旧水泥混凝土路面碎石化-资源节约 水泥路面再生技术在湖北推广

刘巨仑

[摘 要]近几年来，随着交通载重量的增加，特别是重载车辆的增多，水泥路面出现了诸多错台、断板、挤泥等问题，严重影响了路面的行走及结构性能，小修小补已无法满足道路通行能力的需要。传统的修复方法是对旧水泥砼路面实施压浆、灌缝等措施后再加铺沥青砼层。这种方法简单、有效，但是适用寿命短，容易出现反射裂缝，加速沥青罩面层的破坏。碎石化施工技术的出现及应用取得了较大的成功。本文将重点对碎石化技术的应用进行探究。

[关键词]碎石化技术、形成机理、经济优势、适用条件

中图分类号：G944 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）30-0219-01

一、施工技术及应用

旧水泥砼路大修主要方法： ①综合处治加铺沥青砼面层；②综合处治并增设补强层，再铺筑沥青砼面层；③旧砼板进行换板、灌浆处理，设置隔离层后加铺刚性路面；④旧砼板打裂破碎压稳后加铺沥青砼路面；⑤旧砼板挖除重建路面。

综合工程造价、改造后路面使用性能等因素，目前使用较多的为第④种旧水泥砼破碎处治技术。旧水泥砼路面破碎处治技术主要包括打裂压稳（Crack and Seat）、打碎压稳（Break and Seat）和碎石化（Rubblization）三大类。

打裂压稳采用板式冲击锤将旧水泥砼路面每隔一定距离沿横向全深度打裂，75%以上路面出现不规则开裂，且相邻裂缝围成的面积在0.4～0.6m2。

打碎压稳技术采用非圆形冲击式压实机械对水泥砼路面板进行破碎，断裂贯穿水泥板，同时破碎的板稳固在脱空或减弱了的基层上，达到既消除隐患又有效消除反射裂缝的目的。

碎石化是将旧水泥混凝土路面板，通过专用设备一次性破碎为咬合嵌挤碎块柔性结构，破碎后的粒径范围为2～40cm，力学模式趋向于级配碎石，这种结构不仅具有一定的承载力，而且具有防止或延缓反射裂缝发生、发展的作用，可作为改建路面结构基层或底基层使用，再直接加铺或补强后加铺面层结构，该方法可以充分利用旧路剩余强度，保护环境，节约资源。

二、主要施工设备

实施碎石化的主要设备为MHB（Multipe-Hed Breaker）多锤头破碎机和Z型压路机。MHB的破碎机理是通过重锤下落对水泥混凝土板块产生瞬时、点状的冲击作用，其具有以下特点：整幅车道宽度单次多点破碎；锤击功可以方便调节；破碎效率很高；破碎后颗粒组成特性较好；破碎后的表面平整度较高；方便调节，作业灵活。Z型压路机是一种在钢轮表面带有Z状纹理的振动式压路机，自重不小于10吨，其作用是进一步碾压碎石化后的路面，为加铺提供一个平整的表面。

三、碎石化层强度形成机理

水泥砼路面板碎石处治后分为表面细粒散层、碎石化上部稳定层和碎石化下部稳定层，碎石化后表层厚度约为2～5cm，碎石化层上部厚度约为8～12cm，碎石化下部厚度约为8～12cm。

碎石化表层在压实过程中，颗粒被压密，形成嵌挤薄层，通过洒布透层油（和石屑嵌缝料），形成嵌挤薄层，具有较高的黏结力，并具有一定的强度和稳定性。碎石化层上部强度主要来源于内摩擦角和预压应力。其中粒径越大，内摩擦角越大；而预压应力来自板被破碎时，砼产生侧向体积膨胀，砼颗粒的粒径越小，膨胀趋势越大，产生的预压应力也越大。

碎石化层下部的强度主要来源于“联锁咬合”作用。实践证明，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；同时没有竖向的贯穿裂纹（具有35°～40°的斜向裂纹），具有较好的啮合度，结构静定且自稳，具有很好的咬合嵌挤作用。

国内应用推广的实践经验表明：水泥混凝土路面碎石化后顶面实测弯沉一般在35～110（0.01mm），反算碎石化后顶面回弹模量为150MPa～500MPa。因此水泥混凝土路面碎石化后的强度满足路面基层的技术要求，可以直接作为加铺结构的基层使用。

四、经济优势

1、碎石化技术是目前解决路面改造后出现反射裂缝问题的最有效方法；

2、破碎并压实的混凝土路面是由破碎混凝土块组成的紧密结合、内部嵌挤、高密度的材料层，可以为热拌沥青（HMA）罩面提供更高结构强度的基层和底基层。

3、将老路结构层利用而不致废弃，节约运输成本，符合建设资源节约型和环境友好型社会的需要。

4、施工迅速，质量检测简便，改造工期短，综合造价低。

5、振动小，对基层、结构和周边建筑物影响较小。

6、对交通影响较小，在施工期间不需全部封闭交通。

五、适用条件

1、碎石化的技术条件

碎石化技术可以作为旧水泥砼路面大修改建的备选方案，国内外研究和工程实践证明，只要旧水泥混凝土路面满足下表所列条件，就可以应用碎石化技术进行改造。其他因素如板块断裂程度、坑洞、接缝损坏、表面裂缝和层状剥落等不是决定应用碎石化技术的必要条件（表1）。

2、碎石化的经济条件

通过对采用原路面局部板块修补和采用多种破碎改造方案进行经济比较，结合各地的材料价格和施工条件确定。一般来说，在修补面积达到20%以上时，采用破碎大修改造方案较为经济，可采用碎石化技术进行大修改造。

结束语

旧水泥混凝土路面碎石化再生技术，是在改造过程中利用專用破碎设备将旧水泥混凝土路面打碎、压稳后，直接作为基层或底基层使用的一种方法，加铺层可以为用沥青混凝土路面，也可以选择水泥混凝土路面。那么文章针对碎石化技术、形成机理、经济优势施工技术等对本文简要介绍，供大家在水泥混凝土路面改造决策和实施中参考。

参考文献

[1] 罗蓉，等.再生水泥混凝土研究综述[J].中外公路，2003，23（2）.

[2] 尚建丽，等.再生粗集料术，2003，34（1）.