郑 进

(绵阳市川交公路规划勘察设计有限公司 四川 绵阳 621000)

浅析旧水泥混凝土路面的共振碎石化再生利用

郑 进

(绵阳市川交公路规划勘察设计有限公司 四川 绵阳 621000)

随着废旧回收再生理念在国内推行，在建筑施工中旧水泥混凝土从路面挖掘起来再生利用也被越来越关注和重视。本文对旧水泥混凝土进行共振碎石化的再生利用进行研究，主要从共振碎石化的技术简介、应用条件、技术指标要求、施工质量监控要点进行介绍，供给有需要的同仁参考交流。

旧水泥混凝土；碎石化；再生利用；施工质量监控

引言：截至目前我国有大量的水泥混凝土道路仍在使用，大多修建于上个世纪90年代至本世纪，初随着我国经济的不断发展,使得公路的交通量越来越大,随之而来的就是水泥混凝土路面使用状况不理想，对其改造和提升就涉及到道路材料的再生利用，道路材料主要就是指水泥混凝土。早在20世纪末，国外就已经在研究旧水泥混凝土路面的碎石化再生技术，国内也在21世纪初期从美国引进碎石化技术。目前，国内的碎石化技术已经基本趋于成熟，这对资源的充分利用有非常重要的意义，非常符合现代人废旧回收再生理念，也是对国家要求做出最好的回应。

1 碎石化技术简介

水泥混凝土路面碎石化是一种旧水泥混凝土路面破碎处治技术。由于破碎后其颗粒粒径小，力学模式更趋于级配碎石，所以称为碎石化；碎石化是旧水泥混凝土路面提升改造的一种重要的手段。常用的破碎技术有冲击破碎、多锤头破碎、共振破碎，但是从破碎效果上看真正称得上碎石化的只有多锤头破碎及共振破碎。本文作重介绍共振破碎。

共振破碎是利用振动梁 (浮筒) 带动工作锤头，锤头与水泥板接触，在工作锤头上装有专用传感器，它能自动感应路面的振动反馈信号，并通过反馈信息来自动调节锤头的振动频率,使其与地面上水泥板块的固有频率相接近，激发其产生共振从而达到将水泥板块破碎的效果。

2 共振碎石化再生技术应用条件

诚然，不是所有的水泥混凝土都可以进行碎石化再生利用，这就需要对路面的具体状况进行详细调查来对比分析，确定是否可以使用碎石化再生技术再次利用旧水泥混凝土。

根据国内外研究，碎石化再生技术应用的前提条件有：

（1）在功能性罩面上有出现大量反射裂缝（接缝处、纵横及不规则裂缝处和修补处）；（2）大量接缝已经被破坏，如：错台、翻浆和角隅已经被破坏，以至于这些破坏面积有超过20%的接缝需要修补；（3）超过25%的板已经开裂；（4）超过20%需要施工的长度出现纵缝缺陷，且宽度超过10cm；（5）已经有超过10%的路面为了达到结构性要求需要开挖修补；（6）有超过20%的路面已经修补或正需要修补；（7）出现冻胀开裂、碱集料反应、其先兆三者至少其一，所以需要加铺罩面或重建；（8）基于碎石化方法比其他改造方法费用低的情况下。

3 旧水泥混凝土路面共振碎石化技术指标要求

在对旧水泥混凝土路面进行共振碎石化的过程中，

其具备一定的技术指标要求。其一是碎石化之后的粒径不可过细，否则会使得强度浪费，也不能过粗，这样就不能消除反射裂缝且形成了原板强度浪费。所以碎石化之后的粒径有一定的粗细范围要求，综合国内外情况具体而言，板块顶上面粒径范围应小于7.5 cm，路面上半部分厚度范围内粒径范围小于22.5 cm，路面下半部分厚度小于37.5 cm即可。其二是对碎石化后顶面当量回弹模量有具体要求，当量弹回模量作为新铺加材料结构设计的重要参数之一，在设计中起到非常关键的作用。一般其平均值在100～500 MPa之间即可。其三是碎石化后的回弹弯沉值，但由于弯沉测试的点尺寸较小、且误差较大，也存在一定的随机性，所以回弹弯沉仅作为参考指标对照来评价。回弹弯沉平均值有其对应的回弹模量，所以一般而言这个模量与实际测得的回弹模量进行对照从而得到具体指标。

4 共振碎石化施工质量控制要点

4.1共振碎石化施工的总体步骤

（1）首先划定将进行共振碎石化施工的半幅路面，一般长度为300m～2000m，并封闭该半幅交通。

（2）碎石化该半幅混凝土路面，经检测合格后加铺沥青面层。

（3）将车辆放行至已加铺的半幅路面，碎石化另外半幅，经检测合格后加铺沥青面层

4.2路面共振碎石化过程控制

（1）碎前：对路面状况进行复查，对混凝土面板通过弯沉检测确定脱空状况，对路面厚度进行取芯检测，并作劈裂试验，进行强度检测，从而为共振碎石机调整频率、振幅、锤间距、行进速度等参数提供参考。

（2）碎中：确定工作参数，钻孔或挖空检测破碎状况并进行碎石化后的筛分分析，检测面板是否贯穿破碎及级配状况。

（3）碎后：进行弯沉和回弹模量的检测，确保碎石化后的承载力达到设计要求。

4.3共振碎石化施工中注意事项

（1）碎石化施工顺序一般由外侧车道开始。每一遍碎石化宽度约20cm，相邻两遍碎石化区域应有5cm的重叠区。

（2）车道外侧边缘将会有70cm的路面破碎不到，此时应采用破碎头将其打裂，碎块尺寸控制在30cm以内。

（3）靠土路肩侧预留50cm的土路肩不进行破碎。

(4）理论上碎石化一个车道，实际破碎宽度应超出这个车道宽度的150mm以上。

（5）碎石化施工期间应派人实地实时的观察，当看到有开裂现象时必须立即停止施工，并调查分析其原因，随后应该采取措施从而保护构造物或建筑物。

（6）在试验段施工及正式施工过程中都应该对破碎情况的监控。

施工工艺中的重要环节就是控制破碎粒径，因为粒径与破碎层的强度特性具有直接关系。在正式进行大面积施工前，都需要安排试验路段进行试破碎，根据试破碎的情况分析具体破碎后的粒径分布情况、强度及均匀性等性质，从而找出满足破碎要求的设备控制参数，更好的完成全路段施工。

在大面积动工时必须密切关注混凝土板表面具体的破碎状况。在遇到施工路段表面粒径明显与之前不同时，应采用开挖试坑来核查板体内部粒径分布情况，如不满足预定的开挖要求，应及时停工并调整RPB设备控制参数，直到满足开挖要求。

（7）施工前后对基层、路基软弱部位的处治。

在施工时路段有很多其他情况比如基层、路基不稳，对此应及时采取换填等处治措施。这样能够帮助提高路面基层稳定性，一方面能消除新加铺结构的安全隐患，另一方面还能使得改造后路面长期使用。从工艺总体上看，换填工序最大的不足是需要占用较多的时间，但这能给予安全保证，这种时间耗费就是必需的。

4.4共振碎石化施工后的整备工艺

(1)一般规定

◆碎石化后应对碎石化层进行清理，对刚度不足的局部区域进行处治，并注意对碎石化层进行保护。

◆应充分重视碎石化层的碾压工艺，制定合理的碾压方案。

(2)碎石化层的清理

◆在碎石化层上的旧水泥混凝土之间的条状填料可采用人工清除；当有大于5cm或竖向大于5cm的碎石层碎块应及时清除，配合连续型级配碎石回填。

◆当碎石化层有钢筋外露，需剪除其至碎石化层顶面齐平，而钢筋可保留在原处。

（3）碎石化层的保护

◆交通车辆的控制在进行碎石化时，路面上的交通也需要得到严格控制，禁止与施工无关的车辆通行，同时也应减少不必要的通行。

◆雨水的防治

进行碎石化时必须充分做好防雨水的工作。要注意施工前设置路面边缘，路面边缘排水系统在雨水天气上能有很好的预防效果，待疏水分后才能继续展开沥青面层摊铺。

4.5碎石化层的碾压

（1）破碎后的压实要求

压实最大的作用就是将破碎的路表面存在的的扁平颗粒再碎化碎，同时还能达到稳固下层块料的效果，能够为新铺沥青表面提供一个平整的环境。

（2）压实顺序

路面破碎后需要采用Z型压路机和钢轮振动压路机对路面进行压实。但是当遇到路面综合强度过高或者过低的路段则需要注意不可过度压实，否则会形成表面粒径过小的现象。

其中，直线和没有超高的平曲线段可以从路肩两侧向路中心碾压的模式；设置有超高的平曲线段，则需要路肩内侧向路肩外侧进行碾压。

（3）压实方法

原路碎石化层的水量必须达到最佳含水量(约4-5%)才能碾压，应先采用Z形压路机带激振碾压碎石化层2遍后，再进行级配碎石调平层的铺筑，当级配碎石调平层厚度＜5cm时，采用钢轮振动压路机带激振碾压3遍再静压2遍；当级配碎石调平层厚度≥5cm时, 采用钢轮振动压路机带激振碾压6遍再静压2遍。

（4）当碾压机在碾压相邻碾压带且达到重叠宽度100～200mm时，应立即停止碾压且折回时应停止振动。

（5）当遇到路面边缘等难碾压的部位，可以选用自重1～2t的小型振动压路机或振动夯板作二次的补充碾压。

5 结束语

水泥再生技术符合我国现行“节能、减拍”的国策，对于水泥路面的改造和提升有极大的优势，着随着共振碎石化的施工机械及技术日趋成熟，将有更多的水泥路面改造项目使用该技术。

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郑进，男，1980.02.11，四川中江人，大专，工程师，研究方向：共振碎石化。