冲击压实技术在旧水泥混凝土路面改造中的应用

       摘要：冲击压实技术是应用于旧水泥砼路面改造的新技术，它施工速度快、工程费用低，而且避免了废弃水泥砼板造成的环境污染，具有良好的经济效益和社会效益，值得推广。本文介绍了旧水泥砼路面改造的新技术--冲击压实技术的工作原理、施工工艺、施工注意事项、质量控制以及对加铺层的要求等。 

　　关键词：旧水泥砼路面；改造；冲击压实技术；应用 

　　1概述 

　　以往在水泥砼路面旧路修复与改造中，对局部病害一般采取封堵裂缝或接缝，对脱空部位注浆，甚至采用换板等施工方法，对大面积综合性的破损采用上述方法，效率较低，且换板所产生的固体垃圾会污染环境，浪费资源，须采用先对旧路面破碎、稳固，然后做中铺层的修复方案。对于这种方案，传统的工艺方法是用点位作业的机械夯锤破碎，之后用轮胎式压路机碾压稳固，但这种组合修复的方案作业效率低、均匀性差，在实际应用中有很大局限性。下面就以惠州市金龙大道路面大修工程为例，介绍冲击压实技术的工作原理、施工工艺、施工注意事项、质量控制以及对加铺层的要求等。 

　　2 冲击压实机械及工作原理 

　　冲击压实机是引进国外新型的具有高冲击能量的压实机械。目前在我国主要应用三边形和五边形的冲击轮，三边形压实机械多用于路基的压实处理，五边形压实机械多用于旧水泥砼路面的冲击压实。旧水泥砼路面的冲击压实又称为破碎稳固。 
　　冲击压实的功能来自两个方面，一是冲击轮的自重，二是冲击轮滚动时质心上下变化所产生的势能及行驶中产生的动能。在冲压时，以每小时8-12Km的行驶速度工作。这种方式产生了连续周期性的高振幅冲击力，其巨大的冲击路面产生强烈冲击波可向板下基层和土层传播，压实影响深度可随冲击能量的大小，冲压遍数递增，从而使冲击破裂后的板块得以压实稳固，不仅保持了砼板块原来具有的强度，还能使其形成块状料嵌锁型基层结构，并密嵌于原路面基层中，形成一层嵌锁稳固且强度高的路面底基层。从而达到大大减少和缓解路面反射裂缝，减少面层水平和垂直应力之目的。 

　　3施工工艺 

　　3.1冲压前的准备工作 
　　3.1.1施工放样 
　　由于冲压会对沿线桥涵等构造物产生破坏，因此施工前应把桥涵标明，以便在施工中避让。 
　　3.1.2水泥砼板破碎状况调查 
　　当路面严重破损或错台，破碎板失去嵌锁且不稳固，不能再为结构层提供整体强度时，应把原破碎板全部拆除运走，并重新浇注相同标号的水泥砼，待新浇注水泥砼强度达到70%后，与其他旧水泥砼板一起破碎稳固。 
　　3.1.3测点布设 
　　为了对破碎状态和沉降量进行检测，需布设检测点，并进行破碎前检测点的高程测量。 
　　3.2冲压施工 
　　3.2.1冲压顺序 
　　实践证明，水泥砼板在水平方向的约束越小，破碎效果越好。由于路肩的约束最小，所以冲压顺序以路肩--行车道--超车道为顺序最好。按顺序每冲压一遍再进行下一遍冲压。 
　　3.2.2 行驶速度 
　　前几遍（如5遍）主要是对水泥砼板进行破碎，7～9Km/h的行驶速度可产生量佳的破碎效果。后几遍，为了起到稳固与破碎双重效果，以9～12Km/h的速度行驶为宜。 

　　4质量控制 

　　4.1破碎程度 
　　对破碎形式的要求是保留原水泥砼路面一定的完整性，同时将其断裂成0.6m×0.6m～0.75m×0.75m大小的块。这种破碎绝对不是越碎越好，而是大小适当。板应呈细微的断裂，甚至要求经过浇水才能看出裂纹，这样就能够使块与块之间仍然处于嵌锁状态，为加铺层提供最好的支承。而且，断裂应贯穿水泥砼板。但在实际施工过程中，又不能过于局限于上述量化值，关键是看碎块是否稳固。在实施过程中，必须认真仔细地观察破碎的进展情况，防止冲压后过分破碎。 
　　4.2冲压沉降量控制 
　　合理布置测点，对冲压过程进行沉降观测，以寻求合理的冲压遍数。以5遍为一检测单元，直到下一单元沉降量小于5mm，即可以认为沉降收敛。 
　　4.3冲压遍数 
　　冲压遍数受破碎程度和沉降量控制，取决于原水泥砼板质量、破损状况、路基土质及含水量、路面结构类型、冲压顺序、速度等。从惠州金龙大道水泥砼路面冲压后沉降量来看，高填方路段沉降量较大，零填及路堑段沉降量较小，最大沉降量为12cm，最小沉降量几乎为0，个别板被完全破碎后由于体积膨胀，测得沉降量反而为负。所以沉降量在不同路段存在较大差距，主要是路基填料含水量等不同造成的。有时沉降量还很大，但水泥板已经完全破碎了，这时就要以水泥砼板的破碎程度来控制冲压遍数，而不要拘泥于沉降量的指标了。按破碎程度来控制冲压遍数，惠州金龙大道水泥砼路面冲压路基较好路段需要17～18遍，路基较差路段11～12遍就可以了。 

　　5 施工注意事项 

　　5.1 对桥涵的影响 
　　为了避免冲击波对沿线桥涵影响，必须采取相关避让措施，相应的控制距离如下。 
　　（1）桥梁：距离桥梁台背不小于5m. 
　　（2）管涵：涵顶填土厚度小于2m时，涵顶不能直接冲压，冲压边界距离边缘不小于2m。 
　　（3）板涵、通道：涵顶填土高度小于3m时，涵顶不能直接冲压，冲压边界至涵边应不小于3m。 
　　5.2对周围建筑物的影响 
　　若工程沿线有房屋、加油站等建筑物，为了防止冲压对以上设施的影响造成不必要的纠纷，冲压前必须对沿线民房等设施进行调查，对有可能造成损坏的设施必须采取加固或避让措施。在惠州金龙大道大修理工程中，对冲压边界房屋小于20米的路段，及当地村民不同意冲击方式施工的路段，同意作风炮冲成45cm左右的块径，再以压路机碾压，再作加铺屋施工。 
　　5.3加铺前的清扫准备 
　　破碎稳固水泥砼路面之后，必须清扫路面，清除松散材料，用压缩空气清洁接缝。大块的松动块清除后应先用沥青砼修补，然后再加铺覆盖层。 
　　5.4不中断交通的交通管理 
　　由于破碎稳固水泥砼路面可以在不中断交通的条件下施工，因此加强施工过程的交通管理尤为重要。否则，容易出现交通事故。 

　　6 加铺层设计 

　　在破碎稳固的水泥砼路面上设计的加铺层分为两种：一种是水泥砼加铺层；二是沥青砼加铺层。两种加铺层类型都可以选用。加铺层的厚度取决于原路面结构类型厚度、原路基的支承情况和含水量，以及水泥砼面板的破碎情况等因素。蓝派冲击压路机冲压金龙大道旧路面10遍后，二遍之间的沉降量小于5mm路段，当1）弯沉值≤71（0.01mm）时，由现场监理确认后进行加铺层施工；2）71<弯沉值≤110（0.01mm）时，由业主、监理、设计确认后再进行加铺层施工；3）弯沉值>110（0.01mm）时，由业主、监理、设计现场处理；4）对旧路面板已严重破碎，并已形成大坑槽的，由于坑槽路段路基泡水情况较为严重，作挖除旧路面，以未筛分碎石换填处理后再作加铺层施工。惠州市金龙大道路面冲压后加铺了2层（20cm5%水泥稳定碎石基层+28cmC40水泥砼面层），并且铺筑下面层前进行了局部找平，中下面层铺筑均挂线，平整度控制取得了较好的效果。 

　　7 结语 

　　利用冲击压实技术改造旧水泥砼路面，既把破碎稳固后的水泥砼面板作为基层来使用，又可大大减少反射裂缝的发生，同时施工速度快、工程费用低，而且避免了废弃水泥砼板造成的环境污染，具有良好的经济效益和社会效益，值得推广。 

图文源自：网络