共振碎石化技術(shù)在公路改擴(kuò)建工程中的應(yīng)用研究

宋思捷

摘要 共振碎石化施工技術(shù)能夠改善原本容易產(chǎn)生反射裂縫的水泥混凝土面板性能，通過將面板均勻破碎的方式使其具備柔性承載力，具有適用范圍廣、無須養(yǎng)生處理、振動(dòng)影響小、施工效率高等優(yōu)勢(shì)。文章以廣東省G220國(guó)道某路段為例，對(duì)公路改擴(kuò)建過程中的共振碎石化施工準(zhǔn)備工作進(jìn)行了介紹，分析了共振碎石化施工技術(shù)的應(yīng)用要求，提出了施工質(zhì)量檢測(cè)的具體標(biāo)準(zhǔn)，以期為相關(guān)單位人員提供參考。

關(guān)鍵詞 共振碎石化;公路改造;技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào) U416.216 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）05-0105-03

0 引言

共振碎石化技術(shù)能夠通過技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)破碎機(jī)械與需改造路燈水泥面板之間的共振，將面板破碎為下層嵌鎖、上層嵌擠的碎石粒料層，具有粒徑小、相鄰互補(bǔ)等特點(diǎn)的碎石粒料層能夠變得更加穩(wěn)定，有效規(guī)避了水泥板結(jié)構(gòu)存在的接縫位移問題，增強(qiáng)改造路面強(qiáng)度的同時(shí)不會(huì)對(duì)路基造成較大影響，將該技術(shù)用于加鋪路面，能夠有效改進(jìn)路面存在的反射裂縫問題。

1 工程概況

以廣東某段G220國(guó)道改造項(xiàng)目為例，計(jì)劃對(duì)圩鎮(zhèn)路段進(jìn)行共振碎石化處理，該路段主要為舊水泥混凝土路面板。碎石化施工前，須提前將舊瀝青加鋪層從舊水泥面板上方銑刨去掉，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行共振碎石化處理。計(jì)劃投入機(jī)械手4名，施工管理人員4名（現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)一人，另三人負(fù)責(zé)安全和施工管理）;計(jì)劃投入共振碎石機(jī)2臺(tái)，灑水車1輛，壓路機(jī)2臺(tái)。碎石化施工中機(jī)械施工參數(shù)詳見表1，參數(shù)通過試振獲取，特殊路況結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整。

2 施工準(zhǔn)備

路面共振破碎施工期間需要做好天氣狀況監(jiān)測(cè)工作，避免在降雨天氣開展相應(yīng)施工。為了避免雨水對(duì)破碎后路面造成負(fù)面影響，施工人員需及時(shí)做好壓實(shí)處理工作，并將透層油噴灑于壓實(shí)路面之上[1]。為了避免瀝青補(bǔ)塊或?yàn)r青加鋪層對(duì)共振碎石化施工質(zhì)量造成影響，須提前將其清除，同時(shí)在施工前進(jìn)行并排取芯或檢查坑開挖的方式對(duì)機(jī)械施工參數(shù)進(jìn)行確定。

2.1 瀝青修補(bǔ)塊、加鋪層清除

借助銑刨機(jī)將混凝土舊路面瀝青加鋪層清除，借助風(fēng)鎬清除瀝青修補(bǔ)塊。舊公路水泥板存在唧泥、嚴(yán)重網(wǎng)狀破損（如圖1）以及縱向斷板且沉陷等問題（如圖2），須利用C15貧水泥或級(jí)配碎石對(duì)不低于10 cm深度的坑槽回填，回填C15貧水泥的區(qū)域需進(jìn)行共振碎石化改造。

2.2 機(jī)械施工參數(shù)檢測(cè)

機(jī)械施工參數(shù)檢測(cè)期間，須選擇具有代表性的路段試振，測(cè)試長(zhǎng)度為200 m，按照單向路幅寬度進(jìn)行試振。在挖掘檢查坑期間，將尺寸控制在長(zhǎng)寬各1.2 m且深度為混凝土路面厚度的范圍，還可以采取150 mm孔徑并排取芯的方式檢查，兩者檢查方式均應(yīng)在試振區(qū)中部開展取芯或挖坑工作，數(shù)量應(yīng)為1～2個(gè)。試振完成，將挖掘檢查坑遺留的碎料清除，利用瀝青碎石或級(jí)配碎石回填。檢查坑無法滿足碎石化施工需求時(shí)，重新開挖新的檢查坑，在無符合要求檢查坑的情況下，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行分析驗(yàn)證，對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，避免對(duì)共振碎石化施工質(zhì)量造成負(fù)面影響。

2.3 共振破碎施工設(shè)備及材料的準(zhǔn)備

共振破碎施工期間，施工單位應(yīng)借助40 Hz共振頻率的高頻低幅設(shè)備開展施工，確保能夠滿足舊水泥板破碎化的各種頻率要求。將吸塵除塵系統(tǒng)加裝在共振設(shè)備之上，解決共振期間可能產(chǎn)生的揚(yáng)塵問題。共振破碎后的壓實(shí)施工期間，借助輪胎壓路機(jī)或單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)處理，確保壓路機(jī)具有18 t以上的噸位，壓實(shí)期間借助水車灑水降塵。提前準(zhǔn)備石屑或碎骨料材料，石屑或碎骨料材質(zhì)為石灰石質(zhì)地，材料中的石粉含量應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，板結(jié)碎石表面并提升壓實(shí)質(zhì)量，做好水泥板破碎后的彌縫處理工作;準(zhǔn)備回填材料處理存在嚴(yán)重坑槽問題的路面。在質(zhì)量檢測(cè)方面，施工單位為后續(xù)試驗(yàn)檢測(cè)工作準(zhǔn)備取樣、回彈模料、篩分試驗(yàn)、回彈彎沉相關(guān)設(shè)備。

3 共振碎石化施工技術(shù)要求

3.1 共振破碎施工

共振破碎施工應(yīng)從縱縫邊緣部位（水泥面板）或者外側(cè)車道邊緣部位開始，破碎方向由低向高開展，避免無法有效排除滲透到路面之中的水分。破碎錘頭具有0.2 m/條的破碎范圍，單條車道可以設(shè)置15～18條錘頭，控制相鄰區(qū)域的破碎間隔，避免距離超出單個(gè)錘頭寬度?，F(xiàn)場(chǎng)破碎寬度高于目標(biāo)水泥面板，為避免原有接縫對(duì)路面質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，設(shè)置0.1 m以上的破碎寬度處理水泥板搭接的部位[2]。在共振破碎期間，適當(dāng)調(diào)整共振頻率處理混凝土水泥板厚度過大或強(qiáng)度過高問題，借助更緩慢的速度進(jìn)行更高強(qiáng)度的共振，提前對(duì)相應(yīng)路段進(jìn)行打裂等預(yù)處理工作，避免對(duì)共振破碎進(jìn)度造成影響。軟弱路基存在含水量高且不易排水等問題，能夠影響破碎效率，須提升共振破碎速度，適當(dāng)縮減激振力和振幅，必要時(shí)通過隔行破碎降低施工影響，避免嚴(yán)重破壞水泥板強(qiáng)度。為了避免對(duì)路段內(nèi)相關(guān)建筑物造成影響，施工人員監(jiān)測(cè)周邊建筑工作狀態(tài)，及時(shí)分析檢查異常位移或開裂等問題，確認(rèn)無誤后方可繼續(xù)開展施工。

3.2 破碎層的清理

碎石層清理采取人工處理方式對(duì)條狀填料堆積在舊水泥板裂縫、接縫部位問題處理，直接清理干凈10 cm以上的碎石化表層碎塊。豎向凹地在5 cm以上的區(qū)域，借助連續(xù)級(jí)配碎石回填處理。碎石層中的較大塊徑借助石屑、石粉等細(xì)料填充，填充期間剪除外露部位確保表面平齊。

3.3 碎石化層壓實(shí)處理

按照初壓1次、復(fù)壓2～3次以及終壓1～2次三個(gè)階段開展壓實(shí)處理施工，碾壓期間開展灑水處理工作，將碎石層表面含水量控制在施工標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，保持不低于3 km/h的碾壓速度。在平曲線（無超高）與直線路段按照由路肩到中心的方向開展碾壓施工;在平曲線（有超高）路段按照由內(nèi)側(cè)路肩到外側(cè)路肩的方向開展碾壓施工。嚴(yán)格按方案標(biāo)準(zhǔn)控制壓路機(jī)間距，按照100～200 mm的重疊寬度碾壓，在振動(dòng)停止后方可折回。輪胎壓路機(jī)根據(jù)碾壓輪寬度控制重疊寬度，具體標(biāo)準(zhǔn)為輪寬的1/3～1/2。大型壓路機(jī)無法壓縮處理的窄小路段，借助振動(dòng)夯板或1～2 t級(jí)別的小型壓路機(jī)對(duì)窄小路段壓實(shí)處理。

3.4 特殊路段處理

軟弱路基存在含水量高且不易排水等問題，此類施工路段須提升共振破碎速度，適當(dāng)縮減激振力和振幅，采取隔行破碎施工手段避免嚴(yán)重破壞水泥板強(qiáng)度，影響路面運(yùn)行質(zhì)量。部分路段存在路面沉陷、翻漿等較為嚴(yán)重的病害問題，施工單位直接破除病害部位水泥板，去除水泥板下方軟基，換填路基確保路段質(zhì)量滿足施工標(biāo)準(zhǔn)要求[3]。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況判定具體回填方式，根據(jù)設(shè)計(jì)要求開展施工。零星挖除部位回填工作期間，利用低標(biāo)號(hào)水泥填充下部挖除部位，利用瀝青碎石或級(jí)配碎石對(duì)舊水泥板頂面下方15～20 cm部位回填，材料選取標(biāo)準(zhǔn)詳見表2，篩分結(jié)果如圖3。

對(duì)于局部下陷路段，施工單位碾壓處理問題路段，借助瀝青或級(jí)配碎石處理15 cm下陷深度以內(nèi)的區(qū)域;對(duì)于下陷更深的區(qū)域，施工單位借助水泥材料補(bǔ)強(qiáng)處理挖出碎石層后的下陷區(qū)域，強(qiáng)度提升至C15級(jí)別，回填至15 cm范圍內(nèi)時(shí)借助瀝青或級(jí)配碎石回填[4]。

對(duì)于脫空路段，在共振破碎后開挖回填脫空凹陷部位。碾壓處理完成后，破碎層表面可能存在2～10 cm的豎向位移，針對(duì)位移問題回填瀝青碎石或連續(xù)級(jí)配碎石;破碎層表面可能存在10 cm以上的豎向位移，針對(duì)位移問題在10 cm以下部位借助水泥材料補(bǔ)強(qiáng)處理，在10 cm之內(nèi)的區(qū)域使用瀝青碎石或連續(xù)級(jí)配碎石處理。

4 施工質(zhì)量控制措施

4.1 碎石化層質(zhì)量控制

共振碎石化施工完畢后，通過檢查坑開挖檢測(cè)或并排取芯的方式對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行核查，碎石層粒徑質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

4.2 承載能力

共振碎石化處理之后，路面基層應(yīng)達(dá)到柔性基層的范圍，開展承載能力試驗(yàn)檢測(cè)工作，按標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)回彈模量，基于每千米至少3個(gè)測(cè)點(diǎn)的方式對(duì)數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，相關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)如表4所示[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，共振碎石化公路改擴(kuò)建工程施工期間，施工單位需要加強(qiáng)施工過程質(zhì)量控制，做好施工準(zhǔn)備、鋪筑試驗(yàn)路段、施工過程中各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的檢驗(yàn)等各項(xiàng)工作，嚴(yán)格按方案和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)共振破碎、碾壓、回填等各項(xiàng)施工，確保公路改造工作有序開展。

參考文獻(xiàn)

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