蒋恩丹+黄雪松

摘 要：碎石化是一种旧水泥混凝土路面破碎处治技术，在国外已有将近三十年的发展历史。在国内水泥混凝土路面改造中此项技术得到了广泛使用。它是利用专用破碎设备将旧水泥混凝土路面打碎、压稳后直接加铺沥青混凝土面层的施工方法。该方法不仅可以彻底解决加铺层的反射裂缝问题，而且具有经济、实用和高效的特点。

关键词： 公路工程；水泥混凝土路面；碎石化技术

一、水泥混凝土路面的应用现状

水泥混凝土路面是目前道路工程中所广泛使用的路面结构类型中的一种，分布极为广泛。水泥混凝土有其自身的优点，如：材料来源广泛、施工工艺及设备相对简单、建成初期养护管理费用较低等。水泥混凝土路面虽然有不少优点，但是在我国较高等级道路上新建路面采用刚性路面结构的越来越少，对水泥混凝土路面人们存在着一个看法，认为其破坏后很难修复或重建。而沥青混凝土路面则在出现破损或要承担未来更大的交通量时，可以通过加铺来方便地解决。水泥混凝土路面被认为出现损害后难以处理有以下原因：（1）水泥混凝土路面刚度较大，处理起来比较麻烦；（2）水泥混凝土路面的修补工艺复杂且耗费巨大；（3）水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土层时，如果处理不当会产生反射裂缝；（4）水泥混凝土路面在损害发生前较难发现其潜在隐患。基于以上原因，水泥混凝土路面在新建高等级公路中所占比例越来越小。然而，刚性路面作为路面结构主要形式中的一种，有着其不可替代的作用。只要能妥善处理损害发生前的防治工作，并对已发生病害的板块进行及时而合理的修补，水泥混凝土路面仍有其特殊的优势。根据路面破损的不同程度及路基、土基状况可以采用不同的路面修复方法。这些方法包括：局部修补、功能性沥青罩面（较薄、用于改善行驶性能的加铺层）、结合式双层板、分离式双层板等。

二、碎石化技术的类型

1、打裂压稳。打裂压稳是指在旧水泥混凝土路面上施加高能量低频冲击外力，使旧水泥混凝土路面板开裂而丧失板体性；随后，用压实机械进行碾压，从而形成稳定均匀的结构层。高能量低频冲击外力的作用使旧水泥混凝土路面板裂缝不规则且较细微，因此，开裂的旧水泥混凝土路面层仍有较高的整体刚性，但均匀性稍差，如直接加铺薄层沥青混凝土，仍有出现反射裂缝的可能。打裂压稳工艺的代表性机械有冲击式压路机、铡刀式冲击破碎机两种。

2、打碎压稳。打碎压稳是指采用落锤而低频振动等方式使旧水泥混凝土路面碎裂；进而，用专用压实机械碾压形成下粗上细的碎石结构层。打碎压稳工艺形成的结构层均匀性优于打裂压稳工艺形成的结构层的均匀性，但整体刚度明显低于后者。打碎压稳工艺的代表性机械有多锤头冲击破碎机、共振式破碎机等。

3、集料化。集料化是一种最彻底的重建手段，是将旧水泥混凝土路面再生为集料；然后，再用于修筑基层、底基层或垫层。集料化再生利用技术的主要工艺分为三个过程。路面破碎和清运：先将旧水泥混凝土路面破碎、挖掘、装运至集料处理场。集料加工：①清篩粘附在水泥混凝土碎块上的基层材料和泥土。②一级破碎：一般采用颚式破碎机（反击式破碎机扬尘大）将水泥混凝土块破碎为粒径为152 mm以下的碎块，并利用电磁铁剔除原路面板内的钢筋。③二级破碎：将粒径大于76 mm的碎块循环破碎，并吸走残余钢筋。④分筛：在一级破碎和二级破碎过程中，根据集料粒径的要求安装双筛网筛分机，对小于76 mm粒径的再生集料进行过筛分级。再生集料的利用：再生集料主要用于修筑基层（贫混凝土、水泥处治粒料基层的骨料）、底基层（级配碎石、水泥处治砂砾）和垫层（砂砾）等。

三、公路工程水泥混凝土路面碎石化施工工艺

1、试验段施工

旧水泥混凝土路面破碎质量主要受破碎机械自身参数设置、破碎顺序、破碎施工方向以及不同基层强度、刚度条件对破碎机械调整要求等的影响，这些因素均对旧水泥混凝土路面的破碎程度、粒径大小排列、形成的破碎面方向、破碎深度等产生影响。因此，在正式的大规模破碎化施工前有必要进行试破碎，即设置试验段，通过试验段的试破碎进行破碎机械参数的调试和施工组织措施，以达到规定的粒径和强度要求。

在有代表性的路段选择至少长50m、宽4m（或最少一个车道）的路面作为试验段。根据经验，一般取落锤高度为1.1～1.2m，落锤间距为10cm，逐级调整破碎参数对路面进行破碎，目测破碎效果，当碎石化后的路表呈鳞片状时，表明碎石化的效果能够满足规定的要求，记录此时采用的破碎参数。

2、试坑

为了确保路面被破碎成规定的尺寸，在试验段内随机选取2个独立的位置分别开挖1m2的试坑，试坑的选择应避开有横向接缝或工作缝的位置。试坑应开挖至基层，以在全深度范围内检查碎石化后的颗粒是否在规定的粒径范围内。如果破碎的混凝土路面粒径没有达到要求，那么设备控制参数必须进行相应的调整，并相应增加试验段，循环上一个过程，直至要求得到满足，并记录符合要求的MHB碎石化参数以备查，在正常碎石化施工过程中，应根据路面实际状况对破碎参数不断做出微小的调整。当需要对参数作出较大调整时，应及时通知监理工程师和现场技术人员。

3、MHB破碎

一般情况下，MHB应先破碎路面两侧的行车道，然后破碎中部的行车道，即破碎的顺序为由两侧向中间逐步进行。在破碎路肩时应适当降低锤头高度，减小落锤间距，即保证破碎效果，又不至于破碎功较大而造成碎石化过度。两幅破碎一般要保证10cm左右的搭接破碎宽度。机械施工过程中要灵活调整速度、落锤高度、频率等，尽量达到破碎均匀。

在一些特殊路段，建议采用打裂等其它手段进行混凝土路面的预裂，以确保碎石化能够达到预期的效果。预裂后，根据情况进行试验段施工，重新确定碎石化破碎的施工参数。

4、软弱基层或路基的处理

对于在碎石化施工过程中发现的部分软弱基层或路基，应对其进行开挖回填处理。首先对全线水泥路面进行碎石化并采用Z型压路机碾压以后，再将存在软弱基层的水泥板块挖除，并对其下软弱基层进行开挖，开挖后基层采用C15素砼回填至水泥板底面高程，然后再采用水稳碎石回填至水泥板顶面标高，进行适当的摊铺和压实，为保证压实效果，最小控制尺寸不小于车道宽和1.2m长。

5、凹处回填

路面碎石化后表面小面积凹处在压实前可以用密级配碎石回填，要求回填碎石最小粒径为13.2mm，且粒径大于26.5mm的比例不应小于70%。

6、原有填缝料及外露钢筋的清除

在铺筑之前，所有松散的填缝料、胀缝材料、切割移除暴露在外的加强钢筋或其它类似物应进行清除，如需要，应填充以级配碎石粒料。

7、压实

压实的作用主要是将破碎的路面的扁平颗粒进一步的破碎，同时稳固下层块料，为新铺筑的水稳及沥青面层提供一个平整的表面。破碎后的路面应采用Z型压路机和单钢轮振动压路机压实，碾压遍数建议1～2遍，压路机进行速度不宜超过5km/h，要求Z型压路机的吨位在16吨及16吨以上。在路面综合强度过高或过低的路段应避免过度压实，以防造成表面粒径过小或将碎石化层压入基层。

8、乳化沥青透层

为使表面较松散的粒料有一定的结合力，同时具有一定的防水性能，建议采用慢裂改性乳化沥青做透层，用量宜控制在2.5～3kg/m2。乳化沥青透层表面再撒布适量石屑后进行光轮静压，石屑用量以不粘轮为标准。碎石化和非碎石化混凝土路面接缝应考虑相应的过渡措施，如在接缝处设置高性能聚酯布等。

四、结束语

综上所述，水泥混凝土路面碎石化技术是一种重要的水泥混凝土路面原位破碎利用技术。作为一项新技术，其能彻底解决反射裂缝问题，具有环保、经济等优点，但它是对原路面的破坏性处理方式，在应用过程中需结合工程实际情况灵活采用。■

参考文献

[1]吕江峰.碎石化的旧水泥路面上水泥混凝土加铺层应力分析和开裂预估[D].长安大学，2011.

[2]孙华军.水泥混凝土路面碎石化施工工艺在农村公路大修工程中的应用[J].科技展望，2015年09期.

[3]边建民.多锤头碎石化破碎旧水泥混凝土路面施工技术在养护工程中的应用[J].交通世界（建养.机械），2011年04期.endprint