杨忠胜

（广州市道路养护中心， 广东 广州 510080）

近年来，由于经济的发展和交通量的增加，水泥路面出现较多病害，人民群众对公路的行车舒适性、行车噪音等都提出了更高的要求，需要对大部分水泥路面进行“白加黑”改造。《广东省“十三五”公路养护发展纲要》要求旧路材料循环利用率需达到85%以上，如何充分有效利用旧水泥路面，降低废旧材料弃用率，达到资源充分利用、节能减排、环保生态的效果，是推进资源全面节约和循环利用的有效手段。采用传统的水泥路面直接加铺沥青混凝土工艺，难免出现反射裂缝病害[1]。采用水泥路面破碎再生技术可有效提高路面改造效率，但哪种更适用、更环保、更经济合理，是项目决策需要考虑的重要因素。本文结合国道 G107线花都国泰至飞鹅岭段路面改造项目，对多锤头碎石化和微裂均质化两种旧水泥路面再生利用方式进行比较研究。

1 技术原理

1.1 多锤头碎石化

多锤头碎石化技术是利用多锤头破碎机将旧水泥混凝土路面破碎成小粒径（底部不超过37.5cm，中间不超过22.5cm，表面不超过7.5cm）混凝土块，经压实并撒布透层油后，在上面再铺筑沥青混凝土面层。破碎后的水泥路面粒径自上而下逐渐增大，上部的小颗粒混凝土块经压实后，形成的平整表面易于摊铺；下部大颗粒之间形成嵌挤结构，强度比一般的粒料基层高[2]。该技术要求的罩面厚度一般不小于15cm，是目前解决反射裂缝问题最有效的方法之一。经破碎、压实的混凝土路面由破碎混凝土块组成，其属于紧密结合、内部嵌挤的高密度材料层，可以为热拌沥青混合料罩面提供更高的强度。

1.2 微裂均质化

该技术是采用专用的微裂设备，自由落锤，锤底有4个特异凸点，巧妙分布，引导水泥板内部斜向微裂[3]。微裂均质化主要包含两方面内容：针对旧水泥混凝土面板，采用专门的机械设备进行微裂再生，使水泥路面内部形成各方向均匀分布的微细裂纹，且处于完全契合的嵌锁状态，既有效地克服了反射裂缝，又最大限度地保留了刚性路面的承载力。针对基层等路面结构，采用注浆和局部挖除等综合措施进行结构病害处治，使路面结构承载能力均质化[4]。

2 工程概况

国道G107线花都国泰至飞鹅岭段为广州市花都区西部地区南北向交通干道。该路段现状为一、二级公路，全线双向4车道，水泥路面。旧水泥路面现有病害以开裂、断板、板底脱空为主，局部有坑槽现象。全线旧水泥路面破损状况指数PCI平均值为75.1，评价等级为中。分段对全线路面进行改造，对破碎率高（PCI平均值56.5、差）的路段K2448+811～K2451+270采用多锤头碎石化后加铺基层和沥青面层，在K2451+270～K2456+993段（PCI平均值 73.45、中）采用微裂均质化后加铺沥青面层。两段路分期实施路面改造：微裂均质化改造路段于2020年3月开工、2020年8月完工；多锤头碎石化改造路段于2020年8月开工、2021年10月完工。

3 两种技术综合对比

从适用性、经济性、环保性三个方面对两种再利用技术进行比较，比较结果见表1～表3。

表1 适用性对比

表2 经济性对比

表3 环保性对比

4 施工及效果对比

4.1 路面结构层及厚度

多锤头碎石化：4cm厚细粒式改性沥青混合料（AC-13）+改性乳化沥青粘层PCR+6cm厚中粒式沥青混合料（AC-20）+改性乳化沥青粘层PCR+8cm厚粗粒式沥青混合料（AC-25）+沥青封层+沥青透层+（18+h）cm厚5%水泥稳定碎石基层+多锤头碎石化处理后的旧水泥路面。

微裂均质化：4cm厚细粒式改性沥青混合料（AC-13）+改性乳化沥青粘层PCR+（6+h）cm厚中粒式沥青混合料（AC-20）+1.5cm厚FMA应力吸收层+改性乳化沥青粘层PCR+微裂均质化处理后的旧水泥路面。

4.2 施工控制要点

4.2.1 多锤头碎石化

不断调整重锤的下落高度和频率，控制好破碎后颗粒的均匀性；在旧水泥路面破碎过程中机械设备操作人员应不断地监督控制破碎操作并在施工中及时进行调整，以达到满意的破碎效果。破碎后碾压应采用Z形钢轮压路机振动压实往返不少于三次，最小自重不小于 20T。接下来采用光轮压路机振动压实往返不少于三次，最小自重不小于20T。

4.2.2 微裂均质化

旧水泥混凝土路面需充分微裂；破碎板破碎时要每一个点位到位。采用探地雷达检测结构层缺陷，可清晰的了解到内部病害情况以及位置，并针对性的进行地聚合物注浆，从而准确的修复其结构层缺陷，注浆后要再次采用探地雷达复测检测注浆效果。针对旧水泥路面裂缝较宽、崩边较宽（宽度大于3cm、深度大于3cm）或坑槽较大（直径大于20cm、深度大于5cm）的路表缺陷，采用水硬性、快凝、早强细粒式混凝土进行修补，提高破碎板的厚度均质化与传荷均匀性，达到承载均匀的目的。对于其他较浅坑槽可不予修复，增加与沥青面层之间的摩擦，防止面层推移。微裂处治完成后，因板块底部开裂、落实未稳，不能急于弯沉值检测验收，经过一段时间的通车碾压稳定后弯沉值自然下降，若急于检测弯沉，会造成弯沉假象、影响验收判断[5]。对于大于设计弯沉值的板块，首先要分析弯沉值偏大的原因，不能片面的根据弯沉值大小，盲目否定成果。

（地聚合物注浆后雷达复测图像）

4.2.3 施工难易程度对比

多锤头碎石化不需要对旧路面进行处理，控制好落锤高度和频率即可，旧路面处理较简单；多锤头碎石化后加铺水泥稳定基层、沥青混凝土路面，加铺层结构、施工工艺成熟，施工质量容易控制。微裂均质化对微裂破碎的工艺要求较高，破碎后还需进行注浆、换版处理，旧路面处理较复杂；加铺层加铺应力吸收层、沥青路面，施工工艺成熟、质量容易控制。

4.2.4 施工工期对比

多锤头碎石化旧路面处理工序少、工期短，加铺层结构多、结构厚、工期长；微裂均质化旧路面处理工序多、工期长，加铺层仅应力吸收层和两层沥青路面、工期短。综合来看，微裂均质化路面改造较多锤头碎石化路面改造工期短。

4.2.5 旧路处理效果对比

碎石化后的混凝土块尺寸减少，消除了板的挠动及温度应变产生的反射裂缝。碎石化后原混凝土表面虽然碎石化，但中下层仍然由嵌挤很密实混凝土块组成，具有一定的整体性，消除了板底脱空从而大大减少了由于板底脱空处不到位引起的反射裂纹。碎石化后的表面碎块层经透油后，形成一层良好的应力吸收层，可以有效预防反射裂纹向上发展。

微裂均质化处治后水泥混凝土面板表面裂而不碎、无松散破碎颗粒，且结构内部斜向开裂、完全契合、嵌锁力强，强度损失小，承载能力强；水泥混凝土面板微裂均质化处治后，属一种柔性结构受力状态，无疲劳损失，道路使用寿命长，耐久性高。

（多锤头碎石化后处理后的旧水泥路面）（微裂均质化处理后的旧水泥路面）

4.2.6 路面改造效果对比

多锤头碎石化改造施工路段（K2448+811～K2451+270）及微裂均质化改造施工路段（K2451+270～K2456+993），两段路交工验收检测结论路面压实度、厚度、车辙、平整度、横坡合格率均为 100%，路面弯沉评定合格。通车运行超过半年后再次对两段路进行了调查，两段路路面使用状况良好，无横缝、纵缝、龟裂、车辙等病害，路况得到很大改善，路面平整、行车舒适。

5 结论

本文主要通过对多锤头碎石化、微裂均质化两种旧水泥路面再利用技术的的适用性、经济性、环保性以及施工控制及效果进行了比较分析，得出结论如下：

1.两种技术都能有效利用旧路面、消除板底脱空，都可作为良好的下承层使用。

2.微裂均质化对净空的要求更小、加铺层更薄、更经济、更环保、工期更短，但对旧路面状况及施工工艺的要求更高。

3.多锤头碎石化技术应用时间长、技术相对更成熟。

4.在实际改造过程中，结合路段情况分段选择技术路线，可取得最优效果。