮相應(yīng)的過(guò)渡措施，如在接縫處

10、設(shè)置高性能聚酯布等。    3.11雨水的防治。因雨水會(huì)嚴(yán)重影響破碎層及其下基層的承載能力，加鋪好瀝青面層后，滯留的雨水會(huì)加速路基路面的損壞，因此，對(duì)破碎層，應(yīng)充分做好防止雨水的工作，如有破碎后不能馬上進(jìn)行碾壓攤鋪，遇上雨水天氣，要注意破碎層的遮蓋，同時(shí)要保證已安裝好的路面邊緣排水系統(tǒng)的正常有效地工作。4  碎石化質(zhì)量控制    施工質(zhì)量控制應(yīng)在碎石化大面積施工開(kāi)始前，施工過(guò)程中和施工過(guò)程后分別加以控制，其一般過(guò)程如下：選擇具有代表性路段作為試驗(yàn)段，其長(zhǎng)度最小50m，在該試驗(yàn)段中安排不同錘跡間距（2cm左右極差）的子區(qū)段，每段長(zhǎng)度不少

11、于50m，其分界要標(biāo)記清楚。根據(jù)選擇的設(shè)備控制參數(shù)，并根據(jù)破碎效果進(jìn)行調(diào)整。    試驗(yàn)段施工結(jié)束后，對(duì)不同錘跡間距的子區(qū)段粒徑進(jìn)行檢測(cè)，選擇對(duì)應(yīng)的設(shè)備控制標(biāo)準(zhǔn)。    檢測(cè)回彈彎沉（或回彈模量），驗(yàn)證其是否滿足變異性要求。推薦采用回彈模量指標(biāo)，測(cè)試的點(diǎn)位隨機(jī)確定，并應(yīng)不少于9個(gè)。如果不滿足，要增加試驗(yàn)段長(zhǎng)度并根據(jù)增加落錘高度或減小錘跡間距的方式調(diào)節(jié)，以使其破碎程度增加，變異性減小，直至達(dá)到前述質(zhì)量控制指標(biāo)要求。    進(jìn)行大面積施工過(guò)程中，要注意單幅路面長(zhǎng)度破碎超過(guò)1km時(shí)，在破碎粒徑產(chǎn)生突變處挖試坑抽檢，試驗(yàn)粒徑是否滿足要求，如果

12、不滿足要作小幅調(diào)整，在此過(guò)程中無(wú)需繼續(xù)檢測(cè)回彈模量指標(biāo)，而以試坑粒徑狀況與試驗(yàn)段有無(wú)顯著差別作為判斷是否合格的依據(jù)。    對(duì)于下臥層強(qiáng)度差異較大的不同路段要作不同的設(shè)備參數(shù)調(diào)整，可在其中一段控制參數(shù)的基礎(chǔ)上，作小幅調(diào)整以滿足其它段的破碎要求。    對(duì)粒徑的確認(rèn)應(yīng)通過(guò)開(kāi)挖試坑后用卷尺量結(jié)合目測(cè)的方式進(jìn)行（試坑面積為1m2，深度要求達(dá)到基層）。試坑位置的選取應(yīng)具隨機(jī)性。    試驗(yàn)段測(cè)試的內(nèi)容除顆粒粒徑外還有頂面的當(dāng)量回彈模量（或增加回彈彎沉測(cè)試），檢測(cè)要在乳化瀝青灑布之后，粒徑規(guī)格的試驗(yàn)子區(qū)段內(nèi)進(jìn)行。以上測(cè)試的試驗(yàn)段測(cè)點(diǎn)數(shù)至少需要9

13、個(gè)。    試驗(yàn)子區(qū)段安排過(guò)程中應(yīng)包含開(kāi)始破碎的前10m和結(jié)束破碎前5m，指標(biāo)的檢測(cè)不能安排在這一區(qū)域進(jìn)行。5  碎石化施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)    5.1路面碎石化后的粒徑范圍    水泥混凝土板塊的厚度一般在2026cm之間，破碎后頂面粒徑較小，下部粒徑較大。從強(qiáng)度角度而言，碎石化后粒徑太小會(huì)使強(qiáng)度降低很多，這時(shí)雖能減少反射裂縫可能，但也會(huì)帶來(lái)了原板塊強(qiáng)度的浪費(fèi)。所以碎石化后顆粒粒徑不宜過(guò)細(xì)，而較大也不利于反射裂縫的消除，所以要對(duì)粒徑范圍作出限制。參照國(guó)外資料和國(guó)內(nèi)研究成果，路面碎石化后的粒徑是控制未來(lái)加鋪結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)

14、早期反射裂縫的關(guān)鍵參數(shù)，作為控制碎石化工藝的關(guān)鍵指標(biāo)，應(yīng)滿足表2。    表 2 碎石化后粒徑控制范圍  厚度范圍板塊頂面上上部1/2厚度下部1/2厚度粒徑范圍（cm）7.522.537.55.2 路面碎石化后頂面的當(dāng)量回彈模量    水泥混凝土路面碎石化后頂面的當(dāng)量回彈模量是加鋪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本參數(shù)之一，一般情況下，對(duì)于直接加鋪瀝青混凝土的路面結(jié)構(gòu)，回彈模量平均值控制在150500MPa之間。     5.3 MHB碎石化施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)頻率    為滿足直接加鋪面層的技術(shù)要求，保障加鋪層施工質(zhì)量， MHB碎石化施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)頻率如表3。    表3  MHB碎石化施工質(zhì)量指標(biāo)與檢測(cè)頻率  項(xiàng)次檢測(cè)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)保證率檢查方法和頻率1頂面粒徑7.5cm75%直尺，20m一處2上部粒徑22.5cm75%直尺，試驗(yàn)段50m一處；正常施工不均勻時(shí)抽檢5%3下部粒徑37.5cm75%直尺，試驗(yàn)段50m一處；正常施工不均勻時(shí)抽檢5%4頂面當(dāng)量回