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摘要:文章主要阐述了旧路面碎石化施工工艺原理及特点，从而针对旧路面碎石化施工工艺流程及相关的操作要点进行了分析，提出了施工过程中的质量控制及安全措施，并结合工程的应用实践，着重论述了其施工工法在旧路面施工中应用价值，大量的工程实践证明，碎石化施工工法不仅有效消除桥梁板底空洞和板内应力，减少反射裂缝，延长大修工程使用寿命，而且其噪音小，扬尘少，碎石化路面后直接加铺结构层，避免旧面板挖弃，节省了经济成本，减少了污染环境。
关键词：旧路面，碎石化 ， 施工工法，工艺原理 ， 操作要点
Abstract: the paper mainly expounds the old pavement broken petrochemical construction technology principle and characteristics, so as to break old pavement petrochemical construction procedure and related key operation, this paper analyzed the construction process of quality control and safety measures, and combined with the application of engineering practice, this paper discusses the construction technique in the old pavement construction in the application value, a large number of engineering practice shows, broken petrochemical construction methods not only effectively eliminate bridge bottom hole and plate stress, reduce reflection crack, prolong the service life of repair engineering, and the noise is small, less dust, broken petrochemical pavement directly after that add a store structure layer, avoid old panel dig abandon, save the economic costs, reduce the pollution of the environment.
Keywords: old pavement, broken petrochemical, construction technique, technique principle, key operation
中圖分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1 前言
改革开放以来，我国的公路建设事业得到了蓬勃的发展。特别是九十年代我国大规模基础建设的迅速展开，水泥砼路面公路得到飞速发展。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。
广东冠粤路桥有限公司第三分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。该工法运用于G324线罗梅路面大修工程和G324线冲罗路面大修工程。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。在工程中，根据旧面板的破碎状况、剩余强度及厚度初定机械作业参数，观测施工时锤击效果、破碎程度，调整施工控制参数，以达到最优碎石化效果。
2.2 碎石化可有效消除板底空洞和板内应力，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，经过Z型压路机碾压后，增强旧路基的密实度，提高基底承载力。
2.4 碎石化施工对周边房屋和结构物影响小，安全性高，便于施工组织。
2.5 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，节省了经济成本，减少了污染环境。
3 适用范围
本工法适用于国道公路路面大修工程中的旧路面处治，尤其是城镇区或沿线周围房屋建筑较多的路段，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。破碎机内的液压泵将液压油压入工作油缸中，产生压力使锤头抬高，在锤头达到控制高度后，液压油流回液压泵内，使锤头在近乎无阻力的条件下自由下落，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。水泥砼面板吸收能量遵行由近到远的递减规律，上部板块在破碎后其颗粒粒径较小(≤7.5cm)，无法紧密结合，形成一层松散层(＜2cm)；下部板块受到表层递减后的力，颗粒粒径形成较大(≤30cm)，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。
多锤头破碎机处治后的旧路面，在一定程度上消除了集中应力，大幅度减少了反射裂缝对新建结构层的危害，消除板底空洞、错台、唧泥等隐患，延长使用寿命。
5 施工工艺流程及操作要点
5.1 工艺流程
多锤头碎石化施工工艺流程见图5.1
图5.1 多锤头碎石化施工工艺流程图
5.2 施工要点
5.2.1 施工准备
1 多锤头破碎机进场后，委派专职人员对机械进行全面检查，核查各零件的完好性，确保机械作业施工时的正常运作。
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
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。
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 在设计图纸设置参数施工：破碎机行走速度为80m/h~180m/h，落锤高度为1.1~1.3m，落锤间距10cm。破碎过程中，逐级调整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型钢轮压路机进行振动碾压，一般不小于3遍，通过取芯法观察试坑判断是否达到密实效果。
5.2.4 确定控制参数
根据试验段施工效果，认真进行总结，最终确认施工参数：破碎机行走速度按80m/h~100m/h控制，落锤高度为1.2m~1.3m，落锤间距8cm。
5.2.5 多锤头机破碎
1 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。
2 严格按确定程序和参数施工。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。
3 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。
5.2.6 Z型压路机压稳
1 破碎后采用Z型钢轮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)，平整后再用光轮压路机碾压1~2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。
5.2.7 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。
5.3 注意事项
5.3.1 破碎后的路段应封闭交通，如有特殊情况可适量开放通行。
5.3.2 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。
6 机械设备
本工法所需施工设备如下表6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12kj。
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 机械设备表
7 质量控制
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。
7.1 破碎粒径
7.1.1 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≤7.5cm，中层粒径≤22.5cm，底部粒径≤37.5cm。
7.1.2 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50cm×50cm，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 沉降
破碎后，旧路面会产生一定的沉降量，一般为2.5~3.5cm。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一个点，以60~150m为区间计算平均沉降量以校核碎石化破碎的质量。
8 安全措施
8.1 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。
8.2 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。
8.3 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。
8.4 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。
9 环保措施
施工时可根据实际情况在机械周围安装翼板，减少灰尘，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。
10 效益分析
10.1 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，延长了维修工程寿命。
10.2 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。
10.3 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 国道324线冲罗公路大修工程，全长33km，双向四车道，原为水泥混凝土路面，现设计为全线水泥面板处治后加铺结构层。开工时间2009年8月19日，完工时间2009年1月10日。旧路处治采取多锤头碎石化和蓝派冲击压裂，其中多锤头碎石化路段12.9Km，工程量150630m2，占总工程量的43%。
11.2 本工程原设计为城镇路段采用多锤头碎石化处治旧路面，一般路段采用蓝派冲击压裂处治旧路面。由于路段内结构物及周边房屋较多，蓝派冲击压路机施工时冲击能量较大，无法按原设计正常有效施工，经多方现场研究，将大部分藍派冲击压裂方案变更为多锤头碎石化方案。从施工效果来看，多锤头碎石化无论是在施工组织、施工安全、施工进度和施工质量等方面都有着很好的使用价值和推广价值。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：旧路面，碎石化 ， 施工工法，工艺原理 ， 操作要点
Abstract: the paper mainly expounds the old pavement broken petrochemical construction technology principle and characteristics, so as to break old pavement petrochemical construction procedure and related key operation, this paper analyzed the construction process of quality control and safety measures, and combined with the application of engineering practice, this paper discusses the construction technique in the old pavement construction in the application value, a large number of engineering practice shows, broken petrochemical construction methods not only effectively eliminate bridge bottom hole and plate stress, reduce reflection crack, prolong the service life of repair engineering, and the noise is small, less dust, broken petrochemical pavement directly after that add a store structure layer, avoid old panel dig abandon, save the economic costs, reduce the pollution of the environment.
Keywords: old pavement, broken petrochemical, construction technique, technique principle, key operation
中圖分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1 前言
改革开放以来，我国的公路建设事业得到了蓬勃的发展。特别是九十年代我国大规模基础建设的迅速展开，水泥砼路面公路得到飞速发展。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。
广东冠粤路桥有限公司第三分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。该工法运用于G324线罗梅路面大修工程和G324线冲罗路面大修工程。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。在工程中，根据旧面板的破碎状况、剩余强度及厚度初定机械作业参数，观测施工时锤击效果、破碎程度，调整施工控制参数，以达到最优碎石化效果。
2.2 碎石化可有效消除板底空洞和板内应力，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，经过Z型压路机碾压后，增强旧路基的密实度，提高基底承载力。
2.4 碎石化施工对周边房屋和结构物影响小，安全性高，便于施工组织。
2.5 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，节省了经济成本，减少了污染环境。
3 适用范围
本工法适用于国道公路路面大修工程中的旧路面处治，尤其是城镇区或沿线周围房屋建筑较多的路段，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。破碎机内的液压泵将液压油压入工作油缸中，产生压力使锤头抬高，在锤头达到控制高度后，液压油流回液压泵内，使锤头在近乎无阻力的条件下自由下落，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。水泥砼面板吸收能量遵行由近到远的递减规律，上部板块在破碎后其颗粒粒径较小(≤7.5cm)，无法紧密结合，形成一层松散层(＜2cm)；下部板块受到表层递减后的力，颗粒粒径形成较大(≤30cm)，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。
多锤头破碎机处治后的旧路面，在一定程度上消除了集中应力，大幅度减少了反射裂缝对新建结构层的危害，消除板底空洞、错台、唧泥等隐患，延长使用寿命。
5 施工工艺流程及操作要点
5.1 工艺流程
多锤头碎石化施工工艺流程见图5.1
图5.1 多锤头碎石化施工工艺流程图
5.2 施工要点
5.2.1 施工准备
1 多锤头破碎机进场后，委派专职人员对机械进行全面检查，核查各零件的完好性，确保机械作业施工时的正常运作。
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
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。
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 在设计图纸设置参数施工：破碎机行走速度为80m/h~180m/h，落锤高度为1.1~1.3m，落锤间距10cm。破碎过程中，逐级调整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型钢轮压路机进行振动碾压，一般不小于3遍，通过取芯法观察试坑判断是否达到密实效果。
5.2.4 确定控制参数
根据试验段施工效果，认真进行总结，最终确认施工参数：破碎机行走速度按80m/h~100m/h控制，落锤高度为1.2m~1.3m，落锤间距8cm。
5.2.5 多锤头机破碎
1 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。
2 严格按确定程序和参数施工。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。
3 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。
5.2.6 Z型压路机压稳
1 破碎后采用Z型钢轮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)，平整后再用光轮压路机碾压1~2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。
5.2.7 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。
5.3 注意事项
5.3.1 破碎后的路段应封闭交通，如有特殊情况可适量开放通行。
5.3.2 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。
6 机械设备
本工法所需施工设备如下表6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12kj。
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 机械设备表
7 质量控制
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。
7.1 破碎粒径
7.1.1 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≤7.5cm，中层粒径≤22.5cm，底部粒径≤37.5cm。
7.1.2 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50cm×50cm，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 沉降
破碎后，旧路面会产生一定的沉降量，一般为2.5~3.5cm。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一个点，以60~150m为区间计算平均沉降量以校核碎石化破碎的质量。
8 安全措施
8.1 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。
8.2 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。
8.3 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。
8.4 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。
9 环保措施
施工时可根据实际情况在机械周围安装翼板，减少灰尘，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。
10 效益分析
10.1 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，延长了维修工程寿命。
10.2 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。
10.3 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 国道324线冲罗公路大修工程，全长33km，双向四车道，原为水泥混凝土路面，现设计为全线水泥面板处治后加铺结构层。开工时间2009年8月19日，完工时间2009年1月10日。旧路处治采取多锤头碎石化和蓝派冲击压裂，其中多锤头碎石化路段12.9Km，工程量150630m2，占总工程量的43%。
11.2 本工程原设计为城镇路段采用多锤头碎石化处治旧路面，一般路段采用蓝派冲击压裂处治旧路面。由于路段内结构物及周边房屋较多，蓝派冲击压路机施工时冲击能量较大，无法按原设计正常有效施工，经多方现场研究，将大部分藍派冲击压裂方案变更为多锤头碎石化方案。从施工效果来看，多锤头碎石化无论是在施工组织、施工安全、施工进度和施工质量等方面都有着很好的使用价值和推广价值。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。