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[摘 要]本文依托旧水泥混凝土路面的养护维修及再生利用项目，对比分析几种不同的处理方案和办法，重点对碎石化技术的优缺点、适用性及施工工艺进行介绍。
[关键词]水泥路面；碎石化；养护维修
中图分类号：U216.42+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0394-02
概述
目前我市国省道通车使用的水泥混凝土路面大部分为2000年前后施工完成， 随着我市交通建设的不断发展，该部分混凝土路面病害严重并且进入正常的改建周期。如何进行翻修改建，实现水泥路面的“白改黑”已经成为公路建设必須面对和解决的现实问题。近年来虽然在多个改造工程中进行了多方面的探索，但是水泥混凝土路面的裂缝反射问题一直是影响加铺层使用寿命与使用性能的最根本的原因。
1.水泥混凝土路面改造工程在不同方案的应用和优缺点
1.1 工程实例
（1）店韩路（S245山亭至后伏段）升级改造中对于原有的混凝土板进行挖除，作为处理路基软基的回填材料。
（2）枣徐线（S244枣庄至台儿庄段）采用对于病害严重的水泥板进行更换，对于其它板进行水泥压浆处理。
（3）枣徐线（S244山亭至枣庄北转盘段）采用对于原水泥板进行打裂压稳。
（4）枣徐线（S244平邑至山亭段）采用对于原水泥混凝土板进行碎石化处理。
1.2 对不同技术方案优缺点总结
（1）采用破碎锤对水泥板进行破碎挖除，破除、运输困难，而且水泥混凝土板挖除后原有的结构层不能承受社会及施工车辆、机械的通行要求，原结构层和路基损坏严重，处理困难，严重制约和影响了施工进度。
（2）更换水泥板和压浆处理费用较高，通过压浆并不能从根本上解决水泥板板底的空洞问题。因为水泥板并未处于悬浮状态，对水泥板实行梅花形布置压浆孔并不能保证板底的空洞相通，保障压浆效果，而且水泥路普遍为旧路的升级改造，难以封闭交通，再说自身的施工车辆和机械亦需通行，难以保证水泥浆的足够的养护周期。
（3）打裂压稳适用于水泥板病害较轻的路面改造，难以从根本上解决水泥路面裂缝的反射导致沥青路面出现裂缝。
（4）碎石化技术是一种行之有效的针对水泥路面养护维修和再生利用的新技术。将原有的旧水泥混凝土路面通过专用设备碎石化后作为基层或下面层，充分利用原有路面结构材料，最大限度减少对环境的影响，充分利用原有混凝土板的残留强度，并在其上部加铺水泥稳定碎石找平层和结构层，最后再加铺沥青面层，从而达到恢复路面性能的目的，最大限度的减少了路面在后期使用过程中可能出现的反射裂缝。
2.碎石化的原理
旧水泥混凝土路面改建为沥青路面所要解决的主要问题是防止旧混凝土面板的温湿变形、翘曲应力上传至沥青面层而引起开裂，导致沥青路面的使用寿命缩短。所谓碎石化就是利用专用施工机械，将原有的旧水泥混凝土路面彻底打碎，破碎后的水泥路面粒径自上而下逐渐增大，上部下部颗粒之间形成嵌挤结构，增强路基上网密实性，将打碎的水泥混凝土面板再生利用直接作为基层或底基层，再加铺新的沥青面层，完全消除原有路面存在的病害，释放面板下空洞的隐患，能够最大限度的吸收路面结构层应力，有效防止路面“白改黑”后水泥路面的的裂缝反射问题，延长路面的使用寿命。
3.水泥路面碎石化施工注意事项
3.1 在路面破碎之前应对出现严重病害的软弱路段进行修复处理。
对于出现严重坑槽、沉陷等病害的，需要对于破损部位的混凝土路面进行破碎挖除并采用水泥稳定碎石进行换填回填料应进行适当的摊铺和压实，最小尺寸应不小于全车道宽和1.2m长，以保证压实效果。
3.2 对路段上现有的路面构造物和管线进行标记和保护，特别是暗涵和不易发现的结构物及管线
（1）埋深在1m以上的构造物（或管线）不易因路面碎石化受到破坏，可以正常破碎；埋深在0.5～1m的构造物（或管线）可能因路面碎石化而受到一定影响，可以降低锤头高度进行轻度打裂；埋深不足0.5m的构造物（或管线）以及桥涵等，应禁止破碎，避让范围为结构物端线外侧3m以内的所有区域。
（2）距路肩10m以外的建筑物不易因路面碎石化受到破坏，可以正常破碎；对于路肩外5～10m范围存在建造物的路段，施工时应降低锤头高度对路面进行轻度打裂；对于路肩外5m以内存在建筑物的路段，应禁止破碎。
（3）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，用以区别破坏，保证安全。
（4）交通管制：建议在条件允许的情况下一次性封闭施工路段，至少应实行半封闭施工。对做好交通管制及分流工作根据路面大修工程施工期间交通组织设计方案，结合项目实际施工进度计划，进行交通分流，以确保交通顺畅以及施工安全。
4.水泥路面碎石化施工工艺流程
4.1 碎石化前要做的准备
清除存在的沥青修复材料；标记隐藏构造物的准确位置（如光缆、供水管、输气管道等）；修复软弱基层和底基层；排水系统检修；进行交通管制；其它要求等。
4.2 选择试验路段进行破碎
破碎后作试坑检查，以确定破碎机施工工艺参数。
4.3 破碎施工
用多锤头破碎机实施破碎，破碎时最好是从混凝土路面的高处向低处破碎，以避免铺沥青面层后影响排水。
4.4 清除原有填缝料
在破碎以后，摊铺沥青面层以前，应对所有松散的填缝料、涨缝材料或其它类似物进行清除。
4.5 压实
用专用压路机（Z型轮压路机）振动压实2～3遍后，再用YZ18吨振动压路机振动压实2～3遍。
4.6 混凝土路面的养护 除了必须开放的横穿交通外，破碎后的任何路面均不得开放交通（包括不必要的施工运输）。
4.7 洒布乳化沥青透层油
为使表面较松软的粒料有一定的结合力，在破碎压实后的表面喷洒乳化沥青透层油，按2.5～3.5L/m 用量洒布50%的慢裂乳化沥青。
4.8 面层施工
8～12小时后摊铺新面层。碎石化面层罩面厚度最小为15cm，且最好为密级配结构。
5.水泥路面碎石化的施工控制及要求
5.1 试验段
正式的大规模破碎化施工前有必要進行试破碎，即设置试验段，通过试验段的试破碎进行破碎机械参数的调试和施工组织措施，以达到规定的粒径和强度要求。旧水泥混凝土路面破碎质量主要受破碎机械自身参数设置、破碎顺序、破碎施工方向以及不同基层强度、刚度条件对破碎机械调整要求等的影响，这些因素均对旧水泥混凝土路面的破碎程度、粒径大小排列、形成的破碎面方向、破碎深度等产生影响。在有代表性的路段选择至少长50m、宽4m（或最少一个车道）的路面作为试验段。根据经验，一般取落锤高度为1.1～1.2m，落锤间距为10cm，逐级调整破碎参数对路面进行破碎，目测破碎效果，当碎石化后的路表呈鳞片状时，表明碎石化的效果能够满足规定的要求，记录此时采用的破碎参数。碎石化施工亦不可以过度，否则就会导致原路面不在有强度。
5.2 试坑检测内容及方法
根据路面大修设计方案，碎石化后的旧混凝土路面作为加铺水泥混凝土路面的基层，其碎石化施工质量将直接影响着本项目路面结构设计。若质量控制不到位，可能使新建路面结构强度趋于偏危险状态。因此，对碎石化旧混凝土路面进行检测，是控制路面施工质量的重要措施之一。在施工区内随机选取不少于2处/km的试坑，试坑的选择应避开有横向接缝或工作缝的位置。试坑应开挖至基层，以在全深度范围内检查碎石化后的颗粒是否在规定的粒径范围内。如果破碎的混凝土路面粒径没有达到要求，那么设备控制参数必须进行相应的调整，并相应增加试验段，循环上一个过程，直至要求得到满足，并记录符合要求的MHB碎石化参数以备查，在正常碎石化施工过程中，应根据路面实际状况对破碎参数不断做出微小的调整。
5.3 在有代表性路段设置高程控制点，以便在施工中监测高程的变化，指导施工
（实际施工时，高程的测量，采用相对高差进行检查只是一个其中的指标，但是在实际施工时，破碎后的水泥块容易出现反弹、挤压等变形，导致碎石化后、碾压后的标高超过破碎前。实际应控制碎石化的程度，对于碎石化比较严重的部位采用碎石等进行回填、整平，加强机械碾压，采用施工车辆和社会车辆进行碾压。注意观察碎石化后的水泥路面板是否已经处于稳定状态。？试以上测试的试验段测点数至少需要9个。试验子区段安排过程中应包含开始破碎的前10m和结束破碎前5m，指标的检测不能安排在这一区域进行。
5.4 MHB破碎
一般情况下，破碎的顺序为由两侧向中间逐步进行，先破碎路面两侧的行车道，然后破碎中部的行车道。对于弯道应由弯道内侧向外侧进行破碎，在破碎路肩时应适当降低锤头高度，减小落锤间距，即保证破碎效果，又不至于破碎功较大而造成碎石化过度。两幅破碎一般要保证10cm左右的搭接破碎宽度。机械施工过程中要灵活调整速度、落锤高度、频率等，尽量达到破碎均匀。
5.5 凹处回填
路面碎石化后为了保证压实的效果，对于表面的小面积凹处在压实前可以用密级配碎石回填，要求回填碎石最小粒径为13.2mm，且粒径大于26.5mm的比例不应小于70%。
6.水泥路面碎石化施工的质量控制
6.1 施工质量控制应在碎石化大面积施工开始前，施工过程中和施工过程后分别加以控制，实行事前、事中和事后检验的全过程控制
选择具有代表性路段作为试验段，通过试验段掌握合理的合理的锤落高度、锤迹间距和行驶速度，控制破碎的粒径，选择对应的设备控制标准路面碎石化后的粒径范围 ，从强度角度而言，碎石化后粒径太小会使强度降低很多，这时虽能减少反射裂缝可能，但也会带来了原板块强度的浪费。所以碎石化后颗粒粒径不宜过细，而较大也不利于反射裂缝的消除，所以要对粒径范围作出限制（表1）。
6.2 路面碎石化后顶面的当量回弹模量
水泥混凝土路面碎石化后顶面的当量回弹模量是加铺结构设计的基本参数之一，检测回弹弯沉（或回弹模量），验证其是否满足变异性要求，对于直接加铺沥青混凝土的路面结构，回弹模量平均值控制在150～500MPa之间。测试的点位随机确定，并应不少于9个。如果不满足，要增加试验段长度并根据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，直至达到前述质量控制指标要求。
6.3 MHB碎石化施工质量标准及检测频率（表2）
7.总结
伴随着交通技术的不断发展，碎石化作为一种行之有效的水泥路面改造技术必将得到越来越广泛的应用，相应的施工设备及工艺，质量验收标准等必将日益完善。在实际施工工程中，在设计方案的制定中，亦可以根据路面病害的调查情况，结合沿线村庄群众的要求，本着便民出行的原则，可以对于不同的路段制定相应的处理方案，比如挖除原路面、采用打裂压稳、和碎石化等。
[关键词]水泥路面；碎石化；养护维修
中图分类号：U216.42+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0394-02
概述
目前我市国省道通车使用的水泥混凝土路面大部分为2000年前后施工完成， 随着我市交通建设的不断发展，该部分混凝土路面病害严重并且进入正常的改建周期。如何进行翻修改建，实现水泥路面的“白改黑”已经成为公路建设必須面对和解决的现实问题。近年来虽然在多个改造工程中进行了多方面的探索，但是水泥混凝土路面的裂缝反射问题一直是影响加铺层使用寿命与使用性能的最根本的原因。
1.水泥混凝土路面改造工程在不同方案的应用和优缺点
1.1 工程实例
（1）店韩路（S245山亭至后伏段）升级改造中对于原有的混凝土板进行挖除，作为处理路基软基的回填材料。
（2）枣徐线（S244枣庄至台儿庄段）采用对于病害严重的水泥板进行更换，对于其它板进行水泥压浆处理。
（3）枣徐线（S244山亭至枣庄北转盘段）采用对于原水泥板进行打裂压稳。
（4）枣徐线（S244平邑至山亭段）采用对于原水泥混凝土板进行碎石化处理。
1.2 对不同技术方案优缺点总结
（1）采用破碎锤对水泥板进行破碎挖除，破除、运输困难，而且水泥混凝土板挖除后原有的结构层不能承受社会及施工车辆、机械的通行要求，原结构层和路基损坏严重，处理困难，严重制约和影响了施工进度。
（2）更换水泥板和压浆处理费用较高，通过压浆并不能从根本上解决水泥板板底的空洞问题。因为水泥板并未处于悬浮状态，对水泥板实行梅花形布置压浆孔并不能保证板底的空洞相通，保障压浆效果，而且水泥路普遍为旧路的升级改造，难以封闭交通，再说自身的施工车辆和机械亦需通行，难以保证水泥浆的足够的养护周期。
（3）打裂压稳适用于水泥板病害较轻的路面改造，难以从根本上解决水泥路面裂缝的反射导致沥青路面出现裂缝。
（4）碎石化技术是一种行之有效的针对水泥路面养护维修和再生利用的新技术。将原有的旧水泥混凝土路面通过专用设备碎石化后作为基层或下面层，充分利用原有路面结构材料，最大限度减少对环境的影响，充分利用原有混凝土板的残留强度，并在其上部加铺水泥稳定碎石找平层和结构层，最后再加铺沥青面层，从而达到恢复路面性能的目的，最大限度的减少了路面在后期使用过程中可能出现的反射裂缝。
2.碎石化的原理
旧水泥混凝土路面改建为沥青路面所要解决的主要问题是防止旧混凝土面板的温湿变形、翘曲应力上传至沥青面层而引起开裂，导致沥青路面的使用寿命缩短。所谓碎石化就是利用专用施工机械，将原有的旧水泥混凝土路面彻底打碎，破碎后的水泥路面粒径自上而下逐渐增大，上部下部颗粒之间形成嵌挤结构，增强路基上网密实性，将打碎的水泥混凝土面板再生利用直接作为基层或底基层，再加铺新的沥青面层，完全消除原有路面存在的病害，释放面板下空洞的隐患，能够最大限度的吸收路面结构层应力，有效防止路面“白改黑”后水泥路面的的裂缝反射问题，延长路面的使用寿命。
3.水泥路面碎石化施工注意事项
3.1 在路面破碎之前应对出现严重病害的软弱路段进行修复处理。
对于出现严重坑槽、沉陷等病害的，需要对于破损部位的混凝土路面进行破碎挖除并采用水泥稳定碎石进行换填回填料应进行适当的摊铺和压实，最小尺寸应不小于全车道宽和1.2m长，以保证压实效果。
3.2 对路段上现有的路面构造物和管线进行标记和保护，特别是暗涵和不易发现的结构物及管线
（1）埋深在1m以上的构造物（或管线）不易因路面碎石化受到破坏，可以正常破碎；埋深在0.5～1m的构造物（或管线）可能因路面碎石化而受到一定影响，可以降低锤头高度进行轻度打裂；埋深不足0.5m的构造物（或管线）以及桥涵等，应禁止破碎，避让范围为结构物端线外侧3m以内的所有区域。
（2）距路肩10m以外的建筑物不易因路面碎石化受到破坏，可以正常破碎；对于路肩外5～10m范围存在建造物的路段，施工时应降低锤头高度对路面进行轻度打裂；对于路肩外5m以内存在建筑物的路段，应禁止破碎。
（3）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，用以区别破坏，保证安全。
（4）交通管制：建议在条件允许的情况下一次性封闭施工路段，至少应实行半封闭施工。对做好交通管制及分流工作根据路面大修工程施工期间交通组织设计方案，结合项目实际施工进度计划，进行交通分流，以确保交通顺畅以及施工安全。
4.水泥路面碎石化施工工艺流程
4.1 碎石化前要做的准备
清除存在的沥青修复材料；标记隐藏构造物的准确位置（如光缆、供水管、输气管道等）；修复软弱基层和底基层；排水系统检修；进行交通管制；其它要求等。
4.2 选择试验路段进行破碎
破碎后作试坑检查，以确定破碎机施工工艺参数。
4.3 破碎施工
用多锤头破碎机实施破碎，破碎时最好是从混凝土路面的高处向低处破碎，以避免铺沥青面层后影响排水。
4.4 清除原有填缝料
在破碎以后，摊铺沥青面层以前，应对所有松散的填缝料、涨缝材料或其它类似物进行清除。
4.5 压实
用专用压路机（Z型轮压路机）振动压实2～3遍后，再用YZ18吨振动压路机振动压实2～3遍。
4.6 混凝土路面的养护 除了必须开放的横穿交通外，破碎后的任何路面均不得开放交通（包括不必要的施工运输）。
4.7 洒布乳化沥青透层油
为使表面较松软的粒料有一定的结合力，在破碎压实后的表面喷洒乳化沥青透层油，按2.5～3.5L/m 用量洒布50%的慢裂乳化沥青。
4.8 面层施工
8～12小时后摊铺新面层。碎石化面层罩面厚度最小为15cm，且最好为密级配结构。
5.水泥路面碎石化的施工控制及要求
5.1 试验段
正式的大规模破碎化施工前有必要進行试破碎，即设置试验段，通过试验段的试破碎进行破碎机械参数的调试和施工组织措施，以达到规定的粒径和强度要求。旧水泥混凝土路面破碎质量主要受破碎机械自身参数设置、破碎顺序、破碎施工方向以及不同基层强度、刚度条件对破碎机械调整要求等的影响，这些因素均对旧水泥混凝土路面的破碎程度、粒径大小排列、形成的破碎面方向、破碎深度等产生影响。在有代表性的路段选择至少长50m、宽4m（或最少一个车道）的路面作为试验段。根据经验，一般取落锤高度为1.1～1.2m，落锤间距为10cm，逐级调整破碎参数对路面进行破碎，目测破碎效果，当碎石化后的路表呈鳞片状时，表明碎石化的效果能够满足规定的要求，记录此时采用的破碎参数。碎石化施工亦不可以过度，否则就会导致原路面不在有强度。
5.2 试坑检测内容及方法
根据路面大修设计方案，碎石化后的旧混凝土路面作为加铺水泥混凝土路面的基层，其碎石化施工质量将直接影响着本项目路面结构设计。若质量控制不到位，可能使新建路面结构强度趋于偏危险状态。因此，对碎石化旧混凝土路面进行检测，是控制路面施工质量的重要措施之一。在施工区内随机选取不少于2处/km的试坑，试坑的选择应避开有横向接缝或工作缝的位置。试坑应开挖至基层，以在全深度范围内检查碎石化后的颗粒是否在规定的粒径范围内。如果破碎的混凝土路面粒径没有达到要求，那么设备控制参数必须进行相应的调整，并相应增加试验段，循环上一个过程，直至要求得到满足，并记录符合要求的MHB碎石化参数以备查，在正常碎石化施工过程中，应根据路面实际状况对破碎参数不断做出微小的调整。
5.3 在有代表性路段设置高程控制点，以便在施工中监测高程的变化，指导施工
（实际施工时，高程的测量，采用相对高差进行检查只是一个其中的指标，但是在实际施工时，破碎后的水泥块容易出现反弹、挤压等变形，导致碎石化后、碾压后的标高超过破碎前。实际应控制碎石化的程度，对于碎石化比较严重的部位采用碎石等进行回填、整平，加强机械碾压，采用施工车辆和社会车辆进行碾压。注意观察碎石化后的水泥路面板是否已经处于稳定状态。？试以上测试的试验段测点数至少需要9个。试验子区段安排过程中应包含开始破碎的前10m和结束破碎前5m，指标的检测不能安排在这一区域进行。
5.4 MHB破碎
一般情况下，破碎的顺序为由两侧向中间逐步进行，先破碎路面两侧的行车道，然后破碎中部的行车道。对于弯道应由弯道内侧向外侧进行破碎，在破碎路肩时应适当降低锤头高度，减小落锤间距，即保证破碎效果，又不至于破碎功较大而造成碎石化过度。两幅破碎一般要保证10cm左右的搭接破碎宽度。机械施工过程中要灵活调整速度、落锤高度、频率等，尽量达到破碎均匀。
5.5 凹处回填
路面碎石化后为了保证压实的效果，对于表面的小面积凹处在压实前可以用密级配碎石回填，要求回填碎石最小粒径为13.2mm，且粒径大于26.5mm的比例不应小于70%。
6.水泥路面碎石化施工的质量控制
6.1 施工质量控制应在碎石化大面积施工开始前，施工过程中和施工过程后分别加以控制，实行事前、事中和事后检验的全过程控制
选择具有代表性路段作为试验段，通过试验段掌握合理的合理的锤落高度、锤迹间距和行驶速度，控制破碎的粒径，选择对应的设备控制标准路面碎石化后的粒径范围 ，从强度角度而言，碎石化后粒径太小会使强度降低很多，这时虽能减少反射裂缝可能，但也会带来了原板块强度的浪费。所以碎石化后颗粒粒径不宜过细，而较大也不利于反射裂缝的消除，所以要对粒径范围作出限制（表1）。
6.2 路面碎石化后顶面的当量回弹模量
水泥混凝土路面碎石化后顶面的当量回弹模量是加铺结构设计的基本参数之一，检测回弹弯沉（或回弹模量），验证其是否满足变异性要求，对于直接加铺沥青混凝土的路面结构，回弹模量平均值控制在150～500MPa之间。测试的点位随机确定，并应不少于9个。如果不满足，要增加试验段长度并根据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，直至达到前述质量控制指标要求。
6.3 MHB碎石化施工质量标准及检测频率（表2）
7.总结
伴随着交通技术的不断发展，碎石化作为一种行之有效的水泥路面改造技术必将得到越来越广泛的应用，相应的施工设备及工艺，质量验收标准等必将日益完善。在实际施工工程中，在设计方案的制定中，亦可以根据路面病害的调查情况，结合沿线村庄群众的要求，本着便民出行的原则，可以对于不同的路段制定相应的处理方案，比如挖除原路面、采用打裂压稳、和碎石化等。