水泥混凝土路面大修养护碎石化方案应用研究

雷 蕾

(山西省高速公路开发有限公司，山西 太原 030006)

水泥混凝土路面大修养护碎石化方案应用研究

雷 蕾

(山西省高速公路开发有限公司，山西 太原 030006)

由于许多的水泥混凝土路面已无法满足交通运输的需求，且简单的维修又不能控制病害的发展，因此，必须改建或大修。根据现有的水泥混凝土路面的发展现状，以省道204线(张家产镇—董家店村)段公路大修工程为依托，研究碎石化技术在水泥混凝土路面改建中的应用。

碎石化技术，旧水泥混凝土，结构优化，路面结构强度

0 引言

经研究调查发现，目前我国现有的水泥混凝土路面中有很大一部分已经达到了设计使用年限，由于这些水泥路面修建的比较早，修建时缺乏合理的理论指导，特别是在今天这种重交通作用下，路面已存在不同程度的破坏，有些道路已无法满足车辆的通行要求，必须改建或大修。当水泥混凝土路面的破坏情况达到用任何养护维修措施都不能使其满足路用性能时，就必须要对其进行破碎翻修处理。

1 水泥混凝土路面碎石化技术特点

本试验路段采用多锤头碎石化设备进行道路破碎施工，其技术特点如下所示：

1)对旧路面可避免多次破碎，多锤头碎石化设备是当前比较先进的水泥混凝土碎石化设备，它与其他碎石化设备需要对路面进行多次破碎不同，多锤头碎石化设备一次破碎就可达到控制要求，避免了多次破碎。

2)破碎后颗粒组成特性较好，MHB通过低频高幅产生的波动来进行破碎，重锤位置越高向下产生的冲击作用也越大，能量向下传递的也越深，同时由于低频作用故MHB相对于其他破碎机械易产生倾向于较大的颗粒。

3)破碎后的表面平整度，破碎后表面的平整度也是判断实际破碎效果的一个非常重要的方面，如果破碎后平整度不好，则还需要进行后续的平整压实，不仅增加了后续工程的复杂性，也破坏了原有路面的稳固结构，对路面的整体稳定性不利。

2 采用碎石化路面施工的标准

2.1施工路况调查的内容

在进行碎石化之前应充分了解这种施工工艺在当前道路的可行性，同时在碎石化前还要充分了解进行碎石化所要满足的条件，路基的损害情况等各项指标。

在进行碎石化之前应通过路况调查了解以下方面的内容:

1)路面的损坏情况和改进措施。2)判断路面基层是否满足进行碎石化的要求，如果不满足要对基层进行适当的处理。3)分析土的干湿类型及含水量，如果土的含水量过高，应对路基进行全面的检查并处理，使路基有个相对稳定的状态和合适的含水量再进行碎石化处理。

综上所述，要进行碎石化必须满足表1所列的基本条件。

表1 进行碎石化的技术可行性关键因素表

2.2碎石化后粒径的控制范围

粒径也是影响碎石化质量和后期路面质量的关键因素，如果粒径过大，则无法对其拌合做成水泥稳定基层，如果粒径过小，则其强度不够，因此在碎石化过程中需要对破碎后的粒径进行相应的控制，其控制范围如表2所示。

表2 碎石化后粒径的控制范围

3 旧路路况检测

通过对省道204线旧水泥混凝土路面损害状况调查分析可知，其病害及其产生的原因主要有以下几个方面。

3.1横斜向裂缝

横斜向裂缝通常是由于道路的土基强度不够，而且缝的切割较晚，水泥混凝土已硬化，在没割缝前混凝土板已收缩，因此造成路面板底的摩擦系数不同，导致混凝土面板内部的拉应力和温度应力过于集中，产生裂缝；另一方面，由于水泥混凝土的收缩性较大，道路所在地的温差较大也是产生横斜向裂缝的重要原因。

3.2破碎板

存在此种破坏的水泥混凝土路面，路面基本上已不能满足进行交通运输服务的要求，必须要进行修补或重修，此种路面破坏的原因主要是由于车辆超载严重，路面强度不足或水泥混凝土路面偏薄，同时道路所在地的气候水温状况不良，地下水位偏高，造成路基湿软和不均匀沉降引起的。除此之外，当水泥混凝土配合比不合理，路面存在较多的裂缝且后期没有很好的对道路进行养护维修，也易产生破碎板。

3.3磨耗层局部脱落

磨耗层局部脱落是指水泥混凝土表面材料在大气和车辆的作用下，从水泥混凝土表面脱落，其形成的原因主要是由于汽车轮胎的持续碾压、水泥混凝土配合比不合理、强度不够或水泥混凝土路面施工时没有完全按照规范施行，集料从水泥混凝土表面脱落等原因造成的。

除此之外，水泥混凝土路面的常见病害还有拱起、唧泥、板底脱空和错台等。

综上可知，试验路段全线路段结构平整度差，病害较多，且存在病害向更严重状态发展的趋势，严重影响了道路的通行能力，急需对该段道路进行大修处理。

4 多锤头碎石化施工工艺

4.1施工参数

对于水泥混凝土路面的碎石化也有一定的规范和要求，破碎后的水泥混凝土粒径过细和过大都不好；颗粒过细则颗粒之间无法形成稳定的平衡、嵌挤稳固状态，影响路面结构的强度和稳定性；颗粒过大，则易产生反射裂缝。因此，要合理控制破碎后的水泥混凝土颗粒的粒径。同时多锤头碎石化设备碎石化后面板强度分布均匀，要达到上述水泥路面的施工效果，就必须要控制好施工的相关参数，如：落锤高度和间距等。

这两个参数的确定，应根据对原水泥路面CBR、含水率等参数充分了解后，经专家组分析讨论后决定。经对省道204线段旧水泥混凝土路面调查研究可知，其落锤高度可设为1.30 m，锤距一般设为8 cm～12 cm之间。

4.2碎石化工艺实施

由上述分析可知，按照上述设定的施工参数进行施工，并在施工过程中及时调整设备的各个参数，当施工后的效果不满足要求时，也不可返回二次破碎，以免对路基造成损害。凹处调平，由于破碎后的路面可能会存在凹凸不平的现象，因此对于破碎后平整度较差的道路需要人工进行压平。同时，为了防止上述问题的产生，破碎前应对路面充分调查，对于原来路面就不平整的地方，应提前进行处理，对于原路面强度不足的地方，应提前进行加强。破碎完成后，采用Z型压路机对路面进行压实。

5 试验路检测

5.1粒径检测

粒径检测是检验碎石化效果的重要技术指标，根据省道204线改造工程每千米两处检测的频率，碎石化检验结果表明:表面层的最大粒径都在7.5 cm以下，中间层的最大粒径16.0 cm～21.0 cm，下层材料最大粒径在20.0 cm～40.0 cm之间，数据均符合表2规定的要求。

5.2试验路各层弯沉检测

弯沉检测主要是为了检测原水泥混凝土路面碎石化后各层的强度是否满足要求，由于施工质量受多种因素的影响，且施工工艺也充满复杂性，每个阶段的不合理、不协调都可能导致试验的结果达不到预想。路面结构的强度是影响道路使用和通行能力的最重要的标准，如果道路的承载力达不到要求，则在重交通的作用下就会很容易出现车辙、沉陷等病害，因此需要对各层的强度进行检测，表3为新路面各结构层的弯沉值。

表3 路面各层交工弯沉测量值记录统计表

根据现场对结构层各层的检测数据可知，每路段的碎石化底基层检测的弯沉值计算值均在60～75之间，满足设计弯沉值的要求；且通过检测弯沉值可得路面碎石化后得当量回弹模量为210 MPa～250 MPa左右，满足规范要求。

此外，水泥稳定碎石上基层弯沉测量值在12 mm～14 mm之间，也能够满足设计弯沉值的要求。

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Theapplicationresearchonthemajorrepairandmaintenancecrushedpetrifactionschemeofcementconcrete

LeiLei

(ShanxiExpresswayDevelopmentLimitedCompany,Taiyuan030006,China)

As many of the cement concrete pavement has been unable to meet the needs of transport, and simple maintenance can not control the development of the disease, therefore, must be converted or overhaul. Based on the existing development status of cement concrete pavement, this paper studies the application of crushed petrochemical technology in the reconstruction of cement concrete pavement based on the highway overhaul project of the provincial highway 204(Zhangjiachan town-Dongjiadian village).

crushing technology, old cement concrete, structural optimization, pavement structure strength

1009-6825(2017)30-0144-02

2017-08-16

雷 蕾(1988- )，女，助理工程师

U416.216

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