水泥路面破碎及再生在基层施工中的应用
2013-06-24 来源：中国道桥网
在水泥混凝土路面使用期末，病害严重阶段，采用其他养护措施已不能保证路面正常使用性能时，必须对原路面进行处理。其中破碎处理后原位利用是较好的处理方案。破碎后可能的处理方式有两种：一是从原位移除；二是原位利用。移除的成本很高，而且往往造成对环境的不利影响。从原位移除的破碎后水泥混凝土板块尺寸大小不一，不宜作为新路面结构的基层或底基层。原位利用可解决以上问题，一方面降低成本，另一方武也不会对环境造成不良影响，是进行水泥混凝土路面改造的最佳手段。碎化原水泥混凝土路面，会降低水泥混凝土路面既有的平均强度，使加铺成为必然的后期工作。在破碎后结构层上进行加铺，可有效消除差异沉降、防止反射裂缝的发生。
1、工程概况
近年来公路建设发展迅猛，为满足交通量不断增长对道路通行能力的要求，需要对部分旧水泥混凝土路面公路进行改造。邯郸市309国道邯郸～武安段原路结构为：28cm水泥混凝土；20cm二灰稳定碎石。目前本段路基情况良好，但是路面结构已经出现了不同程度的破损。路面主要有面板断裂、面板沉陷、接缝破裂、龟裂、错台、局部坑槽等病害，严重影响行车舒适性与安全性。因此，在对旧水泥混凝土路面综合改造中，对原旧水泥混凝土路面进行破碎做路面基层，需要调坡路段用水泥稳定碎石作调坡层；下面层为7 cm厚粗粒式改性沥青混凝土AC一25；上面层为5 cm中粒式改性沥青混凝土AC一16。如此改造，对提高公路改建工程施工质量，增强公路使用性能，降低工程建设投资及后期维修养护费用，带动当地经济的发展都具有重要的现实意义。
2、施工工艺
2．1 水泥混凝土路面破碎再生利用施工工艺
本路段改造采用交通运输部公路科学研究所推广的水泥混凝土路面破碎及再生利用新工艺：即采用锤式破碎法将水泥混凝土面板打碎或打裂，采用压路机压稳，使之形成平整稳固的基层结构。应该注意的是，必须避免将碎石化后的颗粒压入土基。这样，碎石化层便形成了坚硬的粒料基层。进行碎石化的根本目的在于消除反射裂缝产生的可能性。然后洒铺透层油，铺筑沥青混凝土。
美国的国家规范既允许使用多头破碎机，也允许使用共振破碎机，可根据具体情况选用。本路段采用多锤头碎石化技术。在大面积施工前选择具有代表性的试验段，其长度为200m。在试验段破碎过程中，安排不同落锤高度、频率和行车速度的不同区间完成设备调试，确定适合该路段的施工参数（如落锤高度、刀具等），以指导后续工程正常施工。多锤头破碎机将旧水泥混凝土路面破碎后，经过Z型压路机碾压1～3遍，再采用钢轮振动压路机碾压1～3遍后，喷洒乳化沥青。乳化沥青用量为2．5 kg／m2左右。然后在不同区间内分别进行路面承载板回弹模量试验和破碎检测，经过碎石化处理后旧路面顶面当量回弹模量应大于等于300MPa且小于等于600MPa。进行充分碾压后，要求水泥混凝土破碎率达到75%，表面层碎块最大尺寸不超过7．5cm，中间层不超过22．5cm，底部不超过37．5 cm。以上检验应在碾压稳定后通过刨坑过筛或卡尺检测。测试的试验段测点数目至少取9个。试验段安排过程中应包含开始破碎的前10m和结束破碎前5m，旧路的质量检测不宜安排在试验区域进行。
多锤头碎石化技术的工艺流程为：
（1）采用多锤头破碎机把旧水泥混凝土路面破碎1遍；
（2）采用Z型压路机（不小于8 t）将破碎后路面振动压实或静压1～3遍；
（3）用钢轮压路机振动压实或静压1～3遍；
（4）灌人改性乳化沥青，用量为2．5 kg/m2左右；
（5）撒布一层石屑，用钢轮压路机（不小于8 t）碾压1～3遍；
（6）进行基层或面层加铺施工。在施工中应注意的事项。
（1）多锤头破碎前，应先清除沥青材料、填缝料等杂物，挖除严重破碎板块后回填碎石。
（2）应尽可能封闭交通施工，全部路面结构层完成后再开放交通。对于重交通路段，迫不得已需开放交通时，路面破碎及封油后可临时开放交通；但应尽快铺筑加铺层，尽量缩短直接在碎石化层上行车的时间。
（3）施工过程中的质量控制，主要是控制好破碎粒径、碾压顺序及碾压遍数。机械操作人员应与质量控制人员合作，不定期检测路面破碎情况，以确保破碎质量。
在水泥混凝土路面破碎压实后洒透层油，用于面层与基层之间。宜采用沥青洒布车洒布改性乳化沥青，用量为2．5 kg/m2左右。
2．2水泥稳定碎石调坡层施工
水泥稳定碎石调坡层，采用集中厂拌人工摊铺，碾压时严格按路面基层施工规范规定的碾压方法进行施工。
水泥稳定碎石施工必须符合《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034--2000）的规定。压实度采用重型击实标准，基层应达到98%。
水泥稳定碎石基层表面浮灰一定要清扫干净，并使基层顶面的集料颗粒部分外露。基层表面清扫、冲洗干净且晒干后才可施工透层油及下封层。
2．3加铺沥青混凝土面层的施工
沥青混凝土面层采用集中厂拌，摊铺机摊铺，分两层进行施工。在铺筑下面层的粗粒式改性沥青混凝土以前应清洁表面。对于沥青混凝土面层，各层如果施工时间间隔较长，下层受到污染，摊铺上一层前应清洁下层表面后浇洒黏层沥青后再施工。对于桥梁、明涵上的水泥混凝土，应凿毛并清洁后浇洒黏层沥青，再铺筑沥青混凝土桥面铺装层。铺设桥面铺装必须确保混凝土完全干燥，严禁在潮湿条件下铺设防水黏结层及摊铺沥青混合料，防止产生鼓包。为保证路面压实质量与减小空隙率，以马歇尔试验密度为标准密度，上面层压实度应达到98%，下面层压实度应达到97%。混合料的摊铺、碾压要一气呵成，尽可能在高温下进行，所有施工工序必须在混合料温度下降至100℃以下前全部结束。
2．4施工质量控制
（1）严格进行现场路用材料及混合料的各项试验工作，保证各项技术指标符合要求。施工过程中应及时开展相应的检测工作，检测方法、项目及要求应满足《公路路基路面现场测试规程》（JTJ 059—95）、《公路工程质量检验评定标准》（JTJ 071—94）以及相关技术规范中的规定。每道工序须检测合格后，方可进行下一道工序。
（2）沥青混凝土路面施工应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40一2004）要求。
（3）基层施工应严格按照《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034—2000）的要求进行。
（4）施工前应对路面各结构层材料的质量、级配、配合比及强度等进行试验，以指导施工。
（5）严格按规范做好各路面结构层养生与交通管制工作。养生期长短以各结构层达到设计强度的时间确定。
（6）路面大面积铺筑前必须进行试铺，通过试验确定材料组成和施工工艺。经检验合格后再大面积施工。
3、结语
以上是针对邯郸市公路建设特点，通过对当地309国道水泥混凝土路面使用状况的调查分析，并通过多种试验路段进行论证，对水泥混凝土路面损坏进行系统的研究。在此基础上，提出适合当地水泥混凝土路面改造的施工方案，并在309国道进行了施工验证，收到了良好效果。这对于提高邯郸市乃至全国水泥混凝土路面改造技术施工水平，节省工程费用，提高公路改建工程施工质量，增强公路使用性能和工程实用价值，降低工程建设投资及后期维修养护费用，带动当地经济的发展都具有重要的现实意义。
