旧水泥混凝土路面多锤头碎石化施工工法1前言黑龙江省地处东北北部，属于寒冷地区，受到冻融影响，各等级 的路面主要是水泥混凝土路面。时至今日，由于使用年限到期、交通 量和载重量急速增长，越来越多的水泥砼路面将进入大修阶段。旧路面碎石化施工是一种水泥混凝土路面大修维修技术，以多锤 头破碎机和Z型压路机为主要施工机械，通过碎石化旧路面板来达到 处治效果的施工方法。该施工方法能有效地解决旧板板底脱空，消除 板内应力，同时又保留一定的旧面板强度，为加铺结构层提供有力支 撑。黑龙江龙捷市政轨道交通工程有限公司在原有多锤头碎石化施 工技术的基础上对破碎机行进速度、锤头提升高度、落锤间距及施工 质量控制方法进行了改进。该工法先后运用于抚远市农村路网改造工 程饶抚公路至北岗村公路工程建设项目、国道黑河至大连公路(G202) 二龙山至凤凰山段大中修工程A1合同段、山西省浑源县(浑源县千 佛岭乡、王庄堡镇、大仁庄乡、沙圪坨镇、吴城乡)四好农村公路建 设项目中得到应用和完善。通过实践检验，该工法取得了较好的旧路 处治效果，在高速公路和国省道公路的水泥路面大修中具有推广使用 价值。2工法特点2.1破碎机行进速度、锤头提升高度及落锤间距等为施工控制参数。2.2用注浆法解决板底空洞问题，有效消除板内应力，极大程度 的减少反射裂缝，延长大修工程使用寿命。2.3破碎机破碎使旧路面结构层逐级碎裂，旧路面板形成嵌锁结 构，在Z型压路机碾压的基础上，采用了 18t双驱振动式压路机碾压， 增强旧路基的密实度，提高基底承载力。2.4与以前旧路处治方法相比，本方法施工时噪音小，扬尘少， 碎石化路面后直接加铺结构层，避免旧面板挖弃，既节能环保、又节 约成本。3适用范围本工法适用于各等级公路水泥混凝土路面大修工程中的旧路面 处治，也适用于一般高速公路路面大修工程。4工艺原理本工法主要利用多锤头破碎机自身的工作机理。在锤头达到控制 高度后，使锤头自由下落，并靠自身重力砸碎砼块。通过此过程，锤 头自身的势能转化为动能，反复冲击旧路面板，从而达到破碎效果。又因破碎机是在行驶过程中实施锤击，面板受到合力作用方向是 倾斜的，故下部面板受冲击后形成斜向裂纹贯穿旧面板，裂开的水泥砼块互相挤嵌，保留了一定的旧路面剩余强度，同时又不伤害到 路基土。通过Z型压路机碾压，加强了旧路密实性，提高了承载力。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程多锤头碎石化施工工艺流程见图5-1施工准备tJ沿线调查及预处理 试验段施工 J多锤头机破碎J,1Z型压路机碾压L,r质量验收L,图5-1多锤头碎石化施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1施工准备1、设备检修，确保机械性能稳定、完好。2、施工前对相关施工人员、机械操作人员、安全人员进行技术、安全交底，按照施工设计精心组织。5.2.2沿线调查及预处理1、清除水泥混凝土路面上的沥青修复材料。对暴露在表面的钢筋、钢筋网、传力杆应割除到表面并运出现场。2、疏通排水系统，防止雨水长时间浸泡破碎后的路面。3、在施工前，结合图纸对沿线的旧路路况及隐蔽结构物进行调 查。对桥梁、明涵及埋深小于1m的结构物用油漆在路面标注，禁止 使用碎石化施工。4、采用同标号水泥砂浆对道路板底脱空处进行注浆处理。5、对翻浆严重路段进行挖除处理，沿线涵洞防水处理。5.2.3试验段施工1、根据路况调查资料,在有代表性的路段选择至少100m长的单 车道路面作为试验段。2、根据设计图纸设置参数施工：破碎机行走速度为（80-180） m/h，落锤高度为（1.1T.3）m，落锤间距10cm。破碎过程中，逐级 调整机械破碎参数对路面进行破碎，目测破碎效果。当碎石化后路表 呈鳞片状时，碎石化的效果一般能满足要求。3、在试验段内选取3处开挖试坑，其中路表呈鳞片状位置选2 处。试坑应避免纵、横接缝，长度为200cm，宽度为150cm，深度为 旧板厚度。通过筛分、直尺测量碎块大小和观察试坑侧壁的方法判断 是否达到破碎效果。4、采用Z型钢轮压路机和18t双驱振动式压路机进行振动碾压， 一般不小于2遍，通过取芯法观察试坑判断是否达到密实效果。5.2.4多锤头机破碎1、确定施工参数和压实工艺：破碎机行走速度按（80-100）m/h 控制，落锤高度为（1.2-1.3）m，落锤间距8cm。2、为提高施工效率，破碎后及时碾压，宜分段施工。每段长度 一般为 60-150m。3、严格按确定程序和参数施工：在原路面厚度大于23cm时，破碎机行走速度按（80-90）m/h控制，落锤高度为（1.2-1.3）m，落 锤间距8cm。在厚度小于23cm时，破碎机行走速度按（90-110）m/h 控制，落锤高度为（1.1-1.2）m，落锤间距10cm。在特殊路段，操 作人员可以根据路面的具体情况进行设备的细微调整，以满足破碎要 求。4、为保证排水顺畅，减少破碎后水浸，由路面的高处向低处破 碎。破碎时，先破碎路面两侧的车道，然后破碎中部的行车道。在破 碎路肩侧时，适当降低锤头高度，避免过度破碎。破碎宽度至少为一 个车道，并多出相邻车道至少15cm。5.2.5 Z型压路机稳压1、破碎后采用10tZ型钢轮压路机和18t双驱振动式压路机进行 振动压实。压实前如有发现坑槽，应先用密级配碎石料回填后再压 实。2、如旧路破损严重，破碎压稳后暂无法满足新建结构层路面横 坡，需在松散层上撒布瓜米石（粒径2-5mm），平整后再用Z型压路机 压2遍，然后用双驱振动式压路机振压1遍、静压一遍。3、破碎后的旧路面裂缝成开放状态，易受到雨水侵害，及时采 取防雨措施。一般采取洒布沥青封层或覆盖薄膜等。4、封层施工：为使表面较松散的粒料有一定的结合力，旧水泥砼 路面碎石化后喷洒乳化沥青，乳化沥青表面再撒布适量石屑后进行光 轮静压，石屑用量以不粘轮为标准。5.2.6质量验收破碎压稳完成后，汇同相关单位进行现场验收，分别对破碎粒径、处治后沉降量进行检测，评测碎石化效果。5.2.7劳动力组织表5-1劳动力配备表工种人数工长1技术员2测工1工种人数试验工1力工66材料与设备6.1主要材料表6-1工程用主要材料表序号材料名称规格备注1水泥砂浆与原路面标号相同2乳化沥青6.2主要机械设备本工法所需施工设备如下表6-2所示。多锤头破碎机主要由牵引 装置和破碎装置组成，机身前半部分起到牵引、转向的作用，对旧路 面的破碎主要由机身后半部分完成。破碎装置主要由2排共12个锤 头组成，中间装有2排各4对锤头（每个重700kg），两侧各有2排1 对翼锤(900kg)。每对锤头均有1个液压缸进行控制，可根据需要独 立调节提升高度和速度，最大提升高度为1.6m，对地面冲击力最大 约为12KN。Z型压路机与普通钢轮压路机的动力、转向系统相同，钢轮采用 Z型。表6-2主要机械设备配备表序号设备名称单位规格数量备注1多锤头碎石机台PS23012Z型压路机台10t13双驱振动式压路机台XSM22017质量控制7.1路面碎石化施工的质量控制以破碎粒径为控制指标，以路面 沉降量为校核，参照有关标准执行。7.2破碎粒径7.2.1对于碎石化后的破碎粒径控制指标为：1、破碎率达到80%。2、破碎后表层粒径W 7.5cm，中层粒径W 22.5cm，底部粒径W 37.5cm。7.2.2旧砼碎石化后的粒径检测方法主要是通过挖坑检测，每 300m每车道(含硬路肩)检测一处。试坑尺寸50cmX50cm，然后将坑 内碎砼块清除至露出底部下承层，直接用筛分和直尺检测碎块粒径， 计算破碎率。观察坑洞截面的裂缝均已贯穿和分布情况。7.2.3沉降量校核破碎后，旧路面会产生一定的沉降量，一般为2.53.5cm。路况 较好的路段，平均沉降较小；路况较差的路段，平均沉降较大。因此， 碎石化完成后，用水准仪观测，每车道20m 个点，以60150m为区 间计算平均沉降量以校核碎石化破碎的质量。7.2.4破碎后的路段应封闭交通，如有特殊情况可适量开放通 行。7.2.5不应修整破碎后的松散层以提高线形，这样会破坏碎石化 的效果。可采取加铺石粉或瓜米石并碾压的方式，来保证路面横坡要 求。7.2.6保证破碎宽度，破碎面交接处重叠。8安全措施8.1应遵照中华人民共和国行业现行标准公路工程施工安全技 术规程、公路项目安全性评价指南以及国家相关的安全法律法规 的要求执行。8.2为保证施工安全，避免外界车辆的干扰，路面碎石化施工时 采用单幅封闭交通管制。封闭路段不宜过长，一般以一天施工计划为 管制长度，提前一天封路。8.3严格按照相关规范设置反光桶、反光锥及标志牌等安全标志， 确保标志齐全、规范、清晰、可视性和诱导性好。8.4施工路段设3名安全员，其中施工区两端外100m处各设安 全员1名，防止外来人员和车辆进入，施工区内设安全员1名，负责 机械作业安全。8.5加强人员的安全教育，增强安全防范意识。施工人员必须穿 好反光服，不得随便走动；施工作业车辆和机械设置明显的施工作业 标志，自觉遵守施工路段现场管理的有关规定。8.6开挖试坑时，要清除试坑侧壁的块料，防止砸伤。8.7破碎时，施工人员与破碎区域保持安全距离，防止石块飞溅， 砸伤。8.8破碎后的路面，有露头的钢筋要及时进行处理，以免伤人。9环保措施9.1严格按照相关法律法规执行，规范施工。9.2施工时可根据实际情况在机械周围安装翼板，减少灰尘，施 工时可适当对作业面洒水降尘，但水量不宜过多。同时作业人员需佩 戴防尘口罩。本工法无残留废料，破碎处治后的旧路面板可直接用于 下承层，无需清运，对周围环境有很好的保护作用。9.3噪声控制，如施工区域与居民区、学校等场所距离较近，破 碎时间要选择在白天，严禁夜晚作业。10效益分析10.1经济效益施工简便，改造周期短，综合造价低；就地再生，环保无污染， 可将破碎后的路面可直接作基层或底基层，在加铺新的面层；与传 统的施工方法对比，以目前市场价格，拆除旧路混凝土成本单价约为15-20元/皿，再新建基层单价一般为40-45元/皿，共计约55-65元 /皿。而采用碎石化技术租赁机械费约为4.3元/皿，燃油费用约为6 元/皿，合计10.3元/皿。成本对比每平米相差大约45-55元。因此 经济效益十分显著10.2社会效益可有效消除了板底脱空、板内应力和板间错台，有效地保证了下 承层的稳定，防止了反射裂缝的发生，延长了维修工程寿命。旧路面 板形成嵌锁结构，保留了旧板的部分强度，可直接作为基层使用，节 省了新建结构层费用。 破碎后的旧板不需运走，节省了清运费用， 同时避免了废料对周边环境的污染，保护了生态环境。11应用实例11.1应用实例一抚远市农村路网改造工程饶抚公路至北岗村公路工程建设项目， 项目位于黑龙江省抚远市，由我们黑龙江龙捷市政轨道交通工程有限 公司承建，该工程于2017年8月初开工，2018年7月竣工，工程中 有一部分为原有道路破碎加铺罩面维修工程，施工中采用了旧水泥 混凝土路面多锤头碎石化施工工法，由于该工程工期紧，环保要求 高，采用该工法，可有效消除了板底脱空、板内应力和板间错台，有 效地保证了下承层的稳定，防止了反射裂缝的发生，延长了维修工程 寿命。同时减少了对当地土地的占用，减少了污染，同时质量也得到 了保证，降低了成本，具有较好经济效益和