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   水泥混凝土路面碎石化是一種舊水泥混凝土路面破碎處治技術(shù)，于上個世紀(jì)20年代起源于美國，它將水泥混凝土路面的面板通過專用設(shè)備一次性破碎為碎塊柔性結(jié)構(gòu)，因破碎后顆粒粒徑小、力學(xué)模式更趨向于級配碎石，因而將這種處治技術(shù)命名為碎石化，是對舊水泥混凝土路面大修或改造的重要手段。多錘頭破碎機(jī)（Multiple Head Breaker，簡稱MHB）是碎石化的主要設(shè)備。多錘頭破碎技術(shù)因其防反射裂縫效果好、施工速度快、功效高、對環(huán)境和交通影響小等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合國道324線羅梅公路大修工程研究適合本地區(qū)多錘頭碎石化施工工藝參數(shù)及工藝流程。同時，在沖羅公路修筑4種含碎石化結(jié)構(gòu)層的試驗(yàn)路分析碎石化結(jié)構(gòu)層的應(yīng)用范圍。
1、羅梅公路碎石化施工
1.1工程概況
    羅梅公路全長35. 338km，城區(qū)路段路基寬40m，一般路段路基寬21. Sm。本次按水泥混凝土路面一級公路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行路面大修。城區(qū)段對破損板進(jìn)行挖補(bǔ)，一般路段采用如下大修結(jié)構(gòu)：多錘頭碎石化后的舊水泥混凝土路面+20cm水泥穩(wěn)定級配碎石+28cm水泥混凝土。試驗(yàn)路選在了國道324線羅梅的城區(qū)及附城段的K1216 +300~ K1217 +600處。
1.2碎石化前的路基路面檢測
    (1)斷板率和錯臺調(diào)查
    由于原路破損比較嚴(yán)重，在使用期間對嚴(yán)重破損的地方用瀝青或碎石進(jìn)行了填補(bǔ)，但經(jīng)過雨水的沖刷又出現(xiàn)了嚴(yán)重的坑槽和碎板。在實(shí)施碎石化前，對所選的試驗(yàn)路段左幅的斷板率、錯臺等其他病害進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)查結(jié)果見表1。該表可以看出，其斷板率高達(dá)63. 8%，表面破損嚴(yán)重。
    (2)芯樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度
    在試驗(yàn)路段內(nèi)，每100m選擇一個測點(diǎn)，鉆芯取樣，測試芯樣的7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。同時，對鉆出的芯樣和鉆坑觀察分析水泥混凝土路面是否存在較嚴(yán)重的堿集料反應(yīng)、凍脹、膨脹和松散等破壞，調(diào)查結(jié)果如表2所示。
    由表2數(shù)據(jù)可以計算出，舊水泥混凝土路面芯樣的平均無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為23. 12 MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為5.48MPa，變異系數(shù)Cv為0.24。
    (3)基層頂面回彈模量和路基填料性質(zhì)檢測
    開挖長20m、寬3.85m、厚26cm的試坑，采用貝克曼梁法測試出基層頂面靜彎沉，然后根據(jù)《公路路面基層施工規(guī)范》(JTJ034 - 2000)的經(jīng)驗(yàn)公式反算出基層頂面回彈模量，其平均值為99. 39MPa。同時還對路基填料性質(zhì)做了檢測，檢測結(jié)果見表3。
1.3碎石化施工技術(shù)要求
    (1)破碎尺寸控。75%的混凝土路面破碎成表面最大尺寸不超過7. 5cm，中間不超過22. Scm，底部不超過37. Scm的粒徑。若破碎后的塊徑超過最大尺寸，應(yīng)該用其他方法進(jìn)行再破碎或清除，然后用密級配的破碎粒料替換并壓實(shí)。
    (2)搭接寬度。與相鄰破碎車道應(yīng)搭接一部分，搭接寬度至少是15cm。
    (3)破碎混凝土路面的養(yǎng)護(hù)。除了指定的用于開放橫穿交通的區(qū)域外，破碎后的混凝土路面的任何路段均不得開放交通（包括不必要的施工運(yùn)輸）。
1.4碎石化后灑布透層油
    (1)灑布透層油前的準(zhǔn)備。透層油噴灑前，人工把碎石化層表面清掃干凈，對人工構(gòu)造物（如路緣石）進(jìn)行適當(dāng)防護(hù)，以防止污染。
    (2)試驗(yàn)段透層油的施工
    ①透層瀝青選用慢裂的灑布型乳化瀝青噴灑，溫度一般控制在80—120℃。
    ②采用的透層油的液體瀝青用量為2.5~ 3kg/m2，其中瀝青含量50~55%．為保證質(zhì)量，試灑1m×1m的麻布確定行車速度等參數(shù)。做了兩組灑布量測定試驗(yàn)，平均灑布量為1.4kg/m2。根據(jù)所測的灑布量，對比要求的瀝青用量，噴灑兩遍可以達(dá)到要求。
    ③在碎石化層灑布完透層瀝青后，立即用人工灑
布2~3m3／1000m2石屑一層。碎石灑布完即用20t
的光輪壓路機(jī)穩(wěn)壓2遍，壓實(shí)效果以不粘輪為準(zhǔn)。
1.5加鋪稀漿封層
    本試驗(yàn)段采用慢裂拌合型乳化瀝青鋪筑，一次鋪筑厚度可達(dá)到8~12mm。由于試驗(yàn)段要求稀漿封層的厚度達(dá)到2.5cm左右，所以分兩層進(jìn)行攤鋪。第一次攤鋪結(jié)束后，成型后的平均厚度為12mm，第二次攤鋪在第一次攤鋪30h后進(jìn)行，兩次攤鋪厚度可達(dá)到24mm左右。
1.6碎石化施工工藝參數(shù)的確定
    對國道324線羅梅的城區(qū)及附城段的K1216+300~K1217+600段按照落錘高度1.0、1.1、1.2、1. 3m，錘跡間距6、8、10、12 cm，進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計。共16個試驗(yàn)段，每個試驗(yàn)段長50~100m．具體布置如表4所示。
    碎石化后對16個試驗(yàn)段做了以下試驗(yàn)進(jìn)行對比分析（試驗(yàn)對比分析結(jié)果見表5）：
    (1)篩分試驗(yàn)：在每個試驗(yàn)段內(nèi)選擇3～5個測點(diǎn)，對碎石化破碎層表面2~ 3cm左右的碎屑進(jìn)行篩分試驗(yàn)，確定小于0. 075mm的顆粒含量。小于0. 075mm的顆粒含量過多，將會阻止透層瀝青的滲透，使得碎石化層的頂面成為一個軟弱夾層。
    (2)粒徑調(diào)查：在每個試驗(yàn)段選擇3～5個測點(diǎn)，并在這些測點(diǎn)開挖面積為Im xlm的試坑，試坑位置為隨機(jī)選取，清除破碎層表面2~ 3cm左右的碎屑至碎石化嵌擠層頂，觀察上部粒徑；然后再開挖至基層頂面，測量下部粒徑，一般測量多次計算其平均值。
    (3)透油深度：噴灑完畢幾小時后即可觀察透層油的滲透效果，在每個試驗(yàn)段沿垂直行車方向挖3～5個平面尺寸為50cm×10cm的試坑來觀察透層油的滲透效果，其中每個試坑測3個點(diǎn)，取3點(diǎn)滲透深度平均值作為該試坑的透油深度。
    (4)靜彎沉和回彈模量：在每個試驗(yàn)段選定7個測點(diǎn)（每段長為50m，選擇距每段起點(diǎn)4m、1 Jn．、18m、25m、32m、39m、46m處），在每個測點(diǎn)測試回彈模量（現(xiàn)場承載板法）和靜彎沉（貝克曼梁法）。
    根據(jù)以下要求對于碎石化效果進(jìn)行分析：  (1)75 010的}昆凝土路面破碎成表面最大尺寸不超過7. 5cm，中間不超過22.5 cm，底部不超過37. Scm的粒徑，試驗(yàn)段6、8、10、11、12、13、14滿足該要求；(2)透油深度越深越好，可以形成穩(wěn)定的粘結(jié)層，故試驗(yàn)段6、8、10、13較為理想；(3)加鋪封層后即測的回彈模量和加鋪封層一個月后測得的回彈模量都應(yīng)滿足大于150MPa的基本要求，只有試驗(yàn)段8、10滿足。但是試驗(yàn)段8加鋪封層一個月后測得的回彈模量比加鋪封層后即測的回彈模量小，即強(qiáng)度有所衰減；(4)小于0.075mm’的顆粒含量越小越好，可以有效地減緩反射裂縫。
    綜上所述，試驗(yàn)段10碎石化效果最為理想，所以確定的落錘高度和錘跡間距分別為1.1m和8cm。但在施工時，由于舊路的基層變異性較大，可以根據(jù)具體的碎石化效果進(jìn)行調(diào)整，落錘高度宜在1.1~1. 2m之間調(diào)整，錘跡間距宜在8~lOcm之間調(diào)整。
1.7碎石化施工工藝流程
    結(jié)合16個試驗(yàn)段的施工過程及其物理、力學(xué)性能測試結(jié)果，確定的碎石化施工工藝流程如下：用MHB破碎一遍；用級配碎石回填凹處；用20t的Z型壓路機(jī)振動壓實(shí)2遍；用20t的鋼輪壓路機(jī)靜壓2~3遍；撒布乳化瀝青透層油；破乳后撒布石屑再用光輪壓路機(jī)靜壓2~。3遍；8~ 12h后攤鋪基層及面層。
2、沖羅公路試驗(yàn)路施工方案
    在羅梅公路碎石化技術(shù)施工研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合沖羅公路的具體現(xiàn)狀，試驗(yàn)路選在了K1210+800~K1211+600處，通過修建不同結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)段分析碎石化層的應(yīng)用范圍。
2.1試驗(yàn)段布置方案
    在沖羅公路修建了4種結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)路，具體路面結(jié)構(gòu)組成如下：
    (1)類型I：碎石化后的1日水泥混凝土+透層瀝青+2~2.Scm稀漿封層+水泥混凝土面層
    (2)類型Ⅱ：碎石化后的舊水泥混凝土+透層瀝青+2. 5cm AC - 10（密級配）+水泥混凝土面層
    (3)類型Ⅲ：碎石化后的舊水泥混凝土+透層瀝青+ 4cm AC -10（密級配）+水泥混凝土面層
    (4)類型Ⅳ：碎石化后的舊水泥混凝土+20Cm水泥穩(wěn)定碎石基層+透層油+單層瀝青表處滑動封閉層+水泥混凝土面層
試驗(yàn)路具體布置如下：K1210+800~K1211+000，類型I；K1211+000~K1211+200，類型Ⅱ；K1211+200～K1211+400，類型Ⅲ;K1211+400～K1211+600，類型Ⅳ。
2.2碎石化后基層頂面彎沉和回彈模量對比分析
    對4個試驗(yàn)段碎石化后基層頂面彎沉和回彈模量進(jìn)行了測試和對比分析（每20m -個測點(diǎn)），結(jié)果見表6，基層頂面的回彈模量都滿足大于150MPa的基本要求。
3、結(jié)論
    本文結(jié)合國道324線羅梅公路大修工程，根據(jù)舊路調(diào)查、試驗(yàn)檢測分析及落錘高度和錘跡間距的正交試驗(yàn)結(jié)果分析，提出了適合本地區(qū)多錘頭碎石化施工工藝參數(shù)及工藝流程；在沖羅公路修筑了4個試驗(yàn)路，并測試了彎沉和回彈模量。研究得到以下成果和結(jié)論：
    (1)適合本地區(qū)的碎石化最佳落錘高度和錘跡間距分別為1. Im和8cm。由于碎石化技術(shù)和舊水泥混凝土路面及施工機(jī)器的關(guān)系比較大，可以根據(jù)具體的碎石化效果進(jìn)行調(diào)整，落錘高度宜調(diào)整在1.1~1. 2m，錘跡間距宜調(diào)整在8~lOcm。
    (2)提出了適合本地區(qū)的碎石化施工工藝流程：用MHB破碎1遍；用級配碎石回填凹處；用20t的Z型壓路機(jī)振動壓實(shí)2遍；用20t的鋼輪壓路機(jī)靜壓2~3遍；撒布乳化瀝青透層油；破乳后撒布石屑再用光輪壓路機(jī)靜壓2~3遍；8~ 12h后攤鋪基層及面層。
    (3)沖羅公路4種試驗(yàn)路基層頂面回彈模量均滿足水泥混凝土路面基層的要求。