国外水泥混凝土路面碎石化技术简介.docxVIP

国外水泥混凝土路面碎石化技术简介张 国外水泥混凝土路面碎石化技术简介 张玉宏1 , 王松根1 , 李 昶2 ( 11 山东省交通厅公路局 济南市 250002; 21 东南大学 南京市 210096) 摘 要: 水泥混凝土路面在其使用年限末期, 不能再承担服务功能时, 需要对其进行处理以建构新的路面结 构。国内在旧水泥混凝土路面处理方面方法不够完善, 这与我国机械设备制造工艺相对落后有关。国外 (主要指美 国) 在处理旧水泥混凝土板块的过程中积累了丰富经验, 形成了在旧水泥混凝土路面破损状况相对严重时的原位 利用水泥混凝土路面的碎石化工艺。 这一工艺能将水泥混凝土路面破碎成小粒径嵌挤颗粒, 从而为新的沥青混凝 土加铺层提供理想的基层。主要介绍国外水泥混凝土路面碎石化工艺状况及其设计方法。水泥混凝土路面碎石化 的成套技术已经由山东省交通厅公路局倡导引进并开始进行试验段铺筑。 关键词: 水泥混凝土路面; 碎石化工艺; 设计 水泥混凝土路面是目前道路工程中所广泛使用 的路面结构类型中的一种, 分布极为广泛。水泥混凝 土有其自身的优点, 如: 材料来源广泛、施工工艺及 设备相对简单、建成初期养护管理费用较低等。水泥 混凝土路面虽然有不少优点, 但是在我国较高等级 道路上新建路面采用刚性路面结构的越来越少, 对 水泥混凝土路面人们存在着一个看法, 认为其破坏 后很难修复或重建。 而沥青混凝土路面则在出现破 损或要承担未来更大的交通量时, 可以通过加铺来 方便地解决。 水泥混凝土路面被认为出现损害后难以处理有 以下原因: ( 1) 水泥混凝土路面刚度较大, 处理起来 比较麻烦; ( 2) 水泥混凝土路面的修补工艺复杂且 耗费巨大; ( 3) 水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土 层时, 如果处理不当会产生反射裂缝; ( 4) 水泥混凝 土路面在损害发生前较难发现其潜在隐患。 基于以上原因, 水泥混凝土路面在新建高等级 公路中所占比例越来越小。然而, 刚性路面作为路面 结构主要形式中的一种, 有着其不可替代的作用。只 要能妥善处理损害发生前的防治工作, 并对已发生 病害的板块进行及时而合理的修补, 水泥混凝土路 面仍有其特殊的优势。 根据路面破损的不同程度及路基、土基状况可 以采用不同的路面修复方法。这些方法包括: 局部修 补、功能性沥青罩面 ( 较薄、用于改善行驶性能的加 铺层)、结合式双层板、分离式双层板等。 在水泥混凝土路面的整个使用周期内, 其路面 状况与修复方法有如图 1 关系。 图 1 使用年限与修复方法的关系 水泥混凝土路面的碎石化是一种原位利用原水 泥混凝土路面的手段, 在原水泥混凝土路面使用末 期, 其他方法不能起到好的效果时可以采用。碎石化 方法、震裂压稳和破裂压稳技术都能很好地消除反 射裂缝。 确定碎石化适用条件是合理使用这种方法的前 提, 根据资料, 进行碎石化应具备以下条件: (1) 功能性罩面上出现大量反射裂缝; (2) 大量错台、翻浆和角隅破坏; 收稿日期: 2003- 07- 10 2003 年 第 9 期张玉宏等: 国外水泥混凝土路面碎石化技术简介— 2003 年 第 9 期 张玉宏等: 国外水泥混凝土路面碎石化技术简介 — 95 — (3) 超过 25% 的板开裂, 超过 20% 的路面已经 修补或需要修补, 超过 10% 的路面需要开挖修补; (4) 出现严重冻胀开裂或碱集料反映; ( 5) 在进行碎石化前要与其它方案进行技术经 济评价。 破碎工艺按破坏特性的不同分为 3 种: 震裂压 稳、碎裂压稳和碎石化。震裂压稳和碎裂压稳都是通 过特殊设备将水泥混凝土板块纵向破碎成较短长 度, 然后用较大的 (50 t) 胶轮压路机碾压大于 3 次, 使其牢固嵌挤在基层顶面上, 然后再进行加铺。震裂 压稳和碎裂压稳的主要区别是震裂压稳破碎后的裂 缝不明显, 这与破碎时机械的冲击作用不同有关。根 据国外的研究成果, 震裂压稳和碎裂压稳技术处理 的旧水泥混凝土路面上的沥青混凝土加铺层也会产 生反射裂缝, 不过与不进行破碎的类似结构相比, 其 反射裂缝出现的时间和反射裂缝出现的数目有所改 善。 反射裂缝开始出现的时间要比不进行破碎时推 迟 2～ 3 年, 同时反射裂缝的数目相对减少 20% 左 右。与碎石化工艺相比, 震裂压稳和碎裂压稳技术对 水泥混凝土路面的结构性破碎得不够彻底。 碎石化工艺是水泥混凝土路面破碎工艺中较为 常用、对消除加铺层反射裂缝也更有效的一种施工 工艺。 碎石化有 2 种设备可供使用。 一种是通过重 锤下落进行破碎, 一种是通过振动来破碎。2 种工艺 的相应设备如图 2、3。 1 水泥混凝土路面碎石化设备及工艺简介 水泥混凝