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水泥混凝土路面碎石化施工工艺

2012-10-27 08:52:23| 分类：市政工程 | 标签： |举报 |字号大中小订阅

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水泥混凝土路面碎石化施工工艺

本文分析了水泥混凝土改为沥青混
凝土施工过程中，把原有路面进
行碎石化处理的工艺，总结了实践经
验，取得了一定的效果。随着社会经济
发展，人们生存生活条件不断改善，对
衣食住行要求不断提高，尤其对出行的
舒适性要求越来越高，由于八九十年代
修建的水泥混凝土路面进入使用末期，
在这几年大部分需要改造成沥青混凝
土，在改造过程对水泥混凝土路面利用
与沥青混凝土面层抗裂成沥青混凝土面
层施工和设计需要解决课题。

水泥混凝土路层利用
旧水泥混凝土路面破碎处理技术
是对旧水泥混凝土路面大修或改造的重
要手段。旧水泥混凝土路面破碎处治技
术是将水泥混凝土路面通过专用设备一
次性破碎为碎块柔性结构，因破碎后其
颗粒粒径小，力学模式更趋向于级配碎
石，这种结构不仅具有一定承载力，而
且具有有效防止或限制反射裂缝发生、
发展的作用。在具体水泥混凝土破碎施
工中一般采用打裂压稳，打碎压稳和碎
石化。碎石化是破碎后颗粒粒径最小的
一种破碎方式，跟级配碎石比较接近更
有限制裂缝发展可能性，因此在水泥混
凝土路面改造过程一般愿意采用破碎方
式，在近年得到很大的发展和运用。
在98年106国道改造过程，采用打
裂压稳破碎水泥混凝土路面方式改造水
泥混凝土路面，经过近十年行车发现沥
青路面面层裂缝比较多，并且沥青面层
要经常维修来维持道路行车舒适性。这
样带来沥青面层维修费用增加，不利于
经济效益提高。随着国内外对水泥混凝
土路面改造技术研究和应用，特别碎石
化设备经济性和成套性提高，大型成套
设备运用，碎石化改造水泥混凝土路面
成为可能。
我市邢峰线在98年完成水泥混凝

土路面建成，由于该道路位于我市西部
丘陵运输石料车辆比较多，特别是在刚
建成时大量超载车辆使水泥混凝土路面
不堪承受，出现大量破块，严重影响车
辆行驶和增加养护部的成本。因此为了
做好水泥混凝土路面改造工程，对邢峰
线贺庄桥南左幅1km作为改造工程施工
前导段进行施工，采用两种破碎方式进
行破碎，即采用MHB（Multiple—Head
Breaker）类设备和共振式设备进行破
碎，共振式碎石化设备破碎程度较高，
破碎后颗粒粒径更小，同时对周围结构
物影响较大，板块强度损失程度也较
大，需要加铺的路面结构要求更高，因
而不够经济。
施工过程中，对通过两种方式破
碎后，进行承载能力测设，发现共振式
碎石化设备对原来下层结构承载能力有
破坏作用，使下层承载原来受力结构破
坏，并且在短期不能恢复其重塑结构，
从而影响整体承载能力，增加加铺基层
厚度和沥青面层厚度，不够经济。

水泥混凝土碎石化后的强度
形成机理
水泥混凝土路面碎石化后分为
表面细粒散层，碎石化层上部积碎石
化层下部三个层次，碎石化层表层约
2~5cm，碎石化层上部厚度约10cm，
碎石化下部厚度约10cm。因此在碎石
化过程中控制MHB类设备速度，达到
上述控制要求，否则影响强度形成。
碎石化层表层在压实过程中，颗
粒被压密，形成嵌挤薄层，通过洒布透
层油，具有较高的黏结力，并且具有一
定的强度和稳定性。
碎石化层上部强度来源，碎石化
层上部强度主要有：一是来源于内摩阻
角，粒径越大，则内摩擦角越大；二是
来源于预压应力，因旧水泥混凝土面板
破碎时，混凝土产生侧向体积膨胀，混

凝土颗粒径越小，膨胀趋势越大，产生
的预压应力越大，承载能力也越大。
碎石化层下部强度来源，碎石化
层下部是裂而不碎，契合良好，联锁咬
合的块体结构，具有良好的拱效应，能
将竖向压力变为水平推力，借以扩散荷
载。另外该结构静定且自稳，具有很好
的咬合嵌挤作用。由于碎石化下层是整
体的水泥混凝土板破碎成裂而不碎的一
层，并没有竖向贯穿裂纹，因此，该层
中邻近的混凝土块在形状上有较好的齿
合度，伴随着收敛位移的发生，呈交错
咬合状排列，该层处于联锁咬合状态，
形成所谓的"联锁咬合块体"结构，具
体表现为各种形式的咬合梁、拱结构。
在外力作用下邻近的混凝土块间产生的
咬合嵌挤作用，比普通嵌锁作用更大，
提供的强度更高，具有更好的结构稳定
特性。

碎石化技术的主要特点
MHB碎石化再生技术的主要优势
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MHB碎石化后应具有
以下特点：
碎石化能使原水泥混凝土板块在
平面上强度分布均匀。
碎石化后仍能保留原水泥混凝土
路面的一定强度。
碎石化可以消除原水泥混凝土路
面病害，特别对原水泥混凝土路面结泥
造成空隙病害。
碎石化后的粒径合理，不会产生
应力集中现象。

水泥混凝土路面碎石化施工
工艺和质量控制方法
MHB设备的一般施工工艺
使用MHB设备进行路面碎石化处

水泥混凝土路面碎石化施工工艺

文/石素燕

2012 年第 7 期《交通世界》 177 (4月上) 《交通世界》

理并加铺沥青路面结的一般工艺流程为
移除现有的罩面层→设置排水设施→特
殊路段处理→构造物标记→设置测量控
制点→交通管制→破碎水泥混凝土路面
→修复软弱基层或路基→废弃材料清除
→破碎后水泥混凝土路面碾压→与非破
碎段缝处治→透层或封层施工→摊铺热
拌沥青混合料。
在水泥混凝土路面碎石化前应对
道路结构物的标记和保护，施工前，针
对调查和结构物资料在现场做出明确标
记，以确保这些构造物不会因拖工造成
损坏。
埋深在1m以上构造物不易因路
面碎石化受到破坏，这种路段的正常破
碎深埋在0.5~1m的构造物可能因路面
碎石化而受到一定影响，这种路段可以
降低锤头高度进行轻度打裂增加锤击次
数、缩小锤击间距，埋深不足0.5m迹
的结构物及桥梁等，应禁压破碎，避让

范围为结构物端线外侧3m以内的所有
压域。
距路肩10m处的建筑物不易因路
面碎石化受到破坏，这种路段可以正常
破碎，对于路肩处5~10m范围存在建筑
物的路段，施工时应降低锤头高度对路
面进行轻度打裂增加锤击次数，缩小锤
击间距，对于路肩处5m以内存在建筑
物的路段，应禁止破碎。
对于不同埋深的构筑物，地下管
线，房屋等，应采用不同标志的红色油漆
标注清楚，用以区别破碎，保证安全。
上跨构造物和净空，施工前测量
上跨构造物的净空，应尽量同时确保罩
面后净空和罩面厚度。
施工质量控制
一般在碎石化施工前必须做试验
段。在试验段施工过程根据水泥混凝土
路面使用现状决定破碎是落锤迹间距，
然后选择具有代表性路段作为试验段，

其长度最小100m，采用不同落锤高度
和锤迹间距。试验段施工结束后，对不
同锤迹间距的区段粒进行检测，选择破
碎程度符合设计要求对应的控制指标。
最后检测回弹弯沉，验证其是否满足变
异性要求。直到符合设计回弹，模量指
标，否则要增加试验段长度并增加落锤
高度或减小锤迹间距的方式调节，以使
其破碎程度增加，变异性减小，满足设
计要求。
根据试验段结果作为施工过程控
制参数，在单幅路面长度超过1km时，
或当破碎粒径发生突变处应挖试坑抽
检，验证粒径是否满足要求。如果不满
足要作加幅调整，必要时检测回弹模量
指标，有条件时应该每500m检测回弹
模量。施工时专人负责查检破碎粒径，
发现差异较大时立即查明原因或检测回
弹模量，确保碎石化施工质量。
作者单位：邯郸市交通运输局公路勘察设计院

通
过探讨水稳碎石强度形成基理，
在材料、结构及施工工艺上提高
水稳碎石基层质量，减少水泥稳定碎石
的施工中产生的病害，避免人为因素而
产生早期破坏。
随着高等级公路的发展及公路工
程建筑材料的不断进步，作为半刚性路
面基层的水泥稳定碎石(以下简称为水
稳碎石)越来越被广泛应用，作为承载
层的水硬性结合料显的尤为重要。现代
化的施工工艺的发展弥补了水稳碎石在
施工方面所带来的不足。

水稳碎石强度形成
水泥稳定碎石是以级配碎石作骨
料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰
浆体积填充空隙，形成板体后具有较高的
强度、水稳定性、抗渗性和抗冻性。
水稳碎石作为水泥稳定土中的一
种被广泛应用有着其显著的优点。良好

的粗细集料搭配使水稳碎石成为一种骨
架密实型结构。

水稳碎石混合料对材料的技
术要求
水泥剂量是影响强度的关键因
素，水泥剂量不等，其强度从几兆帕大
到几十兆帕。作为无机结合料粒料，在
满足强度条件下合理的水泥剂量不仅对
经济效益而且对工程都有好处。水泥用
量一般为混合料的3%~7%.
水稳定性主要是研究水稳碎石在
饱和水最不利情况下，判断其有足够的
强度。在7天无侧限强度试验中已经作
了检验。基层材料中石灰粉煤灰粒料，
水泥粒料水稳定性最好。
抗冲刷能力由于表层水的渗入，
基层表面积水容易产生冲刷，造成路面
病害，如唧浆，坑槽等。对于同一种稳
定粒料而言，其冲刷程度随水泥剂量增

加而减小，水泥剂量在4～5%以上时抗
冲刷能力大幅提高。所以在原材料选择
上，严格控制细集料小于0.075mm的
颗粒的含量和选择一个合适的水泥剂量
为公路基层质量，提高奠定基层。
水稳碎石收缩性主要表现为两
类。㈠干缩，在水稳碎石施工结束，
养生节段容易产生横向裂缝，沿纵向
10m～20m就会有一条横向裂缝，缝宽
0.2mm～2mm。其便是干缩缝。㈡温
缩，在北方主要是由于气候温差所形成
的，一般是头年铺筑好的路面第二年春
天便表现出。为了尽量减少温缩裂缝，
沥青面层一般采用改性沥青。

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