水泥混凝土路面多锤头碎石化中透层施工技术研究

主编联系电话：18502072990，微信同号

碎石化是一种旧水泥混凝土路面破碎处治技术，多锤头碎石化技术是以专业的多锤头破碎机为主要破碎手段、辅以挖掘机配破碎锤头及风动式破碎风镐进行零星修补的方式进行旧混凝土路面破碎施工。多锤头碎石化技术的主要优点是：(1)原水泥混凝土板块破碎后在平面上强度分布均匀；(2)原水泥混凝土路面破碎后具有一定的强度；(3)破碎后，原水泥混凝土路面病害可以消除；(4)破碎后的粒径合理，不会产生应力集中影响加铺沥青混凝土层；因此，旧水泥混凝土路面多锤头碎石化后，可以直接作为新路面结构的基层或底基层，如果旧水泥混凝土路面碎石化后具有较高的强度，能够满足道路承载需求，可作为路面基层直接加铺沥青混凝土路面。由于多锤头碎石化后，原混凝土路面板表面破碎比较彻底，表面3~5cm内最大尺寸不超过7.5cm，大部分破碎粒径尺寸都小于2cm，这相当于在表面形成一层级配碎石过渡层，该层为松散层，一定程度上也是路面结构的薄弱层。为了保证碎石化后混凝土路面的整体强度，同时保证施工期间临时通车，要求采用乳化沥青透层将表面松散层稳定。但是在具体施工过程中，透层往往做得不理想。本文结合渭南市測年国省干线公路大中修工程中210国道水泥混凝土路面多锤头碎石化施工实际，对透层的施工技术进行了系统的研究。考虑到透层施工后其上还要做一层封层，以增强透层对松散层的稳定效果，因此本文也将封层的施工作为透层施工的一部分一并研究。

国内自从2002年引进多锤头碎石化技术和设备以来，已在大量工程中进行应用。郭亮在“浅析水泥混凝土碎石化技术在马鞍山东环改造工程中的应用”中介绍：为使表面较松散的粒料有一定的结合力，碎石化后，在面板顶部洒铺用慢裂乳化沥青做透层，用量控制在2.5~3kg/m2乳化沥青破乳后再撒布适量石屑后进行光轮压路机静压两遍，石屑用量以不粘轮为标准。齐淑凤在“多锤头在旧水泥路面翻新中的应用”中介绍：混凝土路面经过破碎碾压成型后，再用沥青洒布车进行喷洒慢裂乳化沥青，沥青洒布要均匀，一般每平方米面积约为2.5~3.5kg左右，使沥青渗透到深层混凝土缝隙，以达到整体稳定作用。之后在表面铺洒少量粒径小于1.0cm的级配碎石，铺撒后应严禁车辆驶入以确保路面平整、无松散。

王永顺在“多锤头碎石化技术的应用研究”中介绍：在碎石化后的表层喷洒慢裂乳化沥青，量为2.5~3.0kg/m2沥青含量为50%~55%。乳化沥青破乳后，撒布适量石屑，采用光轮压路机静压，石屑用量不宜过多，以不粘轮为标准。

总结目前水泥混凝土路面多锤头碎石化中透层的应用现状表明：(1)乳化沥青应该采用慢裂型，沥青含量为50%~55%；(2)乳化沥青的洒布量为25~3.5kg/m2；(3)乳化沥青破乳后，必须洒布适量的石屑，以防粘轮。

根据对国内外现状的分析和相关施工工地的调研，目前水泥混凝土路面多锤头碎石化中透层施工中存在的主要问题是：(1)透层渗透效果不佳；(2)由于施工段落多为干线公路，无法彻底封闭交通，开放交通后，表面松散坑槽问题严重。

水泥混凝土路面多锤头碎石化技术的关键是设备施工参数的选择。张玉宏在“水泥混凝土路面碎石化综合技术研究”中提出的施工参数，但是具体的参数值必须通过试验路选择。

在本文依托工程的试验段中，为了保证混凝土路面板破碎效果，分别选取了不同的设备施工参数进行试验段施工。

水泥混凝土破碎的程度是必须把握的重要标准，混凝土板块并不是越细、越碎越好，因为碎石化严重，其嵌挤力降低，进而引起承载力降低；但破碎后粒径较大时，其防止反射裂缝的效果又会受到影响，因此必须将破碎后粒径控制在适当的范围之内。

(1)采用锤高1.1ｍ，其破碎效果较差；当增加破碎遍数，其破碎效果显著提髙，但是锤头重叠处，表面粉末化严重。在后续的透层施工中发现，只要是粉末化严重的部位，乳化沥青不能下渗，行车后，该处会产生坑槽。

(2)采用锤高1.2ｍ，其破碎效果比较好，探坑检验也表明：水泥混凝土路面板下部尺寸基本达到了不超过37.5cm的规范要求。因此建议在后续施工中，采用1.2ｍ的锤高。锤距采用8cm，在个别混凝土板块破损严重的路段，可采用10cm的锤距。

在施工中发现，破碎一般分两幅施工，在第二幅施工时，由于多锤头破碎设备自重大，其轮胎在破碎后的；路面上驶过，使已破碎的路面严重粉化，影响后期的乳化沥青效果。因此需要改变两幅之间的施工宽度。经过调整，减小第一幅施工宽度，保证第二幅施工时，设备轮胎不会碾压第一副破碎路面。通过这个工艺调整，路面粉化情况显著降低。

原路面低洼处找平。相关资料均提出，原路面低洼处需要用级配碎石找平。在施工过程中发现，采用级配碎石找平时，乳化沥青透层施工后，稳定性较差，开放交通仍有较多松散现象。因此在施工中采用ATB-25沥青碎石代替级配碎石找平。

表面粉化处理。尽管多锤头碎石化后表面粉化团块尺寸一般不超过15ｍｍ，却是影响透层效果的最主要原因，其引起的直接影响就是表面坑槽。因此对于粉化的预防和处理是保证透层施工效果的关键。本工程中采用一遍破碎和调整破碎幅宽的方案有效预防了表面粉化的产生，但是仍不能杜绝粉化的发生。因此，采取在洒布透层前组织专人将表面粉化团块挖除的处理措施。经采取这项措施后，前期透层施工完，开放交通造成的表面坑槽现象显著减少。

经过对部分已实施工程的调研发现，透层施后，上述2.1中的问题普遍。经分析，在乳化沥青选择方面存在一定的失误。尽管各种资料均显示，水泥混凝土路面多锤头碎石化后应采用慢裂型的乳化沥青作为透层油，乳化沥青中沥青含量应在50%~55%。但是实际工程施工中，因为中裂乳化沥青生产厂家最多，因此也不乏采用中裂乳化沥青作为透层油的现象，乳化沥青的含量一般低于50%，甚至仅有30%。针对此问题，经大量调研和慎重比较，选择了西安公路研究院生产的BE-3型慢裂型乳化沥青；考虑到乳化沥青含量过高，黏度增加，渗透性能降低，最终将沥青含量严格控制在50%~52%。

在试验路施工阶段，本工程对资料中介绍的多种施工方案进行了试验研究，以获得满意的乳化沥青洒布参数和工艺。

(1)透层洒布前的洒水工艺：一般认为透层洒布前，原路面潮湿，渗透效果好，但乳化沥青的破乳速度慢，开放交通时间长；反之，渗透效果差。因此透层施工前洒水与否，以及洒水量的多少，都会对透层的效果有所影响。经过多次试验，确定少量多次的洒水工艺，即在透层施工前洒三遍水，每次洒水量以表面潮湿为宜。待表面稍干后，再洒布乳化沥青。

(2)透层的洒布量确定：分别采用了每平方米2.5，3.0，3.5，4.0L四种透层洒布方案，各洒布20ｍ，采用同步碎石施工工艺，碎石规格为0.5~1cm，洒布量为5kg/m2，观察效果。结果表明，洒布量超过3L/m2以上，渗透深度相差不大，均能达到2~3cm左右的渗透深度，因此本工程最终确定透层的洒布量为3L/m2。

(3)封层洒布量和施工工艺：乳化沥青透层洒布前考虑到第一遍洒布的透层以渗透、固结下部碎块的功能为主，表面沥青残留量较少，因此在第一层透层施工2h，乳化沥青基本破乳后，再洒布一层乳化沥青，用量为0.5L/m2，其上采用人工撒布少量石屑，石屑撒布量以不粘轮为宜。以此作为封层的施工工艺。

(4)透层施工工艺确定：1)水泥混凝土路面多锤头碎石化；2)先用22t2型压路机碾压两遍，将表面大量的片状破碎块破碎为5cm以下的规则碎块；3)洒水、洒布乳化沥青透层和同步碎石；4)然后用22t光轮压路机碾压两遍；5)26t胶轮碾压4~6遍；6)洒布乳化沥青和石屑封层；7)2t胶轮碾压2遍；8)封闭交通4~6h。

水泥混凝土路面多锤头碎石化中透层试验段施工完后，从当天的效果看，似乎表面的稳定效果不很理想。但是一天以后，即使不能完全封闭的大吨位车辆驶过，表面的整体性也非常良好，无明显松散，仅有少量坑槽，采用人工乳化沥青修补后，坑槽不再发生，完全可以打消潜在的顾虑。由于施工工序的安排，在开放交通近1个月后，表面平整，无明显病害。

水泥混凝土路面多锤头碎石化中透层的施工是保证施工阶段社会车辆通行和后期沥青路面整体结构强度的关键环节，但是目前在具体施工过程中，还存在一些细节问题未给予足够的重视，严重影响了后期路面。本研究结合实体工程，对水泥混凝土路面多锤头碎石化中透层的施工进行了具体、详细和系统的研究，从目前的观察效果看，效果比较满意。

ａ)多锤头碎石化后表面粉化团块是影响透层效果的最主要原因，其引起的直接影响就是表面坑槽。因此对于粉化的预防和处理是保证透层施工效果的关键。采用一遍破碎工艺和调整破碎幅宽的方案可有效预防了表面粉化的产生；在洒布透层前组织专人将表面粉化团块挖除，是一项有效处理表面粉化影响的措施。

B)多锤头碎石化后透层用乳化沥青应选择慢裂型，含量在50%+2%，洒布量可控制在3~3.5L/m2。透层施工前，应采用少量多次的洒水工艺。