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      水泥混凝土路面碎石化改造技术及施工要点

          摘要:简要介绍了水泥混凝土路面碎石化机理及其设备,并对碎石化改造的施工工艺进行介绍,认为对于破碎严重的水泥混凝土路面应使用碎石化后加铺沥青混凝土面层的工艺方法进?#26032;?#38754;技术改造。
          关键词:水泥路面;碎石化;改造技术;施工要求
          所谓碎石化技术,就是将水泥混凝土路面破碎成最大粒径不超过37.5厘米混凝土块,用以限制新加铺的热拌沥青面层?#38115;魷址?#23556;裂缝,此技术将水泥混凝土板块破碎成“高强粒料基层”,然后在上加铺沥青面层。当旧水泥混凝土路面因大面积破坏而丧失整体?#24615;?#33021;力,并且通过局部的挖除,压浆等处理方式已不能恢复其使用功能,或不能达到结构强度要求时,如果采用通常的直接加铺方式改造后路面会出?#22336;?#23556;裂缝等问题,碎石化改造技术就是专门针对这一问题而开发出的?#24674;?#24555;捷有效的路面改造技术。该方法是利用特殊的施工机械(如多锤头水泥混凝土路面破碎机),将原?#26800;?#26087;水泥混凝土路面彻底打碎,完全消除原有路面存在的病害,?#22836;?#38754;板下空洞的隐患,将打碎的水泥混凝土面板经压实后直接作为基层或底层基层,再加铺新的面层。破碎后的水泥路面粒径自上而下逐渐增大,上部小颗粒经压实后形成平整表面易于摊铺,下部颗粒之间形成嵌?#26041;?#26500;,有效强化路基。碎石化技术能有效防止“白改黑”后的反射裂缝,延长路面的使用寿命。
          近?#25913;?#34914;州?#26800;?#20027;要公路大部分都进行了“白”改“黑”,主要采用的技术是水泥混凝土路面碎石化改造技术,21省道龙葛线路面大修工程就是其中一条。21省道龙葛线原水泥路破损严重,路面破损率基本高达60%以上,并出现断板、错台、接缝损坏?#35748;?#35937;,已严重影响了行车的安全和舒适性。根据衢州地区多条公路采用多锤头破碎改造路面的取?#36152;?#21151;的实践经验,2008年8月开始对该段水泥路进?#20852;?#30707;化路面改造。该法利用多锤头水泥路面破碎机(MHB-15),在对局部破坏严重的基层进行处治后,将旧水泥混凝土板块破碎?#23665;?#23567;的粒径(底部不超过37.5cm,中间不超过22.5cm,表面不超过7.5cm),碾压后作为新路面结构的基层,然后再加铺新的路面结构。21省道龙葛线是在碎石化后,洒透层油,再加铺8cm粗粒式沥青混凝土AC-25+7cm中粒式沥青混凝土AC-16。下面简略总结一下碎石化改造技术。
          1.碎石化改造技术的特点
          1.1碎石化技术将原水泥板块破碎?#23665;?#23567;的粒径(最大不超过37.5cm),使得原?#26800;?#27700;泥路面裂缝不再集中反射,而是均匀的扩散。因此碎石化技术是目前解决反射裂缝问题的有效办法之一。
          1.2破碎并压实的混凝土路面是表面颗粒较小,为加铺沥青路面提供碎石基层,内部由破碎混凝土块组成的紧密结合,内部嵌挤的高密度材料层为沥青层加铺提供更高的结构强度。
          1.3施工简便,改造周期短,综合造价低。
          1.4就地再生,环保无污染,将破碎后的路面可直接作基层或底基层,再加铺新的面层,是旧水泥路面翻新改造的理想办法。
          1.5将打碎的混凝土面板直接作为基层或底基层,再加铺新的面层,是旧水泥路面翻修改造的理想方法。此种碎石化技术最大的优点是不必把破损的水泥面板打碎搬走,节约了路基材料及运输成本,提高了工程进度,大大降?#22303;?#24037;程的总费用。同时也解决了丢弃水泥碎块垃圾的环保问题。
       
          2.碎石化技术采用的设备
          2.1多锤头水泥路面破碎机
        多锤头水泥路面破碎机(MHB-15)是美国引进的自行式破碎设备,设备后部平均配备两排成对锤头,这样在设备全宽?#27573;?#20869;可以连续破碎,锤头的提升高度在?#36879;?#34892;程?#27573;?#20869;可独立调节,该破碎机具备一次破碎4米车道的能力。破碎后水泥块的粒径可以通过控制重锤下落高度?#35789;?#29616;。
          2.2镐头机
        由于采用重锤下落进行破碎产生的震动力较大,对周围建筑物及埋深在1米之内的构造物有一定的震动影响,因此在公路两侧有民房的位置、埋深在1米之内有构造物路段不适合采用多锤头破碎机进行破碎。而采用镐头机将水泥板块(3.75×5m2)表面进行打裂,为达到足够的碎裂,必须间隔50-60cm打一个破洞,使得整个水泥板块最大粒?#23545;?0cm以下。对于破损特别严重且路面下沉5cm以?#31995;?#27573;落应采用镐头机将水泥板块凿除,采用5%水泥稳定碎石加铺至水泥路面顶面。
          2.3压实设备
        2.3.1Z型专用振动压路机
        单钢轮压路机,自装配,自动力,携带Z?#36879;止?#36890;过螺栓固定在振动钢?#30452;?#38754;,振动压路机的最小毛重不低于9吨,而且能进行振动压实。该压路机用于破碎混凝土后的补充破碎并压实其表面,同时为加铺面层提供平坦破碎后混凝土路面表面。通过加装Z型条?#39057;?#21387;路机,有以下两方面作用:(1)保证轮下颗粒不至于向外挤出;(2)对颗粒表面有更好的压碎效果,有利于表面平整。
          2.3.2单钢轮振动压路机
        在Z型压路机之后压实破碎后的混凝土表面,用单钢轮压路机使破碎后的路面平整,最小毛重不小于9吨,施工中应采用振动碾压。乳化沥青透层撒布石屑后的碾压工作同样采用单钢轮压路机进?#24515;?#21387;。
          3.碎石化前的准备工作
          3.1隐藏构造物的调查与标记
        破碎前,结合设计图纸及业主单位提供的有关隐藏构造物,如:暗涵、底下管线等情况进?#26800;?#26597;,以确定破碎是否会对这些构造物造成损坏。通常情况下构造物埋深在1米以下的不会由于破碎带?#27492;?#22351;,不满足以上条件的可以降低锤头高度对水泥路面进行破碎。
          3.2破碎段落的确定
        破碎前应与业主、监理办进行协商确定破碎的段落,尽可能减少多锤头破碎对公路两侧民房的影响,不能进行多锤头破碎段落采用镐头机进行破碎,段落的确定同样有利于施工计划的编排。
          3.3与桥梁连接段的路面
        与桥梁连接段应标明破碎的位置,根据实?#26159;?#20917;,可以破碎到桥?#21453;?#26495;的后端,根据设计情况进?#26032;?#38754;?#35859;?#30340;施工。
          3.4交通管制
        由于碎石化后的路面在没有摊铺完沥青混凝土面层之前不?#24066;?#24320;放交通,所以对交通管?#39057;?#35201;求比较严格,在条件?#24066;?#26102;最好一次性全封闭施工段落;采用半幅封闭半幅通车的办法进行交通管制。
          4.碎石化的工艺流程
          4.1主要工艺流程图
      确定破碎工艺控制→用MHB-15型水泥路面破碎机施工破碎一遍→试坑检查→专用Z型压路机振动压实2~3遍→使用级配碎石人工整平路面→单钢轮压路机振动压实1~2遍→洒透层油5kg/m2,必须使得乳化沥青透入破碎层5cm以上,?#20197;?#30772;乳前完成撒布石屑并碾压2-3遍→48小时后加铺沥青面层。
          4.2破碎试验路段
        在认可水泥路面破碎机破碎程序之前,应完成实验路段检查破碎情况、确认破碎工艺。记录不同的破碎情况相对应的水泥路面破碎机设置如锤头高度和地面行使速度等。为确保路面被破碎成规定的尺寸,应开挖试坑。试坑不能选择在有横向接缝或工作缝的位置,路面破碎粒?#38431;?#22312;全深度内检测,试坑应用密级配碎料回填并压实至要求。通过实验段破碎,最后符合要求的破碎设置应记录并作为以后破碎的施工方案。在破碎过程中应不?#31995;?#30417;控破碎操作并应该在施工过程中不?#31995;?#36827;行小的调整以确保结果满足要求。
          5.碎石化施工控制和要求
          5.1排水要求
        碎石化过程中会产生一些细碎的颗粒,而混凝土破碎后的颗粒之间没有粘结力,在这种情况下,如果?#20852;?#28183;入该层,将会带来很大的安全隐患。在碎石化后应在土路肩位置设置纵向的盲沟。以利于将路面的下渗水通过盲沟排出碎石层。
          5.2路面破碎要求
        碎石化要把75%的混凝土路面破碎成表面最大尺寸不超过7.5cm,中间不超过22.5cm,底部不超过37.5cm的粒径。
          5.3清除原有填缝料
        在铺筑沥青表面前所?#20852;?#25955;的填缝料、涨缝材料或其他类似物应进行清除。以免影响沥青面层过程的碾压,且影响排水。
          5.5与相邻车道的连接
          破碎一个车道的过程中实际破碎宽度应超过一个车道,与相邻车道搭接一部分,宽度至少是15cm。
          5.6破碎混凝土路面的养护
       除了必须开放的横穿交通外,破碎后的混凝土路面的任何路段均不得开放交通(包括不必要的施工运输)。
          6.乳化沥青透层施工要求
          6.1凹处回填
          不应修整破碎后混凝土路面或试图平整路面以提高线形,这样将破坏混凝土路面碎石化以后的自然级配的效果。在压实前发现的凹地使用密级配碎石料回填并压实到要求。提高破碎层的平整度有利于沥青路面的平整度及沥青层的厚度控制。
          6.2乳化沥青撒布要求
              6.2.1为使表面较松散的粒料有一定的结合力,应在破碎压实后的表面撒布乳化沥青透层油,按5kg/㎡用量撒布50%慢裂乳化沥青(PC-2)。由于破碎后碎石层较厚、颗粒松散,因此乳化沥青的用量比一般的透层施工用量大,加大乳化沥青用量可以使得破碎层的板结性好。根据沥青面层的取?#23616;?#26126;,取出的芯样可以将破碎层带出5-8cm,加大乳化沥青的用量可以使面层与破碎层粘结良好。施工过程中,每半天需进行乳化沥青用量的检测,确保沥青用量达到要求。
              6.2.2透层油最好采用智能型沥青撒布车一?#38395;?#27922;均匀,沥青洒布车喷洒沥青时应保?#27835;?#23450;速度?#22242;?#27922;量,并保持整个洒布宽度喷洒均?#21462;?#20351;用的喷嘴宜根据透层油的种类和粘度选择,确保能成雾状,与洒油管成15o~25o的夹角。洒油管的高度应使同一地点?#37038;?~3个碰油嘴喷洒的沥青,不?#36152;?#29616;花白条。个别沥青洒布车喷洒不均匀部分宜改用手工沥青洒布车补喷。
              6.2.3采用镐头机破碎路段,对于镐头机打?#39057;?#27934;应采用M7.5以?#31995;?#30722;浆进行修补平整。喷洒粘层沥青前,应将水泥路面的表面清扫干净,用空压机吹净浮灰。
          6.3石屑撒布要求
          每段乳化沥青喷洒后,立即用集料撒布机撒?#25216;?#26009;,数量宜为5m3/l000m2~8m3/1000m2。集料撒布全部在乳化沥青破乳之前完成。石屑的撒布须做到均匀?#24674;攏?#23616;部较厚应予以扫除。实际施工过程中,石屑撒布数量过多、过厚,会使得沥青下面层施工产生滑移,产生细微裂缝,不利于沥青面层的碾压密实。
          6.4碾压要求
         集料撒布后即用钢轮压路机均匀碾压2-3遍,每?#25991;?#21387;重叠1/3轮宽,碾压要求两侧到边,确保有效压实宽度。碾压?#25215;?#30001;路肩侧到中分带侧?#26469;文?#21387;。
          6.5交通封闭
         乳化沥青透层施工完成后,应确保该路?#35859;?#36890;封闭,尽可能的减少车辆行驶对透层的扰动,破坏透层的平整度及结构稳定。封闭时间必须在2天以上,方?#23665;?#34892;沥青面层的加铺.
          7.沥青加铺层的施工要求
         7.1摊铺前混凝土路面的扰动
         施工车辆的通行?#38382;?#24212;降低到最小程度,在施工过程中,施工车辆严禁在透层上进?#26800;?#22836;,应该从未破碎路?#20301;?#21152;铺完成路段倒车驶向摊铺机位置,且不得更换车道。如果破碎后的混凝土路面表面已被运?#38115;?#36742;部分或全部破坏,应进行再次压实。
       7.2面层加铺,同其他沥青路面施工相同。
       7.3开放交通
         应在半幅施工全部结束后,温度小于50摄氏度方可开放交通。
       8.总结
         对于已经严重损坏的水泥混凝土路面,采取碎石化加铺沥青面层的工艺方法,是?#24674;?#26377;效的水泥路面技术改造措施,应用该技术大大改善了道路技术状况和行车条件,并且可以尽可能的减少反射裂缝;对破损的水泥板块也能起到废物利用的效果;乳化沥青透层的施工可以起到加厚沥青面层的作用,有利于延长沥青路面使用寿命;总之水泥路面碎石化改造技术是一项成熟的技术,在全国各地使用?#27573;?#36739;广,本文主要参?#23637;?#20869;外有关此项技术的文献资料,结合自身的施工经验做了简单介绍,对碎石化改造技术施工过程?#26800;?#20851;键要点做了分析,希望对使用该项技术的施工人员?#20852;?#24110;助。 

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