路面破碎技术在旧水泥路面改造中的应用

2019年第13期（5月 上）

路面破碎技术在旧水泥路面改造中的应用

徐超宇

（张家口市交通质量安全管理处，河北 张家口 075000）

摘要：为研究旧水泥路面改造中的路面破碎技术，总结了旧水泥路面微裂化破碎施工工艺，依托二级公路改造工程，对旧水泥路面破碎施工过程进行控制，并跟踪检测旧路面破碎施工质量以及新路面的破损率、平整度。通过对旧路状况进行调查，制定合理的路面改造方案，并对旧路面破碎施工及加铺层施工过程进行相应的质量控制，新铺筑的沥青路面具有良好的路用性能及耐久性，微裂化破碎处治技术有效处治了旧路结构各种病害，同时充分利用了旧路材料，节约施工成本。关键词：高速公路；水泥路面；改造工程；路面破碎技术中图分类号：U416

文献标识码：A

表1 旧路面状况调查结果

桩号范围K56+462—K56+562K56+562—K56+662K56+662—K56+762K56+762—K56+862K56+862—K56+962K56+962—K57+057

DR（%）16.2614.3415.6215.2815.9717.32

PCI61.563.662.262.661.860.3

评定结果次次次次次次

0 引言

传统水泥路面大修改造方式为先拆除旧水泥面板，再加铺沥青混凝土层或水泥混凝土层，往往翻修出大量混凝土旧料，若处置不当，则将浪费土石资源，甚至污染环境[1]。旧水泥路面碎石化再生处治技术通过破碎技术将旧路面破碎为2～4cm的碎石块，再使用乳化改性沥青将碎石固结，并碾压密实，最后在破碎再生层上加铺相应的结构层。根据施工工艺与设备的差异，破碎技术可分为共振碎石技术、多锤头破碎技术及微裂式破碎技术，其中微裂式破碎技术能修复旧路面板底脱空病害并加固路床，解决加铺层由于旧路处治不当而产生的推移、压密型车辙及反射裂缝等病害。此外，微裂式破碎技术可改善破碎层与加铺层之间的黏结效果。本文依托二级公路水泥路面改造工程，通过对旧路具体状况进行调查，提出微裂式破碎施工工艺及控制要点，并检测实际破碎效果。

处水泥面板存在脱空现象，严重影响道路通行能力。2.2 路面改造方案

针对该二级公路病害类型，通过路面设计软件验算各结构层弯沉值与层底最大拉应力，最终决定采用的新路面结构形式为：3cmAC—10+沥青黏层+4cmAC—16+热沥青封层+18cm水泥稳定碎石+微裂式碎石化再生层。由于试验路段水泥面板经微裂化破碎后，其表面平整性较差，因此在沥青结构层与再生层之间加铺一层水泥稳定碎石作为补强调平层。

1 工程概况

某二级公路设计速度80km/h，路线全长8.9km，路面结构形式为：26cm水泥混凝土+18cm石灰稳定土+18cm石灰稳定土，路面宽度为16m，路基宽度为20m。自该道路通车运营以来，交通量大幅上升，旧路面在行车荷载与环境因素的共同作用下发生脱空、板角断裂、破碎板等病害，严重影响行车安全，研究决定采用微裂化破碎技术对K56+462—K57+057路段原路面进行改造。

3 微裂化破碎技术

3.1 施工设备与前期准备

根据水泥板厚度，选用HHT—66KJ型破碎机进行微裂化破碎施工。微裂化破碎施工前，应采用相应的检测设备对路面脱空情况与承载能力进行调查，然后通过钻孔注浆，使用高韧性、高渗透性的聚合物填充结构层间脱空，并对软化路基补强加固，注浆封孔后应养生2～4h后方可开放交通[2]。

3.2 微裂化破碎施工

首先沿水泥面板两侧进行夯击，并根据设计凹槽深度与开裂块度及时调整单点位夯击次数及夯锤下落高度，一般凹槽深度控制为1～3cm，开裂块度控制为0.01～0.04m2。此外，每块水泥面板的四个板角均需进行夯实（距离接缝处10～20cm）。破碎过程中，若裂缝宽度与凹槽深度无法

2 旧路调查

2.1 路面状况评价

通过路面检测车辆与人工调查相结合的方式，对该二级公路路面病害与损坏情况进行调查，进而计算路面破损率（DR）与路面损坏状况指数（PCI），结果如表1所示。

由表1可知，旧路路面破损状况严重，路况评定等级均为“次”。全路段破碎板、坑槽、板角断裂等病害较为严重，使路面平整性较差。此外，通过进一步检测发现，多

收稿日期：2019-01-21

作者简介：徐超宇（1980—），男，河北张家口人，工程师，主要研究方向为公路工程。

30交通世界TRANSPOWORLD同时满足要求时，应以开裂块度为准，如开裂块度在多次试验后依然无法满足，则经论证后即可把开裂块度控制标准调整为不大于0.1m2。面板侧边破碎施工完成后，沿面板中部进行破碎，开裂块度、裂缝宽度和凹槽深度的控制标准与面板侧边施工相同。

面板微裂化破碎施工结束后应扫除表面被破碎的凹槽碎块，并使用25t胶轮压路机静压2～3遍，或直接开放交通1～2d。碾压完成后再次对表面进行清扫，将浮尘、碎石等杂物清理干净，验收合格后即可洒布改性乳化沥青，用量为0.5～1.0kg/m2。3.3 施工质量控制

对于地下水或地表水排水不良的路段，需采取相应措施改善或者增设地下排水设施；对于旧水泥路面破碎较为严重的路段，应挖除后换填夯实或注浆补强处理。由于旧路面微裂化破碎后，当裂缝宽度低于0.5mm时，开裂板块间荷载传递能力较高，而裂缝宽度超过1mm时，其荷载传递能力快速下降，因此裂缝宽度应控制为0.1～0.5mm。

[3]

表2 路面破碎施工质量检测结果

桩号范围

K56+462—K56+562K56+562—K56+662K56+662—K56+762K56+762—K56+862K56+962—K57+057

左幅面板右幅面板左幅面板右幅面板左幅面板右幅面板左幅面板右幅面板左幅面板右幅面板

开裂块度（m2）实测值0.020.030.050.030.040.020.020.030.030.03

评定结果合格合格不合格合格合格合格合格合格合格合格

弯沉变异系数计算值0.1540.0850.1440.0970.1870.1380.1950.1520.1500.094

评定结果合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格

如表2所示。

由表2可知，旧路面微裂化破碎施工质量良好。试验路段的面板开裂块度合格率为85.7%，满足规范要求的75%；各路段弯沉变异系数均小于0.5，合格率100%，满足规范要求。旧水泥面板在微裂化破碎机的夯击作用下，被破碎成块度均匀的块状体，有效分散了旧水泥面板的板端变形，避免了旧路病害对新路面造成影响。4.2 加铺层性能检测

在旧水泥路面改造完成后，对试验路段加铺层沥青路面的破损率（DR）与平整度进行跟踪检测，结果如表3所示。

4 质量检测

4.1 路面破碎施工质量检测

为检测微裂化破碎施工质量，在路面破碎施工完成后，对旧路面左右两幅面板的开裂块度与路面弯沉进行检测，并根据弯沉平均值与标准差计算弯沉变异系数，结果

表3 新路面性能检测结果

桩号范围K56+462—K56+562K56+562—K56+662K56+662—K56+762K56+762—K56+862K56+962—K57+057

DR（%）

开放交通

00000

通车6月0.370.290.420.610.59

通车12月0.930.821.031.140.94

开放交通0.360.420.390.440.53

平整度（标准差）（mm）

通车6月1.041.110.821.290.92

通车12月1.381.461.011.531.34

由表3可知，该二级公路经改造重铺后，新沥青路面行车舒适性较好。此外，新路面在开放通车1年后，依然能维持较好的路用性能，未产生严重的破碎与病害。新铺筑的沥青路面破损率与平整度随通车时间的增加而上升，通车一年后最大路面破损率与平整度分别为1.29%与1.58mm，表明旧路改造方案合理且微裂化破碎施工效果良好，水泥稳定碎石补强调平层有效避免了旧路面结构的不平整性传递到新沥青路面结构中。此外，微裂化处治技术有效治理了旧路结构各种病害，从而使新铺筑的沥青路面具有良好的路用性能及耐久性。

表明：通过对旧路状况进行调查，制定合理的路面改造方案，并对旧路面破碎施工及加铺层施工过程进行相应的质量控制，所修筑的新路面结构，在环境因素与车辆荷载的共同作用下，依然能维持较好的路用性能。

参考文献：

[1] 谢文凯. 旧水泥路面微裂破碎技术对沥青加铺层力学行

为影响研究[D]. 西安：西安建筑科技大学，2018.[2] 宋俊伟. 旧水泥混凝土路面微裂式破碎再生技术与工程

应用研究[J]. 公路交通科技（应用技术版），2016，12（4）：73-74.

[3] 李会安. 微裂均质化处治再生技术的工程应用及控制要

点[J]. 山西建筑，2018，44（34）：151-152.

（编辑：赵艳）

5 结语

本文总结了旧水泥路面微裂化破碎施工工艺，将其应用在二级公路旧路面改造项目中，并对旧水泥路面破碎施工质量以及新路面的破损率、平整度进行跟踪检测。结果

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