摘 要：为验证旧水泥混凝土路面多锤头碎石化技术处治效果，文章以国道G238线龙川县珠塘至罗坳段K734 548～K741 269路面改造工程的水泥混凝土路面为例，针对路段所出现的断板、路面脱空等病害，拟采用多锤头碎石化处治措施进行处治。首先通过试验确定试验段碎石化施工参数，然后对破碎施工、压实及透层油洒布等在内的技术应用要点进行分析，以期为类似工程项目提供参考。
关键词：旧水泥路面;路面改造;碎石化技术;
作者简介：周宁（1990—）,男,研究生,工程师,研究方向：路桥设计。;
0 引言旧水泥混凝土路面碎石化技术主要通过多锤头破碎机破碎路面，实现旧路改建，从而达到改善道路质量的目的。这一技术可以预防反射裂缝，同时也可以对旧路建筑材料进行回收再利用，降低路面改造的费用。通过在碎石化表层洒布乳化沥青透层油能够减少水平滑移，使其渗透到松散骨料内部，继而增强骨料的联结强度，提高路面整体的稳定性。
1 工程概况1.1 工程背景和概况该项目为国道G238线龙川县珠塘至罗坳段路面改造工程。项目起点位于龙川县龙母镇珠塘坑，起点桩号为K734 548，途经樟岗下、三坟里、过横塘，终点止于罗坳村，终点桩号为K741 271，路线全长6.723 km。项目为平原微丘三级公路，水泥混凝土路面。该项目路面结构设计主要分为旧路面上的加铺结构层设计、加高段路面的新建路面结构层设计。
对旧水泥路面进行多锤头碎石化处理后作为基层，再加铺抗弯拉强度不小于5.0 MPa的水泥混凝土面层，同时用水泥混凝土进行调平。其优点是可利用破碎的旧板充当路面基层，避免了挖除大量旧板后无处弃置的弊端。路面结构：24 cm水泥混凝土面层 均厚h cm水泥混凝土调平层 乳化沥青封层 旧水泥混凝土路面多锤头碎石化处理作为基层。
1.2 路基路面现状随着当地经济的迅速发展，沿线交通量越来越大，该路段又经长期运营，已超出公路使用年限，导致路面出现了各种不同程度的病害，具体表现为局部路段的路基沉陷、土路肩坍塌、部分混凝土路面出现纵横向裂缝、断板及错台现象，较严重的出现混凝土破碎和坑槽现象，如图1所示。局部路段线形较差，且标志、标线大部分不清晰或已坏损，外侧无护栏阻挡设施，存在安全隐患，沿线个别横向排水涵洞堵塞等病害。
图1 路面破损图 下载原图
2 设备要求及基本性能要求在该工程进行多锤头碎石化施工时，使用多锤头破碎机（MHB）和Z型单钢轮振动压路机，需确保机械性能符合相关规范，各项指标详情请参考表1。
表1 多锤头破碎机主要性能参数表 下载原图
(1）为了保证道路的安全性，在对路面进行碎石化施工前，需将路面的全部修补材料清理干净。
(2）施工前应对排水系统进行检查、疏通或加固，在路面碎石化施工前14 d内，确保排水系统可以正常运行[1]。
(3）对出现严重病害的软弱路段进行修复处理。(1)清理路面上破碎的混凝土以及石块；(2)根据相关规范进行路面基层土方开挖，使其符合要求；(3)换填级配碎石，顶面高程与破碎混凝土板底相同[2];(4)为了确保回填料能够达到良好的压实效果，需对其进行分层填筑，并压实，确保宽度不能小于全车道宽，且不能小于1.2 m。
(4）在施工前，将道路两旁建筑物或管线做好标记，并进行一定保护。由于深度大于1 m的建筑物或管线距离路面较远，受施工影响较小，可以正常破碎；而对于深度为0.5～1 m的建筑物或管线可能会受到一定破坏，因此，在施工时需降低锤头高度，再对路面进行轻度打裂；对于深度小于0.5 m的建筑物或管线以及桥涵等，则不宜进行破碎，需避开构筑物外侧3 m的位置。如建筑物距离路肩大于10 m，在对路面进行碎石化时对其不会造成影响，可以正常破碎；如建筑物距离路肩5～10 m，在对路面进行碎石化时应降低锤头高度，以减少施工对建筑物的影响；如建筑物距离路肩小于5 m，则不宜对此段道路进行破碎[3]。
3.2 试验段及施工参数确定3.2.1 确定试验段综合考虑该工程路面情况，对K734 548～K741 269路段路面进行试验，试验段长度需大于50 m，宽大于3 m。根据以往同类工程的施工经验，落锤高度为1.1～1.2 m，落锤间距为10 cm，为达到理想的破碎化效果，需不断调整和改变破碎参数，当各项参数均满足施工要求后，记录此时采用的破碎参数。在试验区内开挖两个1～2 m的试坑，在选择试坑位置时，应避开有横向接缝或工作缝的位置。试坑开挖至基层，确保碎石化后的颗粒符合施工要求[4]。各项参数如表2所示。
若对混凝土路面进行碎石化后，其颗粒不能满足施工要求，需对设备参数进行调整，同时增加试验区，重复执行前面的步骤，直到满足规范要求，并记录MHB碎石化参数。在具体施工过程中，需根据现场施工情况不断调整参数，以确保质量达标，如需对参数做出较大调整时，应及时告知监理工程师。具体如表3所示。
表2 多锤头破碎机施工参数取值范围 下载原图
表3 碎石化施工质量标准及检测频率 下载原图
落锤高度和锤迹间距是决定破碎块粒径、破碎深度、破碎结构层强度的关键因素，也是确保多锤头破碎施工质量的重要手段。
通过使用碎石化技术，可以对旧水泥混凝土路面进行粉碎。破碎效果除了和机械冲击能的大小有关系外，还和混凝土面板厚度、强度及完好程度有关。由以往施工经验可知，落锤高度应取最大值1.35 m，锤距范围应在8～12 cm之间[5]。若锤距小于8 cm，将会减小路面破碎块尺寸，从而使得粉末混凝土的比例相应提高，降低破碎的质量；若锤距大于12 cm，则会导致碎块大小不能满足设计要求。破碎结束后，需仔细检验其质量是否符合要求，如有必要还应进行二次补充破碎。参数设计如图2所示。
3.3 破碎施工该工程中，在对旧水泥混凝土路面进行破碎施工时，需将75%的混凝土路面破碎成表面不大于7.5 cm、中间不超过22.5 cm、底部不超过37.5 cm的粒径。透层油的渗透有个时间过程，需确保其充分渗透，且深度超过3 mm。在进行破碎处理后，再将混凝土路面碎石进行铺放，在这一过程中按上小下大的顺序进行，施工过程中，为保证路面平整度，需对上面层进行压实，也方便后期的摊铺工作，同时，下面层大颗粒经过碾压达到密实效果，能有效提升其强度，为实现基层和上部沥青混凝土材料之间的良好结合，需在其之间洒布透层油，然后加铺一层沥青混合料。
为防止混合料摊铺后对排水系统产生不良影响，在开展破碎工作时，需由高向低进行。在此期间，严格遵守规范要求，不得对破碎后的路面进行二次修整，一旦发现有明显的塌陷，需重新填入密集配碎石料，并将其压实。大多情况下，旧水泥路面抗折强度的范围在9～10 MPa之间，在使用多锤头进行破碎作业时，如按常规参数进行操作，路面的破碎强度以及效果可能会出现不达标的情况。
3.4 压实及喷洒透层油采用Z型压路机和单钢轮压路机对破碎后的路面进行压实，压实遍数2～3遍，速度不得超过5 km/h，在此过程中，应充分考虑路面综合强度的问题，避免出现多度压实。通过对路面进行碾压，有效提升了其松散层的密实度，和下面层紧密结合在一起，并形成一个牢固的嵌挤结构，倘若这时继续开展路面破碎料修整工作，将会直接影响到下面层的稳定性，容易出现反射裂缝，从而缩短沥青罩面层的使用寿命。
图2 多锤头破碎机前后两排边锤设置（mm) 下载原图
采用就地碎石化技术，应在破碎后路面的表层铺设一层乳化沥青封层，在选择乳化沥青时，确保其固含量在50%～55%之间，其余指标应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2017）的要求。乳化沥青用量为3.5 kg/m2，集料粒径应在4.75～9.5 mm之间，含泥量需在3%以内[6]。为提高基层养生质量，需根据试验来确定透层油的养生时间，确保液体沥青中的稀释剂全部挥发，等乳化沥青分层后再撒一定量的石屑，并使用光轮压路机进行静压。
4 碎石化施工重点注意事项碎石化处理并不是单一技术的运用，而是需将多种技术结合起来，以达到更好的应用效果。
(1）事先规划和完善排水系统，在施工区域四周预先设置盲沟，确保雨水能够顺利排出，避免出现积水问题，从而影响施工质量和进度。
(2）根据设计要求选择合适的多锤头破碎机，在此过程中，应充分考虑锤头的重量，以方便各锤头能单独作业，却能随意调节其抬起的高度[7]。
(3）施工前，需先对试验段进行试验，使各项参数符合施工要求；现场施工时，应时刻关注混凝土路面的破碎情况，以确保工程的顺利进行。
(4）对现场进行详细勘察，如有软土地基，需对其进行换填处理，以改善地基现状，利于后期施工。
(5）为了更好地修复道路，需做好新旧路面的接缝工作。横向位置选在破碎板边距离原路面横缝5～10 cm处，纵向部位采用人工切缝的方式，切缝深度需到达旧路面底部，以避免对原始路面造成损害。
(6）混凝土中的钢筋、钢丝网和传力杆等材料可适当保留，但对于高于路面的部分应予以清除。
(7）在混凝土浇筑前，需将不密实的填充物清理干净，如果松散层不够密实，需对其进行填充。
5 结论结合国道G238线龙川县珠塘至罗坳段路面改造工程案例，探讨利用多锤头碎石化技术改造旧水泥路面的施工技术要点，并总结归纳了多锤头碎石化施工质量标准。通过上述研究，得出下面几点结论：
(1）在进行破碎化施工前，做好勘察工作，对于软弱地基，使用渗透性好的材料进行换填处理，有效增强路基的强度，并提高其承载能力。
(2）在进行正式施工前，需对具有代表性的试验路段进行测试，确保施工方案科学、可行，同时，对于落锤高度、间距等参数予以确定，通过试验路段的施工情况，不断优化现有的施工工艺，确保后续工程能够顺利进行。
(3）就地碎石化施工后，应严格按照现行质量检验标准，进行试坑的挖掘工作，以确保碎石化的施工效果，从而为后续的施工流程打下坚实的基础。
参考文献[1] 杨凯.碎石化技术修复旧水泥混凝土路面效果研究[J].交通世界,2022(14):111-114.
[2] 公路水泥混凝土路面施工技术细则:JTG/T F30-2014[S].北京：人民交通出版社,2014.
[3] 薛治平.多锤头碎石化在旧水泥混凝土路面改造中的有效应用[J].交通建设与管理,2020(6):134-135.
[4] 施晶.碎石化技术在水泥混凝土路面病害修复中的应用[J].中国公路,2020(6):106-107.
[5] 公路路面基层施工技术细则:JTJ 034-2015[S].北京：人民交通出版社,2015.
[6] 公路沥青路面施工技术规范:JTG F40-2017[S].北京：人民交通出版社,2017.
[7] 乔俊飞,高倩倩,张俊友.碎石化技术在旧水泥混凝土路面改造中的运用[J].工程抗震与加固改造,2020(5):174.
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