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旧砼路面碎石化技术在市政道路改造过程中的应用

摘要:随着经济的不断发展,城市化建设步伐越来越快。城市建设初期,水泥混凝土路面在市政道路建设中较为常用, 随着时间的推移,早期修建的混凝土路面出现严重损坏,导致路面通行能力大大下降,甚至影响行车安全。在这种情况下, 应当及时对损坏路面进行翻修,以此确保道路通畅。在市政道 路改造过程中,碎石化技术发挥着重要作用,合理应用这一技 术能够在最大程度上避免反射裂缝出现,提升道路行车能力。

作者:杨林祥

20世纪后期,美国最早开始应用碎石化技术,该技术属于 一项路面改造技术,主要是为了解决沥青铺装层的反射裂缝问 题。碎石化技术采用路面破碎机等机械设备,彻底打碎原有的 旧砼路面,消除面板孔洞及其他质量隐患,然后对打碎的混凝 土面板进行压实处理,压实后的碎石路面作为基层,再将新的 基层、面层加铺在上面。当旧砼路面被打碎后,其粒径由上至 下逐渐增加,上层的小颗粒被压实后形成一个平整的表面,方 便开展摊铺工作。同时,下层与下层的颗粒之间构成嵌挤结构, 对路基起到强化作用,最后将乳化沥青铺设在上层,对路面进 行稳定,能够对路面的反射裂缝进行有效控制,延长道路寿命。

1 碎石化技术在路面改造中的优缺点

1.1 碎石化技术在市政道路改造施工中的优点

第一,路面改造工程在完工后容易产生反射裂缝,碎石化 技术能够有效解决这一问题;

第二,当混凝土路面经过破碎、 压实之后,会形成一个高密度的嵌挤材料层,有效提高路面基 层结构强度;

第三,碎石化技术施工周期短、工艺简单、成本 低廉;

第四,碎石化技术可对原有路面材料进行充分利用,绿 色环保。混凝土路面在破碎后形成的碎块可直接用作底基层、 基层,路基材料成本、运输成本大大降低,施工效率高,建筑 垃圾产生量少,具有节能环保的优点。

1.2 碎石化技术在市政道路改造施工中的缺点

第一,当原有路面的混凝土板块破碎之后,经过弯沉检测后发现,测点数据呈现出离散状态,在此基础上计算出来的均 方差缺乏准确性,很难有效评定道路基层;

第二,在施工过程 中需要用到破碎机,此类机械设备运行时不仅噪音大,而且会 产生较多扬尘,很容易污染施工现场及周边环境;

第三,路面 破碎时会有冲击波产生,可能会损坏市政道路下部埋设的管线;

第四,非碎石化路段和碎石化路段之间处理难度较大,二者搭 接部位存在一定缝隙,影响后期车辆通行;

第五,《旧水泥混凝 土路面碎石化技术规程》中明确规定,在碎石改造工程中,碎 石化区域占总体的75%,这也就意味着余下的25%不属于破碎状 态,如果没有对这部分路段进行有效处理,很容易产生纵向裂 缝、反射裂缝及车辙等一系列质量问题;

第六,如果碎石路段 分布有地下管线,特别是自来水管,在施工过程中稍有不慎就 会损坏管道,导致管道漏水、爆裂,一旦碎石化基层被水侵蚀, 将会大大加快路面破坏速度,严重影响道路寿命。

2 旧砼路面碎石化技术在市政道路改造过程中的应用

2.1 碎石化技术采用的设备

第一,多锤头水泥路面破碎机。多锤头水泥路面破碎机采用橡胶轮胎,其动力源为柴油机,同时设备尾部设置有两排 成对的重锤。每一对重锤均采用单独一套液压提升系统,在对 路面进行破碎时,重锤下落需要按照规范要求。在一定高度 范围内可以对锤头提升高度进行调节。通过调整重锤力矩能够有效控制破碎后的颗粒尺寸,其颗粒范围最好控制在 7.5~30cm之间。 第二,专用振动压路机。Z型钢轮压路机采用自装配动力,属于单压实轮。在压实轮的表面固定有Z型钢箍。振动压路机的 最低自重应当在25t以上,并具备振动压实功能,这样能够确保 车轮下的颗粒不会被挤出,强化路面颗粒的压碎效果,保证路 面平整度符合规定要求。振动钢轮压路机同样采用自装配动力, 最低自重应当在14t以上,并具备振动压实的功能。振动钢轮压 路机需要在Z型钢轮压路机之后工作,该设备不仅能对破碎后的 特殊通车路段进行修复,而且便于乳化沥青罩面施工。

2.2 旧砼路面碎石化技术的施工工艺

2.2.1 路面碎石化前的处理在市政道路改造工程中应用碎石化技术之前,首先要把破 损混凝土板块上的沥青表面修补材料、沥青罩面层等移除,防 止对碎石化效果产生影响。不仅如此,对于病害问题较为严重 的软弱路段,应提前做好修复处理工作,修复内容包括:将已 破碎的旧砼路面板块清理干净;将松散的三碴基层清除至稳定 层;采用C20混凝土进行换填,并确保垫层顶面高度和之前的三 碴基层相一致;当旧砼路面板块的路段清理干净后,利用C30混 凝土进行浇筑回填,并做好振捣工作,保证浇筑后的混凝土路 面板块与旧砼路面板块在尺寸上一致。 根据《旧水泥混凝土路面碎石化技术规程》要求,在市政 道路改造工程施工之前,应当标记路段上的地下管线及构筑物, 并对其进行有效保护:如果管线或构筑物埋深超过1m,路面碎 石化施工一般不会对其造成破坏,破碎工作可以正常进行;如 果管线或构筑物埋深为0.5~1m,路面碎石化施工可能会对其造 成影响,此时可将锤头高度适当降低;如果管线或构筑物埋深 不超0.5m,该路段不可进行破碎化施工,应在管线或构筑物 3m范围以外进行避让,以免损坏地下管线及构筑物。当建筑物 距离路肩超过10m时,可正常开展破碎施工;如果建筑物距离 路肩为5~10m,应当将锤头高度适当降低,并进行轻度破碎; 如果建筑物与路肩距离在5m以内,不可在该路段进行破碎施工。 针对埋设深度不同的房屋建筑、构筑物、地下管线等,应当进 行明确、清晰的标注,标注时采用红色油漆,确保标注醒目, 以此确保施工安全。将高层控制点设置在代表性路段上,从而 对施工过程中的道路高程变化进行监测,为工程施工提供指导。 做好交通管制工作。当条件允许时,可将施工路段进行一次性 封闭;如果条件不允许,必须对路段进行半封闭。

2.2.2 路面碎石化施工过程

第一,试验区与试坑。在正式施工之前,首先要做好现场调查工作,选取合适的路段作为试验段,在试验过程中对落锤 间距、落锤高度等参数进行确定,并对破碎参数进行逐级调整。在此基础上进行路面破碎施工,对破碎效果进行研究。如果路 面碎石化效果、碎石化之后的路面参数等均符合相关规范,需 要对此时选用的破碎参数进行记录,为实际施工提供数据支撑。 为保证路面破碎后的尺寸大小满足规范要求,需要在试验区域 内选择两个试坑,试坑随机选取,开挖大小在1m2以上,但不能选在工作缝、横向接缝等位置。开挖试坑到基层,从而在整 个深度范围内对破碎后的颗粒尺寸进行检查,如果破碎厚度颗 粒尺寸达不到规定要求,应当根据实际情况调整设备控制参数, 并增加相应的试验区,循环上述步骤直到符合规定要求。对满 足要求的MHB碎石化参数进行记录。在道路碎石化改造施工中, 应当结合路面实际情况不断调整破碎参数,调整幅度不宜过大, 如果存在大幅度调整,需要及时报告监理工程师。

第二,MHB破碎。在路面碎石化施工过程中,75%以上的 旧砼路面应当破碎成以下颗粒:最大尺寸在7.5cm以内,底部粒 径与中部粒径分别在37.5、22.5cm以内。通常来说,MHB破碎 顺序为先两侧、后中部。在对路肩进行破碎时,外侧的锤头高 度应适当降低,落锤间距也要适当减小,这样既能确保破碎效 果,又不会导致过度碎石化。值得注意的是,两幅破碎之间的 搭接破碎宽度通常约15cm。在设备工作过程中,为了做到均匀 破碎,施工人员需要对行进速度、破碎频率和落锤高度等进行灵 活调节。

第三,凹处回填。在路面碎石化完成后,不能对破碎后的 旧砼路面进行修整或平整,以免碎石化效果受到影响。在对路 面进行压实之前,对于超过5cm的凹处需进行回填、压实,回填 材料一般采用密级配碎石料。

第四,清除外露钢筋及原有填缝料。在面层铺筑之前,应 当清理干净松散的填缝料,将暴露的钢筋切割、移除。必要时 还可使用级配碎石粒料进行填充。 第五,破碎后的压实要求。利用压路机对破碎后的路面进行压实,碾压遍数1~2遍,碾压速度控制在5km/h以内,并确保 匀速行驶。 第六,乳化沥青透层。道路的透层选择慢裂乳化沥青,用量约为2.5kg/㎡,以此提高松散粒料的结合力。同时还要将一定 量的石屑撒布在乳化沥青透层表面,采用光轮静压进行碾压。

3 结语
作为市政工程的重要组成部分,市政道路与人们的日常生
活联系密切。过去受自然因素、技术条件等限制,混凝土路面 在使用过程中开始出现质量问题,因此需对其进行改造和修复。 在市政道路改造工程中,反射裂缝属于质量通病,而碎石化技 术能够有效解决这一问题。旧砼路面碎石化技术不仅施工周期 短、工艺流程简单、造价低廉,而且可以充分利用原有材料, 实现环保节能,值得在市政道路改造工程中推广应用。