多錘頭碎石化在舊水泥混凝土路面改造中的有效應(yīng)用

文／廣東冠粵路橋有限公司 薛治平

關(guān)鍵字:多錘頭；碎石化；改造水泥混凝土路面；質(zhì)量控制

1 碎石化破碎機(jī)理

多錘頭破碎機(jī)，是一種對(duì)水泥混凝土路面進(jìn)行碎石化的專用機(jī)械，通常以柴油機(jī)作為動(dòng)力源。裝有橡膠輪胎，能自己行走。設(shè)備后部有2 排重錘，重錘的質(zhì)量為454 ～544.8 kg，分兩排成對(duì)裝配在整臺(tái)機(jī)械的尾部。每對(duì)重錘單獨(dú)地以一套液壓提升系統(tǒng)為動(dòng)力，在破碎時(shí)按一定規(guī)律下落。錘頭的提升高度可以在0.8 ～1.3m 之間調(diào)節(jié)。工作過(guò)程中，重錘下落時(shí)可產(chǎn)生1.38 ～11.1KJ 的沖擊能量，

具備一次破碎寬度達(dá)3.75m 車道的能力。破碎機(jī)兩邊裝備有帷幕，以防止施工時(shí)碎屑飛濺。

其工作機(jī)理是：油缸活塞桿用連接銷與連接板相連，中間通過(guò)連接帶用銷軸與破碎錘相連，破碎錘上焊有堅(jiān)硬、耐磨的破碎刀。當(dāng)油缸活塞桿上升時(shí)，通過(guò)連接帶帶動(dòng)破碎錘上升；當(dāng)油缸卸荷時(shí)，靠破碎錘的自重下落，對(duì)路面形成沖擊，如此循環(huán)往復(fù)。該工作裝置分兩排對(duì)角布置在破碎機(jī)后部，每對(duì)破碎錘單獨(dú)以一套液壓提升系統(tǒng)帶動(dòng)，破碎時(shí)在整車行走過(guò)程中交替下落，并且各破碎錘的起升高度和落錘時(shí)間可以調(diào)節(jié)，可針對(duì)不同的混凝土路面進(jìn)行破碎。

多錘頭碎石化的過(guò)程，是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。重錘自由落體，將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，與路面結(jié)構(gòu)接觸后，將動(dòng)能的絕大部分轉(zhuǎn)化為路面結(jié)構(gòu)各質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能和勢(shì)能。從這個(gè)意義上講，多錘頭碎石化工藝與舊式的強(qiáng)夯機(jī)械是相似的。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外各施工單位在施工中的實(shí)踐證明，破碎機(jī)破碎后的顆粒尺寸范圍控制在7.5-30cm 之間能取得良好的使用效果，而破碎后的碎石顆粒大小可通過(guò)控制破碎錘的上升高度和下落時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)舊水泥路面打碎后，水泥路面顆粒由上而下逐漸增大，經(jīng)碾壓后，上部顆粒形成平整面，下部顆粒間形成嵌擠結(jié)構(gòu)，再加鋪新的面層后，可有效強(qiáng)化路基。

2 碎石化施工過(guò)程介紹

2.1 施工準(zhǔn)備

1.碎石化施工前，應(yīng)先清除所有需要破碎的混凝土板塊上存在的瀝青表面修補(bǔ)材料。

2.及時(shí)修復(fù)或增設(shè)排水設(shè)施，以保證路面碎石化施工作業(yè)面上排水暢通，不出現(xiàn)聚水現(xiàn)象。

3.施工前，針對(duì)調(diào)查的結(jié)構(gòu)物體在現(xiàn)場(chǎng)做出明確的標(biāo)記，以確保這些構(gòu)造物不會(huì)因?yàn)槭┕ぴ斐蓳p壞。

4.在施工段范圍內(nèi)加密高程控制點(diǎn)，以便施工中對(duì)高程的測(cè)量。

5.施工前，選擇有能力，能保證質(zhì)量的石場(chǎng)，對(duì)石場(chǎng)的石屑進(jìn)行原材料送檢，石屑采用單級(jí)配，粒徑在4.75-9.5mm之內(nèi)。

6.施工前除配備多錘頭破碎機(jī)、Z 型壓路機(jī)外，還應(yīng)配備自重不小于20T 的鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)及石屑撒布車。

7.碎石化施工前要制定交通管制和分流方案，以滿足通車和施工要求。

2.2 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→清除路面雜物→多錘頭破碎機(jī)就位→舊路面破碎施工→嵌縫料清理→Z 型壓路機(jī)碾壓→凹處回填→鋼輪壓路機(jī)碾壓→碎石化施工驗(yàn)收→進(jìn)入下一道工序。

3 施工要點(diǎn)

1.為保證施工質(zhì)量，應(yīng)分段進(jìn)行多錘頭破碎施工，每段長(zhǎng)度一般控制在200 米左右。同時(shí)，為提高施工效率，破碎完成后應(yīng)及時(shí)碾壓。

2.嚴(yán)格按照試驗(yàn)路段確定的施工參數(shù):破碎機(jī)行駛速度宜控制為100m/小時(shí)，落錘高度控制在1.1m-1.2m，錘擊頻率控制在30 捶/分鐘。在特殊路段，應(yīng)根據(jù)里面的實(shí)際情況進(jìn)行機(jī)械調(diào)整，以滿足破碎要求。

3.破碎施工順序應(yīng)根據(jù)路面橫坡來(lái)確定，先破碎高程低的車道，以免聚水，兩幅破碎寬度一般要保證10cm 的搭接寬度。在破碎路肩時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低外側(cè)錘頭高度，減小落錘高度，保證破碎效果，又不至于因破碎功過(guò)大而造成過(guò)度破碎。

4.多錘頭破碎施工完，破碎后的路段盡快鋪筑0 ～6cm厚5%水泥穩(wěn)定碎石調(diào)平層。

4 質(zhì)量控制

路面破碎化施工質(zhì)量控制，主要指路面彎沉、破碎粒徑規(guī)格、高程及平整度等方面，具體如下：

1.碎石化破碎粒徑控制規(guī)格為：（1）破碎率達(dá)到75%；（2）破碎后表層粒徑小于7.5cm，中層粒徑小于22.5cm，底部粒徑小于37.5cm。粒徑檢測(cè)方法主要是通過(guò)挖坑檢測(cè)，每200 米每車道檢測(cè)一處。試坑尺寸為100cm×100cm，然后將坑內(nèi)破碎的混凝土塊清除至露出底部下承層，用篩分和直尺檢測(cè)塊粒徑，計(jì)算破碎率，觀察裂縫貫穿和分布情況。

2.彎沉檢測(cè)采用東方自卸車（車后軸重10T）、貝克曼4.5m梁彎沉檢測(cè)儀檢測(cè)，每20 米檢測(cè)兩個(gè)車道。

3.高程檢測(cè)主要測(cè)量每20m 的中樁和邊樁的高程。

4.平整度檢測(cè)采用3 米直尺檢測(cè)，每200 米4 個(gè)斷面，每個(gè)斷面10 尺。

5 基層施工

多錘頭破碎施工完，破碎后的路段應(yīng)盡快鋪筑0～6cm厚5%水泥穩(wěn)定碎石調(diào)平層。緊接著，大概一周后組織實(shí)施基層施工。

基層施工，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙要求，采用穩(wěn)定土廠拌，以保證提供穩(wěn)定質(zhì)量的基層混合料。

基層攤鋪時(shí)，有條件應(yīng)盡可能采用基層攤鋪機(jī)組進(jìn)行施工，以便減少施工過(guò)程中的離析、不均勻等弊病。但許多地方公路，僅是二車道的，便難以用攤鋪機(jī)組進(jìn)行施工，而只能采用平地機(jī)或推土機(jī)來(lái)整平作業(yè)。

對(duì)于地方公路而言，最難的還是道路管制。為保證基層質(zhì)量，基層施工后應(yīng)至少一周內(nèi)進(jìn)行保濕養(yǎng)生，并需圍蔽起來(lái)，禁止開(kāi)放交通。

鑒于地方公路只有兩車道，要實(shí)現(xiàn)完全對(duì)基層施工路段做到禁止通行，確實(shí)比較困難。最好的辦法，還是待基層強(qiáng)度能達(dá)到要求時(shí)，盡快施工水泥混凝土路面。因此，對(duì)路面施工的工人、設(shè)備、材料等，應(yīng)早做準(zhǔn)備，一般在基層施工后一周至二周內(nèi)，便應(yīng)實(shí)施面層施工，防止基層路面因開(kāi)放交通而出現(xiàn)表面松散等病害。

6 施工總結(jié)

省道S246 線仁化縣河塘至湞江區(qū)犁市段路面改造工程，起止樁號(hào)為K70+300 ～K88+745，經(jīng)花坪鎮(zhèn)、老虎沖、宋屋、新村農(nóng)場(chǎng)，終點(diǎn)位于湞江區(qū)犁市鎮(zhèn)，終止樁號(hào)為K88+745，全長(zhǎng)18.466Km，屬路面改造工程。

該工程公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)按原有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，公路等級(jí)為三級(jí)公路；設(shè)計(jì)行車速度為30km/h。除花坪街道段（K73+435~K74+467 段）路基寬為9.5m，路面寬9m 外，其余路段路基寬度7.5m，路面寬度7m。

該工程施工內(nèi)容包括：舊路面多錘頭碎石化、軟基處理、涵洞、路面、排水及防護(hù)、安全設(shè)施等工程；以及為完成上述工程施工所發(fā)生的臨時(shí)工程。該項(xiàng)目從2014 年9 月17 日開(kāi)工，由于受管線遷移、黃格線下穿鐵路橋改線工程延誤、村民阻工等諸多原因的影響，至2018 年1 月24 日完成交工驗(yàn)收和結(jié)算。

通過(guò)該項(xiàng)目完工幾年后的回訪和檢查，經(jīng)過(guò)碎石化處理后的路基，其承載力得到較大的提升，對(duì)后期施工的基層、面層的整體受力，起到很大的作用。特別是近年來(lái)超重車輛越來(lái)越多的情況下，對(duì)防止路面出現(xiàn)早期病害，延長(zhǎng)使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益方面，起到了不可磨滅的作用。

7 個(gè)人的一點(diǎn)思考和建議

近年來(lái)，由于受某些觀念的錯(cuò)誤引導(dǎo)，水泥混凝土路面較少推廣使用，取而代之瀝青混凝土路面。其實(shí)，對(duì)于經(jīng)濟(jì)水平尚未發(fā)達(dá)的中國(guó)國(guó)情，特別是廣大的地方道路、鄉(xiāng)村道路，尤其是南方雨水多、溫差大的地區(qū)，水泥混凝土路面才是最適宜的方案。具有造價(jià)較低、經(jīng)久耐用，后期養(yǎng)護(hù)成本較低等優(yōu)點(diǎn)。就算使用多年后，經(jīng)過(guò)碎石化處理，還可以循環(huán)再利用，對(duì)建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)，善莫大矣！