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1、 水泥混凝土路面破碎穩固施工工藝與質量控制范小響 甄京山 趙靜(1.石家莊市公路橋梁投資開發管理中心 石家莊 050011;2 石家莊宏業交通建設管理有限公司 石家莊（050011） 摘要 本文結合307國道施工情況，詳細介紹了破碎穩固技術在舊水泥混凝土路面改造中的施工工藝，對容易出現問題的環節和原因進行了分析，并提出可行的質量控制措施。 關鍵詞 道路工程 水泥混凝土路面 破碎穩固 1前言 破碎穩固技術是對舊水泥混凝土路面進行改造的一項重要技術。該技術通過對水泥混凝土路面板的破碎和對路基的二次壓實，消除了老路基的脫空、松散等一系列病害，并最大程度地防止加鋪路面反射裂縫的發生與發展。目前，該技術2、在美國和南非應用較為廣泛，而在國內應用較少。此次在國道307縣石家莊市東出市口路段水泥混凝土路面改造過程中采用了這項技術。該段水泥混凝土路面是交通流量比較大的一條國道主干線，路面等級為一級，路面為水泥混凝土路面,厚24。該路是1985年修建的，經過了近20年的運營，已接近了設計使用年限，近幾年路面出現明顯的疲勞破壞特征。工程在吸收國外先進技術和施工工藝的基礎上，結合307國道石家莊市東出口路段實際情況，對破壞穩固技術的施工工藝和質量控制方法進行了一些改進，實踐表明，效果非常理想。特做一總結，以供參考。 施工工藝2.1 前期準備根據該路段的基本情況，如工程概況、交通線路、原路面結構、路面現狀和性3、能等,確定需要進行沖壓的路段；對設計采用破碎穩固技術的路段進行現場查驗，確認沖擊路段和沖壓面積，對不符合實際的設計根據工程管理程序向有關部門提出修改意見；對破碎穩固的路段進行封閉,禁止車輛及行人滯留在施工路段，確保施工安全；對采用破碎穩固技術施工段的橋涵進 行調查統計，在現場用明顯的標明地下管線和構造物的位置，對填土高度小于2.5M的橋梁、涵管及通道兩側預留5M，對重力式擋墻，從墻背起預留2M。2.2 沖壓順序與沖壓遍數沖壓順序應遵循的原則是先板中縱向施工縫后板邊縱向施工縫，即先中間后兩邊。具體遍數為：（1） 先沖擊縱向施工縫6遍，一直到縱縫兩側45處由明顯的連續縱向裂縫為止.該工序應完成后方4、可進行其他部位的沖擊.在沖壓的過程中,目測發現由明顯連續斷裂的縱縫后，該縱向施工縫可停止沖壓。對未沖壓開的縱向施工縫繼續進行沖壓。待所有的縱縫沖壓合格后,檢測沉降量和彎沉。（2） 再次沖壓時調整沖壓位置，將兩個沖壓輪調整至縱向施工縫兩邊相同距離后在沖壓4遍。（3） S形整路段沖擊，45角對角線沖壓20遍.（4） 沖壓邊板6至8遍.（5） 檢測個別地段彎沉小于20102的個別路段,有針對性的沖壓.在沖壓過程中及時檢測面板的發裂情況,發現下述情況之一應停止沖壓.（1） 發現由規則的沖擊破碎帶后，應及時停止沖壓，分析原因,必要時對破碎帶進行挖驗，以確定產生破碎帶的原因，調整沖擊順序和位置及遍數。破碎5、帶如出現在有拉桿的縱向施工縫位置，初步分析原因有兩個：一是拉桿鋼筋的影響。沖擊式壓路機產生的沖擊能量，集中在縱縫的拉桿上，反復高能量的沖擊振動，使拉桿周圍(錨固區）的混凝土產生初始裂紋，沖擊壓路機再直接沖擊該部位時,使拉桿周圍的混凝土產生粉碎性破壞，進而松散成一個破碎帶。二是沖擊順序的影響。先沖擊邊板易造成破碎帶。這是因為邊板由如下特點：為半無限大板，邊界少一半約束。綠化帶長年需要澆水護養，水分浸入邊板下的基層和路基，降低了地基的承載力和基層強度。邊板位于橫坡的最低處，雨水積聚下滲，進一步降低了地基的承載力。綠化隔離帶直接影響了雨水的橫向流動，加上綠化帶內橫向排水措施不利，實際上邊板就是一個蓄6、水帶。邊板為重車車道，渠化交通造成了邊板承受了大量的行車荷載,標準軸載累計作用次數，明顯大于超車道，混凝土面板的疲勞強度降低.由于邊板具有以上特點，所以如果先沖擊邊板，邊板的外緣很容易斷裂并嵌固入基層,而使縱向施工縫拱起(板下松散的石灰土向未受沖擊的另一側板邊積），實測數據高達23CM,所以再沖擊縱向施工縫時，整個路面板無法向兩側位移（邊板的邊部已經嵌固入基層）。再加上拱起和混凝土的初始裂紋，有時一遍過去，破碎帶立刻就出現了。因此,對沖擊順序要特別慎重考慮。（2） 縱向裂紋間距較大，個別車道的裂紋寬度明顯大于相鄰車道或裂紋間距明顯小于相鄰車道時，要暫停沖壓。分析原因,重點分析是否局部車道或條帶7、沖壓遍數過多或沖壓不均勻造成的。根據裂紋間距或裂紋寬度調查沖擊次序和位置，力求縱向裂紋間距和寬度均勻一致,必要時檢測每個車道的彎沉。根據彎沉數據值情況決定沖擊位置，力求所有車道彎沉值均勻一致.2。3 沖壓速度沖壓速度應先慢后快，前五遍的沖壓速度控制在6KM/h左右（牽引車一檔行駛）；后5遍的沖擊速度控制在912KM/h(牽引車二檔行駛）;十遍以后的沖壓速度根據板塊破碎尺寸來確定，原則是宜快不宜慢。因為面板破碎后,要盡量減少沖壓輪的水平分力，以免影響板塊的穩固。如果公路兩側民房較多而且距離較近，沖擊初期，沖壓速度越快，面板剛度越大，噪聲傳播越遠，影響較大，因此為了減少擾民和引起不必要的麻煩，要通8、過減小速度，增加破碎的效果。前五遍主要對混凝土板塊沖擊破碎，因此低速可以達到最佳效果，后五遍考慮沉降和破碎雙重效果,沖擊速度選擇912KM/h速度為宜，盡可能地減小沖擊論的水平分力。2.4 特殊路段處理如果沖壓過程中發現局部或板塊出現“彈簧”現象，應停機檢查，必要時可以用彎沉來控制，凡彎沉值大于250102MM的板塊應確定為“彈簧，應把彈簧層挖除，然后回填碎石、石渣.找平后，用傳統壓實機具分層壓實，再用沖擊壓路機補壓同樣遍數，以避免與非挖填段之間產生沉降差。有錯臺的板塊,是沖擊前做出明顯標記，使整個沖擊輪作用在一塊板塊上沖擊,以減少破碎帶的出現。3 破碎穩固質量控制在破碎穩固過程中，根據需要，9、可隨時檢測破碎穩固的穩固的質量，便于在后續施工過程中進行改進和控制。在307國道施工過程中，每沖壓五遍檢測一次,檢測內容包括沉降量、破碎尺寸和彎沉。根據檢測結果繪出沉降量與沖壓遍數的關系曲線，彎沉值與沖壓遍數的關系曲線，破碎尺寸與沖壓遍數的關系曲線.3。1 破碎程度檢測與控制 該破碎塊并非一般意義的明顯碎塊，而是裂紋貫穿塊與塊之間,并形成集料嵌鎖的結構，從而保全原路面所具有的大部分結構強度。由于巨大的沖擊能量，消除了原混凝土板下存間隙，為加鋪層提供均勻、穩固支撐。裂紋出現的次序是先縱向裂縫，后斜向裂紋而且橫向裂紋不明顯，分析原因由如下幾個方面:該沖擊設備是雙輪連續沖擊式壓路機；每次沖壓時兩輪間10、的板并未同輪下板板及其基礎均勻下沉，面板處于受彎狀態。當沖擊荷載超過水泥混凝土的彎拉強度時，頂面縱向裂紋擴展,而使面板瓣裂。沖擊順序是先縱向施工縫后板中；縱向施工縫唧泥較嚴重,即縱向施工縫兩側脫空較橫向縮縫較嚴重；縱向裂紋是由面板底面受壓,上面受拉形成的折斷,所以表面沒有開口位移量大,容易觀測；橫向裂紋是由面板底部受拉，上面受壓形成的，所以表面沒有開口位移量，因此不容易觀測；路面為條帶結構,縱向為無限大板,板與板之間相互約束，縱向位移較小，這也是橫紋不易觀察的主要原因。路面的橫向為半無限大板，路的兩側花壇對面板約束較小,所以，面板向兩側擠壓而形成位移，這是縱向裂紋容易觀察的主要原因. 關于混凝11、土板的破碎程度，在水泥混凝土路面修補技術一書中指出，水泥混凝土路面的破碎結果應為邊長4660CM大小的塊，偶爾有一些75CM左右的塊也可以,同時大于60CM的塊不超過70%。同時參照國內多家刊物的文獻資料，雖然具體尺寸說法不一，但數值差距不大,從既能控制反射裂紋又有較好的地基承載力考慮，破碎尺寸又不宜過小，因此將板塊尺寸確定為3075CM之間,在破碎尺寸控制方面，以控制縱向裂縫間距為主，只要縱向裂紋間距不大于75CM，可視為破碎狀況檢測合格。施工過程中嚴格嚴格控制低限，適當控制高限。3.2 沉降量檢測與控制沖壓五遍后，停機檢測沉降量,如果第十遍的沉降量不大于5MM,可停止沖壓，既以兩次檢測沉降12、量差小于5MM為收斂指標,在沉降達到要求后對板的破碎狀況進行檢查.若破碎狀況不到要求可以繼續沖壓，每兩周檢查一次,而且沖壓要有針對性，僅對個別條帶進行沖壓，直到滿足要求為止。3.3 彎沉檢測與控制由于沖壓遍數與彎沉值成反比關系，沖壓遍數與沉降量和破碎尺寸成正比，因此,只要沉降值穩定（每五遍的沉降量不大于5MM視為沉降穩定），板塊嵌鎖緊密并處于穩定牢固狀態，就說明達到了消除板底脫空并對原不密實基層和土路基進行擠密加固、提高路基的承載力的母的.在沉降量和破碎尺寸兩項指標達到要求后進行彎沉檢測，對彎沉值大于100的板塊要挖除舊板，檢查基層和路基，根據基層和路基的檢查情況再制定處理方案。3.4 沖壓過13、程中出現局部破碎的原因與修復在嚴格按上述措施進行沖壓后，個別板塊的邊角位置仍然會有一些破碎現象發生。分析原因有如下幾個方面：（1）從理論上分析,混凝土面板的沖壓應當在面板沒有溫度應力的時間段進行，以免使局部混凝土受到沖擊荷載應力和溫度應力的雙重作用，沖擊應力大大超過混凝土所能承受的拉應力或壓應力，從而使局部混凝土產生粉碎性破壞.而這個時間段恰好在午夜12點左右，如果在這個時間施工，噪聲和振動將嚴重影響道路兩側居民的休息。而白天施工,上午有板角翹起,下午板中拱起，都有較大的溫度應力,所以,局部破損難以避免。（2)板角和板邊跨中為水泥混凝土板的受力最不利位置，沖擊輪正好作用在該處時，引起的應力集中14、也會造成局部破損.（3）板角和板邊跨中位置由于唧泥和基層的塑性變形，脫空最嚴重，該部位存在附加應力。(4）混凝土面板的局部存在嚴重的質量缺陷,如蜂窩麻面和混凝土離析，這些都會使面板的局部強度不足，即使沖擊遍數均勻一致，局部也會產生一些破壞。（5)挖補的板塊的板邊最早出現表層擠碎現象。這是因為舊路的板縫有縫隙，新近挖補板塊的板縫沒有縫隙，而新挖補的板塊又普遍高出舊板塊，因此沖擊時板縫處沒有緩沖。沖擊縱向施工縫時，一個輪的沖擊能量全部作用在新板上,所以新板四周由片狀破碎。在找平層施工以前，對于破碎穩固后產生的缺陷需要及時修復，將局部破損的混凝土全部消除掉，用瀝青混凝土將坑洞補平，并用機械碾壓密實，15、灑布粘層油。4 結語 通過采用以上破碎穩固施工工藝和質量控制方法，307國道石家莊市東出口段水泥混凝土路面在改造以后達到了以下效果：（1）舊水泥混凝土路面經連續沖壓式壓路機破碎穩固后，徹底解決了面板底部脫空和基層底部脫空，并對路基有一定的二次追密作用;(2）舊水泥混凝土路面板斷裂破碎后,消除了產生反射裂縫的前提條件，解決了反射裂縫問題；（3）舊水泥混凝土路面經破碎穩固后，板塊間相互嵌擠，裂紋寬度僅0.10。2,仍具有一定的板體性，是高模量的結構層，其基層頂面的當量回彈模量滿足新建水泥路面的要求；（4）該工程由于采用了新技術、新工藝，減少廢棄方9萬M3,縮短工期6個月，節約投資1500萬元,環保效益明顯，符合國家的可持續發展戰略。