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摘要 本文主要介绍了碎石化技术在旧水泥混凝土路面改造中的应用。重点讨论了碎石化的原理和特点以及施工工艺和施工中应注意的关键问题。为该技术在全国的广泛推广提供参考。
关键词 碎石化技术 技巧 山区公路 运用
据统计，湖北省襄阳市保康县山区已建成的公路中水泥混凝土路面约200公里，随着各种交通工具的日益增加，部分早期修建的水泥混凝土路面严重破坏。公路通行能力已经成为阻碍保康县经济平稳、快速发展的一把杀手锏。近几年，保康公路部门经过多次的尝试和艰苦的技术探索，最后成功地将水泥混凝土碎石化技术运用到了山区公路建设上。
一、碎石化技术的原理和优点
原理。碎石化就是利用特殊的施工机械，将原有的旧水泥混凝土路面彻底打碎，完全消除原有路面存在的病害，释放面板下空洞的隐患，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，再加铺新的面层。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，有效强化路基，经撒布乳化沥青稳定后，在结构上不再是刚性板块而成为了类似沥青碎石基层的柔性基层，有效防止“白改黑”后的反射裂缝问题，延长路面的使用寿命。
优点。改造施工简便，周期短，综合造价低。就地再生，环保无污染。将破碎后的碎块直接做为基层或底基层，节约了路基材料及运输成本，加快了施工进度，大大降低了工程费用，同时也解决了丢弃水泥碎块垃圾的环保问题。破碎后并经压实的混凝土路面，形成内部嵌挤、紧密结合、高密度的材料层，从而为沥青罩面提供更高结构强度的基层或底基层。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。
二、碎石化施工的技术要点
采用的机械设备。目前混凝土碎石化破碎设备主要有多锤头破碎机（MHB）和压路机。碎石化设备主要有具有国际领先水平的（MHB）多锤头自动力破碎机、震动和（RMI）共振动式破碎机及钢轮压路机等专用机械设备，对旧水泥混凝土路面进行碎石化处理，能迅速将受损路面直接破碎并压实。Z型钢轮压路机，用于破碎混凝土后的补充破碎并压实其表面，同时为HMA罩面提供平坦的破碎后混凝土路面表面。振动钢轮压路机，在Z型压路机之后压实破碎后的混凝土表面，并为HMA罩面提供较为平坦的工作面，也用于修复破碎后通车的特殊路段。
路面碎石化施工前的准备工作。一是施工前，移除所有将破碎的混凝土板块上存在的沥青罩面层和部分沥青表面修补材料，以免影响碎石化质量。二是原有路面调查。应用水泥混凝土路面快速检测评价技术，在确定水泥混凝土路面的破碎能否成功实施时，搜集有关原有路面的资料，检测评估施工路面，主要包括：路基情况、排水设施、底基层和基层的情况、混凝土路面的类型和厚度、混凝土路面是否有钢筋或荷载传递装置。除了路面快速检测技术，路面钻芯取样对于分析原有路面结构十分重要，取样的数量、直径和位置取决于：路面结构的表面状况、整个路段的一致性状况、与工程其他情况有关的细节。三是清除存在的HMA（热拌沥青罩面）面层。热拌沥青碎石路面具有高温稳定性好，路面不易产生波浪，冬季不易产生冻缩裂缝，沥青用量少，造价低的特点。在碎石化之前，用小型铣刨机清除水泥混凝土路面上可能有的沥青修复材料，以免影响破碎效果。四是做好施工前路段上现有构造物和管线进行标记与保护，与桥梁连接段的路面应标明破碎的位置。五是防水。破碎后至摊铺下面层前，严格禁止各种形式的路面进水。施工中应重点注意天气情况的变化，与沥青面层施工协调进行，降雨前施工上面沥青结构层，以便将已破碎面覆盖。破碎后未及施工沥青面层，则使用整幅塑料布对全部破碎面进行覆盖，并做好纵向截水、排水措施，防止雨水进入。六是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：清除混凝土路面；开挖基层或路基至稳定层；换填监理工程师认可的材料，顶面高程与破碎混凝土板底相同；回填料应进行适当的摊铺和压实。七是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。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。
路面碎石化施工。一是在有代表性的路段选择路面作为试验段。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。同时在试验区内试坑，确保路面被破碎成规定的尺寸。二是MHB破碎。碎石化要把75%以上的水泥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。一般情况下，MHB应先破碎路面两侧的车道，然后破碎中部的行车道。在破碎路肩时应适当降低外侧锤头高度，减少落锤间距，既保证破碎效果，又不至于破碎功过大而造成碎石化过度。两幅破碎一般要保证15cm左右的搭接破碎宽度。机械施工过程中要灵活调整行进速度、落锤高度、频率等，尽量达到破碎均匀。三是凹凸回填。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效果。在压实前发现的大于5cm的凹地应用密级配碎石料回填并压实到要求。四是原有填缝料及外露钢筋清除。在铺筑面层以前所有松散的填缝料、切割移除暴露的加强钢筋或其他类似物应进行清除，根据需要，填充以级配碎石粒料。五是破碎后的压实。破碎后的路面采用Z型压路机和单钢轮压路机振动压实。六是碎石化技术对沥青路面施工的要求。摊铺的时间在混凝土破碎和摊铺HMA底层之间的最长间隔时间不应超过48h并确保破碎路面不被污染。在HMA罩面铺设之前，重新压实破碎混凝土路面，振动压实2遍，由罩面施工造成的混凝土路面扰动，也应在摊铺之前进行再压实，或改变罩面程序以减少对混凝土路面的扰动。混凝土路面扰动的施工车辆的通行次数和载重量应降低至最小程度。运送沥青料的车辆仅在摊铺点附近才能缓慢匀速驶上破碎后的混凝土路面表面。如果摊铺前混凝土路面表面已被运料车破坏，则需要重新压实直至达到设计要求。七是破碎混凝土路面的养护，除了指定的用于开放横穿交通的区域外，破碎后的混凝土路面的任何路段均不得开放交通，待检测弯沉合格后，方可开放交通。 乳化沥青透层。为使表面较松散的粒料有一定的结合力，宜使用慢裂乳化沥青做透层。乳化沥青洒布量每平方米不得少于2.5公斤，乳化沥青的含量不得低于50%，监理单位每工作班或每车沥青必作抽查检验洒布量或沥青含量，洒布车应控制行进速度，不得重复来回多次洒布。沥青洒布完立即铺洒石屑，并用钢轮压路机碾压。碎石化、沥青洒布、铺洒石屑和碾压必须协调，并应控制行车，防止前后脱节造成碎石化没洒布沥青等问题。雨天不得进行碎石化及乳化沥青施工，低温不得进行乳化沥青施工。刚完成的乳化沥青路段不得开放交通，待乳化沥青破乳稳定后方可开放交通。
三、碎石化施工质量控制
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。
施工前。一是选择具有代表性路段作为试验段，其长度最小50m。在该试验段中安排不同锤迹间距（2cm左右极差）的子区段，每段长度不少于50m，其分界要标记清楚。二是根据选择的设备控制参数，并根据破碎效果进行调整。三是试验段施工结束后，对不同锤迹间距的子区段粒径进行检测，选择对应的设备控制标准。四是检测回弹弯沉（或回弹模量），验证其是否满足变异性要求。推荐采用回弹模量指标，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。
大面积施工过程中。一是要注意单幅路面长度破碎超过1km时，在破碎粒径产生突变处挖试坑抽检，试验粒径是否满足要求，如果不满足要作小幅调整，在此过程中无需继续检测回弹模量指标，而以试坑粒径状况与试验段有无显著差别作为判断是否合格的依据。
二是对于下卧层强度差异较大的不同路段要作不同的设备参数调整，可在其中一段控制参数的基础上，作小幅调整以满足其它段的破碎要求。三是对粒径的确认应通过开挖试坑后用卷尺量结合目测的方式进行（试坑面积为1m2，深度要求达到基层）。试坑位置的选取应具随机性。四是试验段测试的内容除颗粒粒径外还有顶面的当量回弹模量（或增加回弹弯沉测试），检测要在乳化沥青洒布之后，粒径规格的试验子区段内进行。以上测试的试验段测点数至少需要9个。五是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。
碎石化施工技术简单、工期短、综合造价低、环保、无污染，且施工时车辆仍可通行。在保康县的成功运用，得到了人民的热烈拥护，也获得了上级主管部门的一致肯定，在今后的交通公路发展过程中，保康县公路局仍将大力推广。
关键词 碎石化技术 技巧 山区公路 运用
据统计，湖北省襄阳市保康县山区已建成的公路中水泥混凝土路面约200公里，随着各种交通工具的日益增加，部分早期修建的水泥混凝土路面严重破坏。公路通行能力已经成为阻碍保康县经济平稳、快速发展的一把杀手锏。近几年，保康公路部门经过多次的尝试和艰苦的技术探索，最后成功地将水泥混凝土碎石化技术运用到了山区公路建设上。
一、碎石化技术的原理和优点
原理。碎石化就是利用特殊的施工机械，将原有的旧水泥混凝土路面彻底打碎，完全消除原有路面存在的病害，释放面板下空洞的隐患，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，再加铺新的面层。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，有效强化路基，经撒布乳化沥青稳定后，在结构上不再是刚性板块而成为了类似沥青碎石基层的柔性基层，有效防止“白改黑”后的反射裂缝问题，延长路面的使用寿命。
优点。改造施工简便，周期短，综合造价低。就地再生，环保无污染。将破碎后的碎块直接做为基层或底基层，节约了路基材料及运输成本，加快了施工进度，大大降低了工程费用，同时也解决了丢弃水泥碎块垃圾的环保问题。破碎后并经压实的混凝土路面，形成内部嵌挤、紧密结合、高密度的材料层，从而为沥青罩面提供更高结构强度的基层或底基层。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。
二、碎石化施工的技术要点
采用的机械设备。目前混凝土碎石化破碎设备主要有多锤头破碎机（MHB）和压路机。碎石化设备主要有具有国际领先水平的（MHB）多锤头自动力破碎机、震动和（RMI）共振动式破碎机及钢轮压路机等专用机械设备，对旧水泥混凝土路面进行碎石化处理，能迅速将受损路面直接破碎并压实。Z型钢轮压路机，用于破碎混凝土后的补充破碎并压实其表面，同时为HMA罩面提供平坦的破碎后混凝土路面表面。振动钢轮压路机，在Z型压路机之后压实破碎后的混凝土表面，并为HMA罩面提供较为平坦的工作面，也用于修复破碎后通车的特殊路段。
路面碎石化施工前的准备工作。一是施工前，移除所有将破碎的混凝土板块上存在的沥青罩面层和部分沥青表面修补材料，以免影响碎石化质量。二是原有路面调查。应用水泥混凝土路面快速检测评价技术，在确定水泥混凝土路面的破碎能否成功实施时，搜集有关原有路面的资料，检测评估施工路面，主要包括：路基情况、排水设施、底基层和基层的情况、混凝土路面的类型和厚度、混凝土路面是否有钢筋或荷载传递装置。除了路面快速检测技术，路面钻芯取样对于分析原有路面结构十分重要，取样的数量、直径和位置取决于：路面结构的表面状况、整个路段的一致性状况、与工程其他情况有关的细节。三是清除存在的HMA（热拌沥青罩面）面层。热拌沥青碎石路面具有高温稳定性好，路面不易产生波浪，冬季不易产生冻缩裂缝，沥青用量少，造价低的特点。在碎石化之前，用小型铣刨机清除水泥混凝土路面上可能有的沥青修复材料，以免影响破碎效果。四是做好施工前路段上现有构造物和管线进行标记与保护，与桥梁连接段的路面应标明破碎的位置。五是防水。破碎后至摊铺下面层前，严格禁止各种形式的路面进水。施工中应重点注意天气情况的变化，与沥青面层施工协调进行，降雨前施工上面沥青结构层，以便将已破碎面覆盖。破碎后未及施工沥青面层，则使用整幅塑料布对全部破碎面进行覆盖，并做好纵向截水、排水措施，防止雨水进入。六是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：清除混凝土路面；开挖基层或路基至稳定层；换填监理工程师认可的材料，顶面高程与破碎混凝土板底相同；回填料应进行适当的摊铺和压实。七是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。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。
路面碎石化施工。一是在有代表性的路段选择路面作为试验段。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。同时在试验区内试坑，确保路面被破碎成规定的尺寸。二是MHB破碎。碎石化要把75%以上的水泥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。一般情况下，MHB应先破碎路面两侧的车道，然后破碎中部的行车道。在破碎路肩时应适当降低外侧锤头高度，减少落锤间距，既保证破碎效果，又不至于破碎功过大而造成碎石化过度。两幅破碎一般要保证15cm左右的搭接破碎宽度。机械施工过程中要灵活调整行进速度、落锤高度、频率等，尽量达到破碎均匀。三是凹凸回填。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效果。在压实前发现的大于5cm的凹地应用密级配碎石料回填并压实到要求。四是原有填缝料及外露钢筋清除。在铺筑面层以前所有松散的填缝料、切割移除暴露的加强钢筋或其他类似物应进行清除，根据需要，填充以级配碎石粒料。五是破碎后的压实。破碎后的路面采用Z型压路机和单钢轮压路机振动压实。六是碎石化技术对沥青路面施工的要求。摊铺的时间在混凝土破碎和摊铺HMA底层之间的最长间隔时间不应超过48h并确保破碎路面不被污染。在HMA罩面铺设之前，重新压实破碎混凝土路面，振动压实2遍，由罩面施工造成的混凝土路面扰动，也应在摊铺之前进行再压实，或改变罩面程序以减少对混凝土路面的扰动。混凝土路面扰动的施工车辆的通行次数和载重量应降低至最小程度。运送沥青料的车辆仅在摊铺点附近才能缓慢匀速驶上破碎后的混凝土路面表面。如果摊铺前混凝土路面表面已被运料车破坏，则需要重新压实直至达到设计要求。七是破碎混凝土路面的养护，除了指定的用于开放横穿交通的区域外，破碎后的混凝土路面的任何路段均不得开放交通，待检测弯沉合格后，方可开放交通。 乳化沥青透层。为使表面较松散的粒料有一定的结合力，宜使用慢裂乳化沥青做透层。乳化沥青洒布量每平方米不得少于2.5公斤，乳化沥青的含量不得低于50%，监理单位每工作班或每车沥青必作抽查检验洒布量或沥青含量，洒布车应控制行进速度，不得重复来回多次洒布。沥青洒布完立即铺洒石屑，并用钢轮压路机碾压。碎石化、沥青洒布、铺洒石屑和碾压必须协调，并应控制行车，防止前后脱节造成碎石化没洒布沥青等问题。雨天不得进行碎石化及乳化沥青施工，低温不得进行乳化沥青施工。刚完成的乳化沥青路段不得开放交通，待乳化沥青破乳稳定后方可开放交通。
三、碎石化施工质量控制
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。
施工前。一是选择具有代表性路段作为试验段，其长度最小50m。在该试验段中安排不同锤迹间距（2cm左右极差）的子区段，每段长度不少于50m，其分界要标记清楚。二是根据选择的设备控制参数，并根据破碎效果进行调整。三是试验段施工结束后，对不同锤迹间距的子区段粒径进行检测，选择对应的设备控制标准。四是检测回弹弯沉（或回弹模量），验证其是否满足变异性要求。推荐采用回弹模量指标，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。
大面积施工过程中。一是要注意单幅路面长度破碎超过1km时，在破碎粒径产生突变处挖试坑抽检，试验粒径是否满足要求，如果不满足要作小幅调整，在此过程中无需继续检测回弹模量指标，而以试坑粒径状况与试验段有无显著差别作为判断是否合格的依据。
二是对于下卧层强度差异较大的不同路段要作不同的设备参数调整，可在其中一段控制参数的基础上，作小幅调整以满足其它段的破碎要求。三是对粒径的确认应通过开挖试坑后用卷尺量结合目测的方式进行（试坑面积为1m2，深度要求达到基层）。试坑位置的选取应具随机性。四是试验段测试的内容除颗粒粒径外还有顶面的当量回弹模量（或增加回弹弯沉测试），检测要在乳化沥青洒布之后，粒径规格的试验子区段内进行。以上测试的试验段测点数至少需要9个。五是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。
碎石化施工技术简单、工期短、综合造价低、环保、无污染，且施工时车辆仍可通行。在保康县的成功运用，得到了人民的热烈拥护，也获得了上级主管部门的一致肯定，在今后的交通公路发展过程中，保康县公路局仍将大力推广。