1、 水泥混凝土路面破碎稳固施工工艺与质量控制范小响 甄京山 赵静(1.石家庄市公路桥梁投资开发管理中心 石家庄 050011;2 石家庄宏业交通建设管理有限公司 石家庄（050011） 摘要 本文结合307国道施工情况，详细介绍了破碎稳固技术在旧水泥混凝土路面改造中的施工工艺，对容易出现问题的环节和原因进行了分析，并提出可行的质量控制措施。 关键词 道路工程 水泥混凝土路面 破碎稳固 1前言 破碎稳固技术是对旧水泥混凝土路面进行改造的一项重要技术。该技术通过对水泥混凝土路面板的破碎和对路基的二次压实，消除了老路基的脱空、松散等一系列病害，并最大程度地防止加铺路面反射裂缝的发生与发展。目前，该技术2、在美国和南非应用较为广泛，而在国内应用较少。此次在国道307县石家庄市东出市口路段水泥混凝土路面改造过程中采用了这项技术。该段水泥混凝土路面是交通流量比较大的一条国道主干线，路面等级为一级，路面为水泥混凝土路面,厚24。该路是1985年修建的，经过了近20年的运营，已接近了设计使用年限，近几年路面出现明显的疲劳破坏特征。工程在吸收国外先进技术和施工工艺的基础上，结合307国道石家庄市东出口路段实际情况，对破坏稳固技术的施工工艺和质量控制方法进行了一些改进，实践表明，效果非常理想。特做一总结，以供参考。 施工工艺2.1 前期准备根据该路段的基本情况，如工程概况、交通线路、原路面结构、路面现状和性3、能等,确定需要进行冲压的路段；对设计采用破碎稳固技术的路段进行现场查验，确认冲击路段和冲压面积，对不符合实际的设计根据工程管理程序向有关部门提出修改意见；对破碎稳固的路段进行封闭,禁止车辆及行人滞留在施工路段，确保施工安全；对采用破碎稳固技术施工段的桥涵进 行调查统计，在现场用明显的标明地下管线和构造物的位置，对填土高度小于2.5M的桥梁、涵管及通道两侧预留5M，对重力式挡墙，从墙背起预留2M。2.2 冲压顺序与冲压遍数冲压顺序应遵循的原则是先板中纵向施工缝后板边纵向施工缝，即先中间后两边。具体遍数为：（1） 先冲击纵向施工缝6遍，一直到纵缝两侧45处由明显的连续纵向裂缝为止.该工序应完成后方4、可进行其他部位的冲击.在冲压的过程中,目测发现由明显连续断裂的纵缝后，该纵向施工缝可停止冲压。对未冲压开的纵向施工缝继续进行冲压。待所有的纵缝冲压合格后,检测沉降量和弯沉。（2） 再次冲压时调整冲压位置，将两个冲压轮调整至纵向施工缝两边相同距离后在冲压4遍。（3） S形整路段冲击，45角对角线冲压20遍.（4） 冲压边板6至8遍.（5） 检测个别地段弯沉小于20102的个别路段,有针对性的冲压.在冲压过程中及时检测面板的发裂情况,发现下述情况之一应停止冲压.（1） 发现由规则的冲击破碎带后，应及时停止冲压，分析原因,必要时对破碎带进行挖验，以确定产生破碎带的原因，调整冲击顺序和位置及遍数。破碎5、带如出现在有拉杆的纵向施工缝位置，初步分析原因有两个：一是拉杆钢筋的影响。冲击式压路机产生的冲击能量，集中在纵缝的拉杆上，反复高能量的冲击振动，使拉杆周围(锚固区）的混凝土产生初始裂纹，冲击压路机再直接冲击该部位时,使拉杆周围的混凝土产生粉碎性破坏，进而松散成一个破碎带。二是冲击顺序的影响。先冲击边板易造成破碎带。这是因为边板由如下特点：为半无限大板，边界少一半约束。绿化带长年需要浇水护养，水分浸入边板下的基层和路基，降低了地基的承载力和基层强度。边板位于横坡的最低处，雨水积聚下渗，进一步降低了地基的承载力。绿化隔离带直接影响了雨水的横向流动，加上绿化带内横向排水措施不利，实际上边板就是一个蓄6、水带。边板为重车车道，渠化交通造成了边板承受了大量的行车荷载,标准轴载累计作用次数，明显大于超车道，混凝土面板的疲劳强度降低.由于边板具有以上特点，所以如果先冲击边板，边板的外缘很容易断裂并嵌固入基层,而使纵向施工缝拱起(板下松散的石灰土向未受冲击的另一侧板边积），实测数据高达23CM,所以再冲击纵向施工缝时，整个路面板无法向两侧位移（边板的边部已经嵌固入基层）。再加上拱起和混凝土的初始裂纹，有时一遍过去，破碎带立刻就出现了。因此,对冲击顺序要特别慎重考虑。（2） 纵向裂纹间距较大，个别车道的裂纹宽度明显大于相邻车道或裂纹间距明显小于相邻车道时，要暂停冲压。分析原因,重点分析是否局部车道或条带7、冲压遍数过多或冲压不均匀造成的。根据裂纹间距或裂纹宽度调查冲击次序和位置，力求纵向裂纹间距和宽度均匀一致,必要时检测每个车道的弯沉。根据弯沉数据值情况决定冲击位置，力求所有车道弯沉值均匀一致.2。3 冲压速度冲压速度应先慢后快，前五遍的冲压速度控制在6KM/h左右（牵引车一档行驶）；后5遍的冲击速度控制在912KM/h(牵引车二档行驶）;十遍以后的冲压速度根据板块破碎尺寸来确定，原则是宜快不宜慢。因为面板破碎后,要尽量减少冲压轮的水平分力，以免影响板块的稳固。如果公路两侧民房较多而且距离较近，冲击初期，冲压速度越快，面板刚度越大，噪声传播越远，影响较大，因此为了减少扰民和引起不必要的麻烦，要通8、过减小速度，增加破碎的效果。前五遍主要对混凝土板块冲击破碎，因此低速可以达到最佳效果，后五遍考虑沉降和破碎双重效果,冲击速度选择912KM/h速度为宜，尽可能地减小冲击论的水平分力。2.4 特殊路段处理如果冲压过程中发现局部或板块出现“弹簧”现象，应停机检查，必要时可以用弯沉来控制，凡弯沉值大于250102MM的板块应确定为“弹簧，应把弹簧层挖除，然后回填碎石、石渣.找平后，用传统压实机具分层压实，再用冲击压路机补压同样遍数，以避免与非挖填段之间产生沉降差。有错台的板块,是冲击前做出明显标记，使整个冲击轮作用在一块板块上冲击,以减少破碎带的出现。3 破碎稳固质量控制在破碎稳固过程中，根据需要，9、可随时检测破碎稳固的稳固的质量，便于在后续施工过程中进行改进和控制。在307国道施工过程中，每冲压五遍检测一次,检测内容包括沉降量、破碎尺寸和弯沉。根据检测结果绘出沉降量与冲压遍数的关系曲线，弯沉值与冲压遍数的关系曲线，破碎尺寸与冲压遍数的关系曲线.3。1 破碎程度检测与控制 该破碎块并非一般意义的明显碎块，而是裂纹贯穿块与块之间,并形成集料嵌锁的结构，从而保全原路面所具有的大部分结构强度。由于巨大的冲击能量，消除了原混凝土板下存间隙，为加铺层提供均匀、稳固支撑。裂纹出现的次序是先纵向裂缝，后斜向裂纹而且横向裂纹不明显，分析原因由如下几个方面:该冲击设备是双轮连续冲击式压路机；每次冲压时两轮间10、的板并未同轮下板板及其基础均匀下沉，面板处于受弯状态。当冲击荷载超过水泥混凝土的弯拉强度时，顶面纵向裂纹扩展,而使面板瓣裂。冲击顺序是先纵向施工缝后板中；纵向施工缝唧泥较严重,即纵向施工缝两侧脱空较横向缩缝较严重；纵向裂纹是由面板底面受压,上面受拉形成的折断,所以表面没有开口位移量大,容易观测；横向裂纹是由面板底部受拉，上面受压形成的，所以表面没有开口位移量，因此不容易观测；路面为条带结构,纵向为无限大板,板与板之间相互约束，纵向位移较小，这也是横纹不易观察的主要原因。路面的横向为半无限大板，路的两侧花坛对面板约束较小,所以，面板向两侧挤压而形成位移，这是纵向裂纹容易观察的主要原因. 关于混凝11、土板的破碎程度，在水泥混凝土路面修补技术一书中指出，水泥混凝土路面的破碎结果应为边长4660CM大小的块，偶尔有一些75CM左右的块也可以,同时大于60CM的块不超过70%。同时参照国内多家刊物的文献资料，虽然具体尺寸说法不一，但数值差距不大,从既能控制反射裂纹又有较好的地基承载力考虑，破碎尺寸又不宜过小，因此将板块尺寸确定为3075CM之间,在破碎尺寸控制方面，以控制纵向裂缝间距为主，只要纵向裂纹间距不大于75CM，可视为破碎状况检测合格。施工过程中严格严格控制低限，适当控制高限。3.2 沉降量检测与控制冲压五遍后，停机检测沉降量,如果第十遍的沉降量不大于5MM,可停止冲压，既以两次检测沉降12、量差小于5MM为收敛指标,在沉降达到要求后对板的破碎状况进行检查.若破碎状况不到要求可以继续冲压，每两周检查一次,而且冲压要有针对性，仅对个别条带进行冲压，直到满足要求为止。3.3 弯沉检测与控制由于冲压遍数与弯沉值成反比关系，冲压遍数与沉降量和破碎尺寸成正比，因此,只要沉降值稳定（每五遍的沉降量不大于5MM视为沉降稳定），板块嵌锁紧密并处于稳定牢固状态，就说明达到了消除板底脱空并对原不密实基层和土路基进行挤密加固、提高路基的承载力的母的.在沉降量和破碎尺寸两项指标达到要求后进行弯沉检测，对弯沉值大于100的板块要挖除旧板，检查基层和路基，根据基层和路基的检查情况再制定处理方案。3.4 冲压过13、程中出现局部破碎的原因与修复在严格按上述措施进行冲压后，个别板块的边角位置仍然会有一些破碎现象发生。分析原因有如下几个方面：（1）从理论上分析,混凝土面板的冲压应当在面板没有温度应力的时间段进行，以免使局部混凝土受到冲击荷载应力和温度应力的双重作用，冲击应力大大超过混凝土所能承受的拉应力或压应力，从而使局部混凝土产生粉碎性破坏.而这个时间段恰好在午夜12点左右，如果在这个时间施工，噪声和振动将严重影响道路两侧居民的休息。而白天施工,上午有板角翘起,下午板中拱起，都有较大的温度应力,所以,局部破损难以避免。（2)板角和板边跨中为水泥混凝土板的受力最不利位置，冲击轮正好作用在该处时，引起的应力集中14、也会造成局部破损.（3）板角和板边跨中位置由于唧泥和基层的塑性变形，脱空最严重，该部位存在附加应力。(4）混凝土面板的局部存在严重的质量缺陷,如蜂窝麻面和混凝土离析，这些都会使面板的局部强度不足，即使冲击遍数均匀一致，局部也会产生一些破坏。（5)挖补的板块的板边最早出现表层挤碎现象。这是因为旧路的板缝有缝隙，新近挖补板块的板缝没有缝隙，而新挖补的板块又普遍高出旧板块，因此冲击时板缝处没有缓冲。冲击纵向施工缝时，一个轮的冲击能量全部作用在新板上,所以新板四周由片状破碎。在找平层施工以前，对于破碎稳固后产生的缺陷需要及时修复，将局部破损的混凝土全部消除掉，用沥青混凝土将坑洞补平，并用机械碾压密实，15、洒布粘层油。4 结语 通过采用以上破碎稳固施工工艺和质量控制方法，307国道石家庄市东出口段水泥混凝土路面在改造以后达到了以下效果：（1）旧水泥混凝土路面经连续冲压式压路机破碎稳固后，彻底解决了面板底部脱空和基层底部脱空，并对路基有一定的二次追密作用;(2）旧水泥混凝土路面板断裂破碎后,消除了产生反射裂缝的前提条件，解决了反射裂缝问题；（3）旧水泥混凝土路面经破碎稳固后，板块间相互嵌挤，裂纹宽度仅0.10。2,仍具有一定的板体性，是高模量的结构层，其基层顶面的当量回弹模量满足新建水泥路面的要求；（4）该工程由于采用了新技术、新工艺，减少废弃方9万M3,缩短工期6个月，节约投资1500万元,环保效益明显，符合国家的可持续发展战略。