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【摘 要】 旧水泥混凝土路面的破碎处治技术主要包括打裂压稳，打碎压稳以及碎石化技术。碎石化与旧水泥混凝土路面的破碎是两种不同的概念，碎石化技术是破碎技术中一种，碎石化技术（Rubblization）是破碎后颗粒粒径最小的一种破碎方式，由于旧水泥混凝土路面经过碎石化技术处理之后破碎的颗粒粒径较小，其力学性质与级配碎石有相似之处，所以将其命名为碎石化技术。本文对旧水泥混凝土路面碎石化技术进行探讨。
【关键词】 碎石化；关键技术；施工工艺；质量评价
水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好等优点，在公路和城市道路中得到广泛应用。随着水泥混凝土路面建设数量的增加和使用年限的延长，需要维修和改造的数量越来越多。因此，选择优化的水泥混凝土路面修复方案成为道路工作者共同关心的问题。
一、碎石化技术的类型
1、打裂压稳。打裂压稳是指在旧水泥混凝士路面上施加高能量低频冲击外力，使旧水泥混凝土路面板开裂而丧失板体性；随后，用压实机械进行碾压，从而形成稳定均匀的结构层。高能量低频冲击外力的作用使旧水泥混凝土路面板裂缝不规则且较细微。因此，开裂的旧水泥混凝土面层仍有较高的整体刚性，但均匀性稍差，如直接加铺薄层沥青混凝土，仍有出现反射裂缝的可能。打裂压稳工艺的代表机械有冲击式压路机、铡刀式冲击破碎机两种。
2、打碎压稳。打碎压稳是指采用落锤而低频振动等方式使旧水泥混凝土路面碎裂，进而，用专用压实机械碾压形成下粗上细的碎石结构层。打碎压稳工艺形成的结构层均匀性优于打裂压稳工艺形成的结构层的均匀性，但整体刚度明显低于后者。打碎压稳工艺的代表性机械有多锤头冲击破碎机、共振式破碎机等。这两种设备相比，共振式碎石化设备破碎程度较高，破碎后颗粒粒径更小，因而板块强度损失程度也较大，需要加铺的路面结构要求更高，不够经济。
3、集料化。集料化是一种最彻底的重建手段，是将旧水泥混凝土路面再生为集料，然后，再用于修筑基层、底基层或垫层。集料化再生利用技术的主要工艺分为三个过程。
3.1路面破碎和清运
先将旧水泥混凝土路面破碎、挖掘、装运至集料处理场。
3.2集料加工
①清筛粘附在水泥混凝土碎块上的基层材料和泥土。
②一级破碎：一般采用颚式破碎机（反击式破碎机扬尘大）将水泥混凝土块破碎为粒径152mm以下的碎块，并利用电磁铁剔除原路面板内的钢筋。
③二级破碎：将粒径大于76mm的碎块循环破碎，并吸走残余钢筋。
④分筛：在一级破碎和二级破碎过程中，根据集料粒径要求安装双筛网筛分机，对小于76mm粒径的再生集料进行过筛分级。
3.3再生集料的利用
再生集料主要用于修筑基层（贫混凝土、水泥处治粒料基层的骨料）、底基层（级配碎石、水泥处治砂砾）和垫层（砂砾）等。
二、碎石化技术的应用条件
1、碎石化应用的一般标准。确定碎石化适宜条件是合理使用这种方法的前提，根据国内外资料，进行碎石化应具备以下条件：
①功能性罩面上出现大量反射裂缝（接缝处、纵横及不规则裂缝处和修补处）；
②大量接缝破坏，如：错台、翻浆和角隅破坏，以至于超过20%的接缝需要修补；
③超过25%的板开裂；
④超过20%的工作长度出现纵缝缺陷，且纵缝宽度超过10mm；
⑤超过10%的路面需要开挖修补以达到结构性要求；
⑥超过20%的路面已经修补或需要修补；
⑦出现冻胀开裂或碱集料反应或其先兆，需要加罩面或重建；
⑧碎石化方法比其他重建方法费用低。
2、碎石化应用应注意的问题。上述决策依据主要是在国外提供资料的基础上得出的，结合我国实际进行碎石化决策前，还应考虑以下因素：
①设计使用年限及经济性评价（对比其他方案）；
②水泥混凝土路面破坏程度决定了其碎石化施工粒径控制；
③水泥混凝土路面下基层破坏程度嚴重，使用碎化工艺的注意事项。
三、碎石化工艺中的关键问题
1、排水要求。碎石化过程中会产生一些细碎颗粒，而混凝土破碎后颗粒间没有粘结力，在这种情况下，如果有水渗入该层，将会带来很大安全隐患。所以在正式进行碎石化施工前，要先建成和完善排水设施。排水可采用碎石盲沟形式。在排水层设置好后才可进行正式碎石化施工，提前建成排水设施的目的是为路基在完善排水条件下更充分地稳定下来，土基和基层可能因此而更加可靠。如果不能在碎石化前设置和完善排水通道，也要在碎石化过后尽量短的时间内完成。排水设施关系到碎石化以后，原水泥混凝土板块破碎层的长期稳定，是必须加以重视和采取的配套工程。
2、对土基和基层的要求。破碎过程中产生的低频高幅振动可以传递到路面结构的较大深度范围内，也就是说土基和基层在破碎过程中也会受到影响。原土基和基层是否具有较好的稳定性至关重要。不稳定的土基或基层在破碎重锤下落时受到冲击力作用会产生一定程度的破坏，局部强度会降低，特别是地下水位较高时，这种情况发生的可能性更大。对某路段进行碎石化前，先要了解该路段土基和基层的含水量情况，最好能通过取样测试的方式来确定。通过测试的含水量能推测土基和基层在碎石化过程中的稳定性。如果含水量较高，则该路段在碎石化并加铺上面层后仍容易产生局部强度不足造成的破坏。如：车辙等。这时，水泥混凝土破碎后已失去整体性，会随其下沉的土基和基层一起变形，这对加铺层很不利。国外一般要求土基层的CBR值大于7。
3、破碎后颗粒大小及组成特性。破碎后颗粒的粒度组成决定了其后压实的效果，也决定了破碎消除原板块向上产生反射裂缝的效果。粒径较大固然会导致顶面强度不均匀不利于加铺层稳定，但破碎成较细小的颗粒又会使其水稳定性变得更差，防水、排水问题显得特别重要。这需要在破碎时选择合适的机械运行参数以达到理想的粒径范围。 水泥混凝土板块吸收能量满足从近到远处逐渐减少的规律。正因如此，破碎后的颗粒粒径在深度方向上逐渐增大，按其粒径的大小分为表、上、下三层，这三层各有特点，现分述如下：
①表层：碎石化层表层在压实过程中，颗粒被压密，形成嵌挤薄层，通过撒布透层油进行稳定，使其具有一定的强度和稳定性。
②上层：碎石化层上部强度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，混凝土产生体积膨胀，混凝土颗粒的粒径越小，膨胀趋势越大，产生的预压应力越大。
③下层：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，由于碎石化下层是由整体的水泥混凝土板破碎成裂而不碎的一层，并没有竖向贯穿裂紋，因此，该层中邻近的混凝土块在形状上有较好的契合度，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。
4、沥青罩面的技术要求。根据国外的工程实践，碎石化方法用来消除反射裂缝是比较成功的。不过，因为碎石化使原结构的整体强度降低，再加铺后也可能会出现一些问题，特别是车辙和纵向疲劳裂缝。碎石化后加铺沥青层时，设计过程中需要注意以下问题：
①回弹模量达150—300MPa，验算沥青加铺层弯拉应力；
②对等级较高道路，沥青加铺层总厚度不宜小于12cm；
③80%以下断板率可用；
④上面层必须密级配防水；
⑤必须完善排水设施；
⑥下面层应具有较好的抗疲劳特性
四、结束语
水泥混凝土路面建设与发展，由于受修复难度大、维修时间长等不利因素的影响，在结构的选择上不受领导和专家的青睐。路面碎石化技术是一项新工艺，能彻底解决反射裂缝问题，具有施工速度快、交通干扰小等特点。同时碎石化技术可以充分利用旧水泥板，具有环保意义。因此，这种新技术值得推广，且国内某些地区已有成功的经验。
参考文献：
[1]张玉宏，王松根，李昶.国外水泥混凝土路面碎石化技术简介[J].公路，2013，（9）.
[2]柳正华，谈至明，旧水泥混凝土路面的碎石化技术综述[J]。公路，2010，（12）.
[3]王松根，张玉宏.旧水泥混凝土路面碎石化再生技术研究与应用[J].公路交通科技（应用技术版），2013，（11）
【关键词】 碎石化；关键技术；施工工艺；质量评价
水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好等优点，在公路和城市道路中得到广泛应用。随着水泥混凝土路面建设数量的增加和使用年限的延长，需要维修和改造的数量越来越多。因此，选择优化的水泥混凝土路面修复方案成为道路工作者共同关心的问题。
一、碎石化技术的类型
1、打裂压稳。打裂压稳是指在旧水泥混凝士路面上施加高能量低频冲击外力，使旧水泥混凝土路面板开裂而丧失板体性；随后，用压实机械进行碾压，从而形成稳定均匀的结构层。高能量低频冲击外力的作用使旧水泥混凝土路面板裂缝不规则且较细微。因此，开裂的旧水泥混凝土面层仍有较高的整体刚性，但均匀性稍差，如直接加铺薄层沥青混凝土，仍有出现反射裂缝的可能。打裂压稳工艺的代表机械有冲击式压路机、铡刀式冲击破碎机两种。
2、打碎压稳。打碎压稳是指采用落锤而低频振动等方式使旧水泥混凝土路面碎裂，进而，用专用压实机械碾压形成下粗上细的碎石结构层。打碎压稳工艺形成的结构层均匀性优于打裂压稳工艺形成的结构层的均匀性，但整体刚度明显低于后者。打碎压稳工艺的代表性机械有多锤头冲击破碎机、共振式破碎机等。这两种设备相比，共振式碎石化设备破碎程度较高，破碎后颗粒粒径更小，因而板块强度损失程度也较大，需要加铺的路面结构要求更高，不够经济。
3、集料化。集料化是一种最彻底的重建手段，是将旧水泥混凝土路面再生为集料，然后，再用于修筑基层、底基层或垫层。集料化再生利用技术的主要工艺分为三个过程。
3.1路面破碎和清运
先将旧水泥混凝土路面破碎、挖掘、装运至集料处理场。
3.2集料加工
①清筛粘附在水泥混凝土碎块上的基层材料和泥土。
②一级破碎：一般采用颚式破碎机（反击式破碎机扬尘大）将水泥混凝土块破碎为粒径152mm以下的碎块，并利用电磁铁剔除原路面板内的钢筋。
③二级破碎：将粒径大于76mm的碎块循环破碎，并吸走残余钢筋。
④分筛：在一级破碎和二级破碎过程中，根据集料粒径要求安装双筛网筛分机，对小于76mm粒径的再生集料进行过筛分级。
3.3再生集料的利用
再生集料主要用于修筑基层（贫混凝土、水泥处治粒料基层的骨料）、底基层（级配碎石、水泥处治砂砾）和垫层（砂砾）等。
二、碎石化技术的应用条件
1、碎石化应用的一般标准。确定碎石化适宜条件是合理使用这种方法的前提，根据国内外资料，进行碎石化应具备以下条件：
①功能性罩面上出现大量反射裂缝（接缝处、纵横及不规则裂缝处和修补处）；
②大量接缝破坏，如：错台、翻浆和角隅破坏，以至于超过20%的接缝需要修补；
③超过25%的板开裂；
④超过20%的工作长度出现纵缝缺陷，且纵缝宽度超过10mm；
⑤超过10%的路面需要开挖修补以达到结构性要求；
⑥超过20%的路面已经修补或需要修补；
⑦出现冻胀开裂或碱集料反应或其先兆，需要加罩面或重建；
⑧碎石化方法比其他重建方法费用低。
2、碎石化应用应注意的问题。上述决策依据主要是在国外提供资料的基础上得出的，结合我国实际进行碎石化决策前，还应考虑以下因素：
①设计使用年限及经济性评价（对比其他方案）；
②水泥混凝土路面破坏程度决定了其碎石化施工粒径控制；
③水泥混凝土路面下基层破坏程度嚴重，使用碎化工艺的注意事项。
三、碎石化工艺中的关键问题
1、排水要求。碎石化过程中会产生一些细碎颗粒，而混凝土破碎后颗粒间没有粘结力，在这种情况下，如果有水渗入该层，将会带来很大安全隐患。所以在正式进行碎石化施工前，要先建成和完善排水设施。排水可采用碎石盲沟形式。在排水层设置好后才可进行正式碎石化施工，提前建成排水设施的目的是为路基在完善排水条件下更充分地稳定下来，土基和基层可能因此而更加可靠。如果不能在碎石化前设置和完善排水通道，也要在碎石化过后尽量短的时间内完成。排水设施关系到碎石化以后，原水泥混凝土板块破碎层的长期稳定，是必须加以重视和采取的配套工程。
2、对土基和基层的要求。破碎过程中产生的低频高幅振动可以传递到路面结构的较大深度范围内，也就是说土基和基层在破碎过程中也会受到影响。原土基和基层是否具有较好的稳定性至关重要。不稳定的土基或基层在破碎重锤下落时受到冲击力作用会产生一定程度的破坏，局部强度会降低，特别是地下水位较高时，这种情况发生的可能性更大。对某路段进行碎石化前，先要了解该路段土基和基层的含水量情况，最好能通过取样测试的方式来确定。通过测试的含水量能推测土基和基层在碎石化过程中的稳定性。如果含水量较高，则该路段在碎石化并加铺上面层后仍容易产生局部强度不足造成的破坏。如：车辙等。这时，水泥混凝土破碎后已失去整体性，会随其下沉的土基和基层一起变形，这对加铺层很不利。国外一般要求土基层的CBR值大于7。
3、破碎后颗粒大小及组成特性。破碎后颗粒的粒度组成决定了其后压实的效果，也决定了破碎消除原板块向上产生反射裂缝的效果。粒径较大固然会导致顶面强度不均匀不利于加铺层稳定，但破碎成较细小的颗粒又会使其水稳定性变得更差，防水、排水问题显得特别重要。这需要在破碎时选择合适的机械运行参数以达到理想的粒径范围。 水泥混凝土板块吸收能量满足从近到远处逐渐减少的规律。正因如此，破碎后的颗粒粒径在深度方向上逐渐增大，按其粒径的大小分为表、上、下三层，这三层各有特点，现分述如下：
①表层：碎石化层表层在压实过程中，颗粒被压密，形成嵌挤薄层，通过撒布透层油进行稳定，使其具有一定的强度和稳定性。
②上层：碎石化层上部强度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，混凝土产生体积膨胀，混凝土颗粒的粒径越小，膨胀趋势越大，产生的预压应力越大。
③下层：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，由于碎石化下层是由整体的水泥混凝土板破碎成裂而不碎的一层，并没有竖向贯穿裂紋，因此，该层中邻近的混凝土块在形状上有较好的契合度，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。
4、沥青罩面的技术要求。根据国外的工程实践，碎石化方法用来消除反射裂缝是比较成功的。不过，因为碎石化使原结构的整体强度降低，再加铺后也可能会出现一些问题，特别是车辙和纵向疲劳裂缝。碎石化后加铺沥青层时，设计过程中需要注意以下问题：
①回弹模量达150—300MPa，验算沥青加铺层弯拉应力；
②对等级较高道路，沥青加铺层总厚度不宜小于12cm；
③80%以下断板率可用；
④上面层必须密级配防水；
⑤必须完善排水设施；
⑥下面层应具有较好的抗疲劳特性
四、结束语
水泥混凝土路面建设与发展，由于受修复难度大、维修时间长等不利因素的影响，在结构的选择上不受领导和专家的青睐。路面碎石化技术是一项新工艺，能彻底解决反射裂缝问题，具有施工速度快、交通干扰小等特点。同时碎石化技术可以充分利用旧水泥板，具有环保意义。因此，这种新技术值得推广，且国内某些地区已有成功的经验。
参考文献：
[1]张玉宏，王松根，李昶.国外水泥混凝土路面碎石化技术简介[J].公路，2013，（9）.
[2]柳正华，谈至明，旧水泥混凝土路面的碎石化技术综述[J]。公路，2010，（12）.
[3]王松根，张玉宏.旧水泥混凝土路面碎石化再生技术研究与应用[J].公路交通科技（应用技术版），2013，（11）