水泥混凝土路面碎石化技术应用

水泥混凝土路面碎石化技术的应用研究摘要：旧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。最早应用于美国，2002年技术开趋成熟，并逐步进入国内，通过采用水泥混凝土碎石化技术，可以有效的减少水泥混凝土反射裂缝，节约工程造价，噪音低，震动小，对居民影响不大，不必封闭交通的，对行车影响小，节约资源，环保的众多优点，是我们今后“白改黑”推广和运用的有效技术。本文将对碎石化技术及其在我国水泥混凝土路面改造修复中的应用进行详

细论述。

关键词：水泥混凝土路面碎石化技术应用研究

近年来，随着交通量的增加，特别是重载车辆的增多，混凝土路面断板、破碎、错台、唧浆现象十分严重，严重影响了道路地通行能力。水泥混凝土路面的破损不仅给公路管理与养护部门带来了巨大的负担，给国家造成了巨大的经济损失，而且严重影响了公路交通运输的正常经营，造成不良的社会影响，增加交通事故发生的隐患。与沥青路面相比，水泥混凝土路面修复相对困难，我国各地对严重破损的水泥混凝土路面进行了大量的修复工作，很多老的水泥混凝土路面已经、正在或即将被改建成沥青或水泥混凝土路面。由于加铺沥青混凝土造价较低、施工方便，对交通影响小，同时可以有效的改善原水泥混凝土路面的行车条件，所以国内外经常采用这种所谓的“白改黑”改造方式。

一、碎石化技术简介

1.1 碎石化技术施工工艺

碎石化技术是对旧水泥混凝土路面大修和改建的重要手段，其采用专用的混凝土破碎设备把旧水泥混凝土路面板破碎成小的碎

石块，再用压路机将破碎后的路面板碾压成上细下粗的碎石结构层，然后再加铺沥青面层，从而阻止或延缓沥青罩面层反射裂缝的发生与发展。其施工工艺流程如下图所示：

1.2 技术优势

碎石化技术是目前解决反射裂缝问题的最有效的方法。其他处理方法虽然也能减轻反射裂缝，但不能彻底地解决反射裂缝问题；破碎的水泥混凝土路面可以原位利用，没有弃方，减少了白色污染的同时也节省了砂石材料，有明显的社会经济效益；破碎并压实的混凝土路面是由破碎混凝土块组成的紧密结合，内部嵌挤、高密度的材料层可以为hma罩面提供很高的结构强度；施工迅速不需要完全封闭交通；不必把破损的水泥面板打碎运走，节约了路基材料及运输成本，加快了施工进度，大大降低了工程费用。同时也解决了丢弃水泥碎块垃圾的环保问题；施工时扰民少，冲击振动和噪音小；工程受气候影响较小，雨天仍可施工。

1.3 碎石化技术的适用及忌用条件

功能性罩面上出现大量反射裂缝；大量错台、翻浆和角隅破坏；超过25%的板开裂，超过20%的路面已经修补或需要修补，超过10%的路面需要开挖修补；出现严重冻胀开裂或碱集料反映；继续换板

翻修的造价偏高，所获得的技术性能偏低，翻修性价比明显不合理；

路基材料损坏太厉害，不能承受破碎路面的负荷地区不宜采用；地下水位较高，路基积水的路面，以及路基含有较湿的粘土和混入泥砂的粘土地区不宜采用。另外还要与其他修复方案进行技术经济评价或寿命,周期费用分析后采用。

二、碎石化技术的分类

2.1 多锤头碎石化技术

多锤头碎石化技术起源于美国，该技术是将水泥混凝土路面的面板通过专用设备一次性破碎为碎块柔性结构，这种结构不仅具有一定承载力，而且具有防止或限制反射裂缝发生、发展的作用。多锤头碎石化技术的工作机理是通过多锤头破碎机携带的重锤的下

落对水泥混凝土板块产生瞬时、点状的冲击作用，达到破碎的目的。多锤头碎石化技术的主要优势是：通过破碎将旧水泥混凝土路面结构强度降低到一定程度，防止反射裂缝的发生，同时能够实现两者较好的平衡。旧路面进行多锤头碎石化后具有以下特点：①原水泥混凝土板块在平面上强度分布均匀；②能保留原水泥混凝土路面的一定强度；③可以消除原水泥混凝土路面病害；④碎石化后的粒径合理，不会产生应力集中现象。因此，利用多锤头破碎机对水泥混凝土路面进行碎石化后，可以作为新路面结构的基层直接加铺沥青路面面层。

2.2 共振破碎技术

共振破碎法是通过将板块破碎后作为基层从而达到彻底消除反

射裂缝目的的独特改建措施．原有板块破碎后，整个加铺路面结构承载能力显著降低，虽然各碎块间仍存在一定的嵌锁效应，但该层的力学特性仍更接近于柔性基层，其抗变形能力是一般高品质的密级配级配碎石的1．5～3倍．共振破碎机械将水压能量通过一根方形钢梁(宽为46～66 cm)传递给锤头，在偏心轴力的驱动下产生42～46 hz频率的振动谐波，振幅为1～2 cm，其振动能量(振动力8．89 kn左右，破碎应力52 mpa左右)传递到水泥混凝土板，引起板的共振并迅速破碎开裂．

三、水泥混凝土路面碎石化技术应用的关键问题

3.1 正确评估土基和基层的特性

mhb强有力的重锤冲击和rm的低频高幅振动都会对路基或基层产生破坏并引起变化，最终路基承担路面传递的荷载，因此路基和基层的强度和稳定性至关重要。碎石化的一个主要不足是在施工前难以预测路基的状况。由于混凝土板的支撑作用掩盖了路基的真实强度，混凝土板顶面的测试不能保证路基特性的正确性。最好通过取样测试的方式来确定路基和基层的含水量及强度，或调查旧水泥路面性能恶化的原因，如是由较差的路基引起，则碎石化后也会引起病害问题。国外一般要求土基层的cbr值大于7。

3.2 排水设施的设置及施工过程中的防水、排水

在进行破碎前在碎石化边设置临时排水，使破碎后的旧路面层、基层和路基处于较好的排水状态，为加铺层提供足够的支撑强度。并在破碎完的路面加铺新路面结构的下基层。要求后续摊铺工序在

碎石化完成后尽快开始，如果不能及时摊铺，则应采取加盖花雨布的临时防水措施，以减少雨水侵入。

3.3 破碎质量的监控

因为粒径与破碎层的强度特性直接相关，所以控制破碎粒径是施工工艺中的重要环节。在正式进行大面积施工前，安排试验路段进行试破碎，详细了解破碎后的粒径破碎情况、强度及均匀性，找出能够破碎要求的mhb 设备控制参数，指导全路段施工。进行大面积施工时，应密切关注砼板表面破碎状况。当某一施工路段表面粒径发生显著变化时，应通过开挖试坑的方法核查板体内部粒径分布情况，如不满足要求，应及时调整mhb 设备控制参数，直至满足要求。

3.4 施工前后对基层、路基软弱部位的处治

对于施工路段存在的基层、路基不稳定的情况，对该处采取级配换填等处治措施后在进行碎石化施工。这样可以提高路面基层稳定性，消除新加铺结构的安全隐患，为改造后路面长期使用性能提供保证。

四、结束语

碎石化技术是目前解决路面改造后出现反射裂缝问题的最有效方法。破碎后并经压实的混凝土路面，形成内部嵌挤、紧密结合、高密度的材料层。从而为沥青罩面提供更高结构强度的基层或底基层。该技术施工简便，改造周期短，综合造价低。就地再生，环保无污染，可将破碎后的路面直接作为基层或底基层，再加铺新的面