水泥路面破碎及再生在基層施工中的應用
2013-06-24 來源：中國道橋網(wǎng)
在水泥混凝土路面使用期末，病害嚴重階段，采用其他養(yǎng)護措施已不能保證路面正常使用性能時，必須對原路面進行處理。其中破碎處理后原位利用是較好的處理方案。破碎后可能的處理方式有兩種：一是從原位移除；二是原位利用。移除的成本很高，而且往往造成對環(huán)境的不利影響。從原位移除的破碎后水泥混凝土板塊尺寸大小不一，不宜作為新路面結構的基層或底基層。原位利用可解決以上問題，一方面降低成本，另一方武也不會對環(huán)境造成不良影響，是進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，會降低水泥混凝土路面既有的平均強度，使加鋪成為必然的后期工作。在破碎后結構層上進行加鋪，可有效消除差異沉降、防止反射裂縫的發(fā)生。
1、工程概況
近年來公路建設發(fā)展迅猛，為滿足交通量不斷增長對道路通行能力的要求，需要對部分舊水泥混凝土路面公路進行改造。邯鄲市309國道邯鄲～武安段原路結構為：28cm水泥混凝土；20cm二灰穩(wěn)定碎石。目前本段路基情況良好，但是路面結構已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的破損。路面主要有面板斷裂、面板沉陷、接縫破裂、龜裂、錯臺、局部坑槽等病害，嚴重影響行車舒適性與安全性。因此，在對舊水泥混凝土路面綜合改造中，對原舊水泥混凝土路面進行破碎做路面基層，需要調坡路段用水泥穩(wěn)定碎石作調坡層；下面層為7 cm厚粗粒式改性瀝青混凝土AC一25；上面層為5 cm中粒式改性瀝青混凝土AC一16。如此改造，對提高公路改建工程施工質量，增強公路使用性能，降低工程建設投資及后期維修養(yǎng)護費用，帶動當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展都具有重要的現(xiàn)實意義。
2、施工工藝
2．1 水泥混凝土路面破碎再生利用施工工藝
本路段改造采用交通運輸部公路科學研究所推廣的水泥混凝土路面破碎及再生利用新工藝：即采用錘式破碎法將水泥混凝土面板打碎或打裂，采用壓路機壓穩(wěn)，使之形成平整穩(wěn)固的基層結構。應該注意的是，必須避免將碎石化后的顆粒壓入土基。這樣，碎石化層便形成了堅硬的粒料基層。進行碎石化的根本目的在于消除反射裂縫產(chǎn)生的可能性。然后灑鋪透層油，鋪筑瀝青混凝土。
美國的國家規(guī)范既允許使用多頭破碎機，也允許使用共振破碎機，可根據(jù)具體情況選用。本路段采用多錘頭碎石化技術。在大面積施工前選擇具有代表性的試驗段，其長度為200m。在試驗段破碎過程中，安排不同落錘高度、頻率和行車速度的不同區(qū)間完成設備調試，確定適合該路段的施工參數(shù)（如落錘高度、刀具等），以指導后續(xù)工程正常施工。多錘頭破碎機將舊水泥混凝土路面破碎后，經(jīng)過Z型壓路機碾壓1～3遍，再采用鋼輪振動壓路機碾壓1～3遍后，噴灑乳化瀝青。乳化瀝青用量為2．5 kg／m2左右。然后在不同區(qū)間內(nèi)分別進行路面承載板回彈模量試驗和破碎檢測，經(jīng)過碎石化處理后舊路面頂面當量回彈模量應大于等于300MPa且小于等于600MPa。進行充分碾壓后，要求水泥混凝土破碎率達到75%，表面層碎塊最大尺寸不超過7．5cm，中間層不超過22．5cm，底部不超過37．5 cm。以上檢驗應在碾壓穩(wěn)定后通過刨坑過篩或卡尺檢測。測試的試驗段測點數(shù)目至少取9個。試驗段安排過程中應包含開始破碎的前10m和結束破碎前5m，舊路的質量檢測不宜安排在試驗區(qū)域進行。
多錘頭碎石化技術的工藝流程為：
（1）采用多錘頭破碎機把舊水泥混凝土路面破碎1遍；
?。?）采用Z型壓路機（不小于8 t）將破碎后路面振動壓實或靜壓1～3遍；
?。?）用鋼輪壓路機振動壓實或靜壓1～3遍；
?。?）灌人改性乳化瀝青，用量為2．5 kg/m2左右；
?。?）撒布一層石屑，用鋼輪壓路機（不小于8 t）碾壓1～3遍；
?。?）進行基層或面層加鋪施工。在施工中應注意的事項。
?。?）多錘頭破碎前，應先清除瀝青材料、填縫料等雜物，挖除嚴重破碎板塊后回填碎石。
?。?）應盡可能封閉交通施工，全部路面結構層完成后再開放交通。對于重交通路段，迫不得已需開放交通時，路面破碎及封油后可臨時開放交通；但應盡快鋪筑加鋪層，盡量縮短直接在碎石化層上行車的時間。
?。?）施工過程中的質量控制，主要是控制好破碎粒徑、碾壓順序及碾壓遍數(shù)。機械操作人員應與質量控制人員合作，不定期檢測路面破碎情況，以確保破碎質量。
在水泥混凝土路面破碎壓實后灑透層油，用于面層與基層之間。宜采用瀝青灑布車灑布改性乳化瀝青，用量為2．5 kg/m2左右。
2．2水泥穩(wěn)定碎石調坡層施工
水泥穩(wěn)定碎石調坡層，采用集中廠拌人工攤鋪，碾壓時嚴格按路面基層施工規(guī)范規(guī)定的碾壓方法進行施工。
水泥穩(wěn)定碎石施工必須符合《公路路面基層施工技術規(guī)范》（JTJ 034--2000）的規(guī)定。壓實度采用重型擊實標準，基層應達到98%。
水泥穩(wěn)定碎石基層表面浮灰一定要清掃干凈，并使基層頂面的集料顆粒部分外露?；鶎颖砻媲鍜摺_洗干凈且曬干后才可施工透層油及下封層。
2．3加鋪瀝青混凝土面層的施工
瀝青混凝土面層采用集中廠拌，攤鋪機攤鋪，分兩層進行施工。在鋪筑下面層的粗粒式改性瀝青混凝土以前應清潔表面。對于瀝青混凝土面層，各層如果施工時間間隔較長，下層受到污染，攤鋪上一層前應清潔下層表面后澆灑黏層瀝青后再施工。對于橋梁、明涵上的水泥混凝土，應鑿毛并清潔后澆灑黏層瀝青，再鋪筑瀝青混凝土橋面鋪裝層。鋪設橋面鋪裝必須確保混凝土完全干燥，嚴禁在潮濕條件下鋪設防水黏結層及攤鋪瀝青混合料，防止產(chǎn)生鼓包。為保證路面壓實質量與減小空隙率，以馬歇爾試驗密度為標準密度，上面層壓實度應達到98%，下面層壓實度應達到97%?；旌狭系臄備?、碾壓要一氣呵成，盡可能在高溫下進行，所有施工工序必須在混合料溫度下降至100℃以下前全部結束。
2．4施工質量控制
（1）嚴格進行現(xiàn)場路用材料及混合料的各項試驗工作，保證各項技術指標符合要求。施工過程中應及時開展相應的檢測工作，檢測方法、項目及要求應滿足《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTJ 059—95）、《公路工程質量檢驗評定標準》（JTJ 071—94）以及相關技術規(guī)范中的規(guī)定。每道工序須檢測合格后，方可進行下一道工序。
?。?）瀝青混凝土路面施工應符合《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》（JTG F40一2004）要求。
?。?）基層施工應嚴格按照《公路路面基層施工技術規(guī)范》（JTJ 034—2000）的要求進行。
（4）施工前應對路面各結構層材料的質量、級配、配合比及強度等進行試驗，以指導施工。
?。?）嚴格按規(guī)范做好各路面結構層養(yǎng)生與交通管制工作。養(yǎng)生期長短以各結構層達到設計強度的時間確定。
（6）路面大面積鋪筑前必須進行試鋪，通過試驗確定材料組成和施工工藝。經(jīng)檢驗合格后再大面積施工。
3、結語
以上是針對邯鄲市公路建設特點，通過對當?shù)?09國道水泥混凝土路面使用狀況的調查分析，并通過多種試驗路段進行論證，對水泥混凝土路面損壞進行系統(tǒng)的研究。在此基礎上，提出適合當?shù)厮嗷炷谅访娓脑斓氖┕し桨?，并?09國道進行了施工驗證，收到了良好效果。這對于提高邯鄲市乃至全國水泥混凝土路面改造技術施工水平，節(jié)省工程費用，提高公路改建工程施工質量，增強公路使用性能和工程實用價值，降低工程建設投資及后期維修養(yǎng)護費用，帶動當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展都具有重要的現(xiàn)實意義。
