路面底基层多锤头碎石化标准化施工

摘 要：为解决混凝土路面大面积破坏问题，结合某改造维修路段实际情况，对其混凝土路面维修过程中多锤头碎石化处理标准化施工技术进行分析，提出标准化施工中需要注意的各项要点。工程结果表明，该路段底基层多锤头碎石化标准化施工质量合格，所用标准化施工技术合理可行。

关键词：混凝土路面;底基层;多锤头碎石化;

作者简介：杨凯（1985—），男，工程师，从事路桥施工相关工作。;

碎石化是指对原路面已经大面积损坏、失去基本承载力，且局部处理已经无法恢复原有使用功能，或无法达到预期强度要求时，对混凝土路面板块进行的最终处理。该方法需借助专门机械设备，先对破坏情况较为严重的基层实施处治，使旧板块通过破碎形成粒径相对较小的颗粒，然后通过碾压形成基层或底基层结构，最后加铺新面层。

某改造维修路段总长约23km，其路面包含混凝土路面与沥青路面，宽6.5m，路基宽度为7.5m。其中，K0 000—K9 280段总长约9.28km，其路面为沥青路面，当前状况尚好，仅需对沿线范围内损坏的配套设施进行必要的修复或更换。K9 280—K13 635段总长约4.36km，其路面为混凝土路面，当前状况尚好，仅需对沿线范围内损坏的配套设施进行必要的修复或更换。K13 635—K14 370段总长约0.74km，其路面之前为混凝土路面，后改造成沥青路面，当前状况尚好，仅需对沿线范围内损坏的配套设施进行必要的修复或更换。K14 370—K23 541.919段总长约8.62km，其中，K17 852—K17 949.75与K22 040—K22 500两段路面为沥青路面，总长约0.56km，当前状况尚好，在本次施工中可全部利用；K21 600—K22 040和K22 500—K23 541.919两段总长约1.48km，路面为混凝土路面，当前状况尚好，仅需对破损的部分进行修复或更换；其他路段的路面均为混凝土路面。

由于该段是当地交通的主要出口，重车数量较多，所以混凝土路面产生了多处病害，如沉陷、断板及破碎等，对车辆正常通行造成影响，并且有很多安全隐患，需重点改造。经调查，原路面结构层次从上到下依次为：水泥混凝土面层，层厚23cm，强度等级为C30；水稳碎石基层，层厚25cm；级配砂砾底基层，层厚25cm。根据路段实际情况，设计决定采用多锤头碎石化技术进行路面处治，现围绕该项目实际情况，对其底基层的多锤头碎石化处理的标准化施工做如下分析。

本次施工所用多锤头破碎机主要包含以下两部分：其一，动力装置与液压系统；其二，破碎系统，包括6对重量为600kg的锤头和1对重量为850kg的边锤。液压泵由柴油发动机驱动，为液压缸提供所需压力油。在液压缸持续运动作用下，锤头对板块进行交替冲击，使板块破碎。所有锤头的实际提升高度均可实现单独调节，但无法超过1.3m。该破碎机有效作业宽度为4m/次，正常情况下的工作速度为62.5m/h，单位时间产量可以达到250m2/h，完全可以满足实际施工要求。

本次施工所用压路机类型为Z型振动压路机与振动钢轮压路机。

为便于洒水防尘和满足养护所需，本次施工还配备了洒水车。

(1）在碎石化施工正式开始前，应先将待处理板块表面的罩面层及其他修补材料全部移除，以免对碎石化施工质量与效果造成影响[1]。

(2）要想达到理想的处理效果，做好排水极为重要。在碎石化施工中，需设置边沟来使排水保持通畅，若未能按照要求设置边沟，则需将路肩开挖到与基层相同的高度，确保积水可以从这一区域中顺利排水。另外，当有以下情况时，还需进行排水盲沟的设置：①路段分布在凹形竖曲线上；②板块存在严重的唧泥；③在平曲线超高段相对较低的一端；④区域存在排水方面的问题[2]。

(3）开工前，根据结构资料做好各项标记，避免现有构造物由于施工发生损坏。对于埋深超过1m的构造物，相对不容易由于碎石化施工而损坏，可正常进行破碎；对于埋深处于0.5～1.0m的构造物，碎石化施工可能对其造成影响，施工时需适当降低锤头高度，采用轻度打裂的方法施工；对于埋深在0.5m以内的构造物，一般不允许进行破碎，将结构物两端以外3m之内的部分作为避让区域。对于与路肩之间的距离超过10m的既有建筑，相对不容易由于碎石化施工而损坏，可正常进行破碎；对于与路肩之间的距离在5～10m的既有建筑，在施工中应适当减小锤头高度，采用轻度打裂的方法施工；对于与路肩之间的距离在5m之内的既有建筑，一般不允许进行破碎。施工范围内存在的所有构造物及既有建筑，都要在施工前于指定位置做好明显的标记，以免施工时发生安全事故。

(4）选择代表性路段进行高程点布设，用于施工时对高程及其发生的变化进行实时监测，为之后的罩面层施工提供指导。

(5）施工前做好路段封闭，禁止所有外部车辆及行人进入，并安排专人做好交通疏导，以免造成严重的交通堵塞。

通过试验段施工可确定并调整设备参数，确保粒径及强度都能达到要求。本次选择K21 300—K21 480段为试验段，按照以往经验，将落锤高度控制在1.1～1.2m范围内，将落锤之间的距离确定为10cm，在路面破碎时对破碎参数做逐级调节，并观察实际破碎效果。在破碎效果达到预期，即呈鳞片状后，对此时的各项破碎参数进行记录，将其作为正式施工的参数[3]。为了使经破碎处理后的路面尺寸达到要求，还需在试验段内开挖试坑，此时要注意不可在接缝处开挖试坑。试坑需开挖到基层，用于明确碎石化施工后颗粒能否处于要求的粒径范围。若未能达到要求，则需要对设备参数做必要的调节，同时增设试验段，对上一过程进行循环，直到满足要求。另外，即便在正式施工中也要对破碎参数进行小幅调节，若必须进行大幅调节，则要提前经过监理人员的允许。

通常先对两侧车道进行破碎，然后对中部车道进行破碎。对路肩进行破碎的过程中，需适当减小外侧锤头实际高度，并减小落锤之间的距离，以此在保证破碎效果的基础上，防止过度破碎。相邻两幅破碎需要有10cm宽的搭接，以免遗漏。在机械运行时，要对其各项参数进行灵活的调节，包括速度、高度与频率，以保证破碎的均匀性。设备初始参数可按照以下标准设置：当原路面下卧层强度较低时，对于采用32.5级水泥的路段，下落高度按1m控制，锤迹间隔距离按8～12cm控制；对于采用42.5级水泥的路段，下落高度按1m控制，锤迹间隔距离按6～10cm控制。当原路面下卧层强度一般时，对于采用32.5级水泥的路段，下落高度按1.1m控制，锤迹间隔距离按8～12cm控制；对于采用42.5级水泥的路段，下落高度按1.1m控制，锤迹间隔距离按6～10cm控制。当原路面下卧层强度较高时，对于采用32.5级水泥的路段，下落高度按1.2m控制，锤迹间隔距离按8～12cm控制，对于采用42.5级水泥的路段，下落高度按1.2m控制，锤迹间隔距离按6～10cm控制[4]。

在部分特殊路段，如采用混凝土基础等，需通过打裂使路面达到预裂，为达到理想的碎石化效果创造良好条件。完成预裂后，需根据实际情况再次开展试验段施工，用于确定新的施工参数，指导现场施工。

碎石化处理完成后，对于小于10cm的凹处，可在压实前使用密级配碎石直接回填，而对于超过10cm的凹处，需使用沥青混合料将其找平，以免影响之后面层施工的平整度。

在铺筑新面层材料之前，需对原有的填缝料与切割剩余的钢筋进行处理，若有必要，可使用级配碎石粒料进行回填。

压实的作用在于对破碎后路面结构进行进一步的破碎，使下层块料保持稳固，进而为新面层的施工提供一个密实且平整的基础。压实由Z型振动压路机与钢轮振动压路机进行，碾压遍数一般为1～2遍，速度一般不得超出5km/h。对于路面强度相对较高与较低的情况，应防止过压，否则颗粒粒径将过小，或使碎石化层进入到基层当中。

施工完成后按表1要求进行质量检验。

表1 质量检验指标 下载原图

质量控制应贯穿整个施工过程，其过程、方法及要点如下。

(1）选取代表性及整体性均良好的段落进行试验性施工，要求其长度达到100m以上，然后在选择的区段中以2cm为一个等级设置不同子区段，每个子区段的长度应达到50m以上，并在相邻两个子区段之间做好分界。

(2）按照预设设备控制参数确定设备的各项控制参数，同时结合实际的破碎效果做必要的调整[5]。

(3）在试验性施工完成后，检测各子段落的石料粒径，以此对设备控制参数是否合理进行验证。

(4）通过回弹弯沉测试确定能否达到变异性要求，建议选择回弹模量指标，随机确定测点位置，但测点数量要达到9个以上。若变异性无法满足要求，应延长试验段，同时通过增加落锤的高度或适当减小锤迹之间的距离来调整，在保证破碎程度的基础上，降低变异性。

(5）在大面积施工时，每幅破碎长度达到1km以上时，需在粒径突变的部位进行挖坑抽检，以确定粒径能否达到要求，若未能满足要求，需进行小幅调整，此时并不需要对回弹模量进行检测，将试坑中颗粒的粒径与试验段是否存在差异作为主要判断依据。

(6）在下卧层强度有很大差异的段落需进行参数试验，通过对各项参数的小幅调整满足预期的破碎要求。

(7）将试坑开挖完成后，使用卷尺确认粒径，并辅以必要的目测。在确定试坑位置时，应保证随机性与代表性，可参考之前提出的推荐值进行确定。

(8）破碎施工开始前必须做好排水施工，比如在路肩处布置盲沟，以确保完成破碎施工后的路基、基层与面层均保持良好排水，进而为后续加铺层的施工提供良好支承。

(9）旧板块经破碎处理后可能被雨水侵袭，对此需在破碎结束后加强结构防水。同时要求之后的摊铺可以在碎石化结束后立即进行，若无法及时摊铺，应及时覆盖一层塑料膜，以免雨水侵袭，造成不必要的破坏。现场的各类临时排水设施要和工程永久排水设施良好配合，以达到良好的排水效果。

(10）由于粒径和破碎层自身强度特性之间有直接关系，所以在施工中应对破碎粒径予以严格控制。正式开始大面积施工之前，需先在试验段中开展试验性破碎，以初步掌握粒径实际分布状况，并评价分布的均匀性，最后通过综合考虑选定适宜的设备参数。

(11）在大面积施工中应时刻关注板块具体破碎情况，如果某个施工段落的粒径产生很大变化，则要采用开挖试坑的方式对板块中粒径实际分布情况进行核查，若未能达到要求，则立即对设备参数进行调整，到满足相应的要求为止[6]。

(12）路面破碎施工结束后根据设计要求及时检测，若检测结果未能达到要求，应立即通知现场监理人员及设计方和建设方的代表，由三方针对检测结果确定原因，并制定有效的处理措施，交付施工方严格执行。

综上所述，多锤头碎石化是混凝土路面常用的全面维修方法，适用于大面积破损的混凝土路面，可为新面层的摊铺在充分利用旧料的基础上提供可靠的基层。目前，该项目的多锤头碎石化施工已经顺利完成，且经检验确认各项指标均满足要求，说明以上标准化施工技术合理可行，值得大范围推广应用。

[1] 毛伟，龙泉名，张庆刚，等.水泥和水泥—磷渣粉稳定磷尾矿作路面底基层材料的对比研究[J].新世纪水泥导报，2021(1):69-73.

[2] 王婷宇.大厚度半刚性基层沥青路面结构合理的底基层厚度及技术指标研究[J].湖南交通科技，2020(1):9-13,109.

[3] 孙雅珍，吴昌宇，马作鑫，等.基于综合稳定碎石土底基层沥青路面结构疲劳寿命分析[J].公路工程，2020(1):37-43.

[4] 胡晋川，姚永春，夏雨澍，等.电石渣-粉煤灰在高等级公路路面底基层中的应用研究[J].交通世界，2020(Z1):22-23.

[5] 周庆华.多锤头碎石化施工最优参数组合研究[J].交通科学与工程，2016(2):30-34.

[6] 叶君，李阳，段石金.混凝土路面多锤头碎石化法强度机理与施工技术研究[J].四川水泥，2021(6):212-213.

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