沖擊斷裂穩(wěn)固技術(shù)在舊水泥混凝土路面改造中的應(yīng)用

2023年12月30日發(fā)(作者：你在何方)

第１１卷第１期　２　０　１　２年３月　廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)　ＪｏＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＧＵＡＮＧ　ＤＯＮＧ　ＣＯＵＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ　ＰＯＬＹＴＥＣＨＮＩＣ　Ｖ０１．１１　ＮＯ．１　Ｍａｒｃｈ　２０１２　文章編號：１６７１—８４９６一（２０１２）０１．０００６．０３　沖擊斷裂穩(wěn)固技術(shù)在舊水泥混凝土路面改造中的應(yīng)用　張桓靖　（廣州市公路＿Ｔ程公司，廣東廣州５１００７５）　摘要：沖擊斷裂穩(wěn)固法是降低舊水泥混凝土路面加鋪層　現(xiàn)反射裂縫的機(jī)率的有效方法。文中分析了舊水　泥混凝土路面進(jìn)行加鋪層改造時(shí)對舊路面進(jìn)行斷裂穩(wěn)固的必要性，介紹了沖擊式壓實(shí)機(jī)應(yīng)用于舊水泥混凝土　路面改造的工藝原理，并結(jié)合國道３２４線鶴山段路面大修改善工程的施ｌ丁闡述利用沖擊式壓實(shí)機(jī)對舊水泥混　凝土路面進(jìn)行斷裂穩(wěn)固的施工工藝與質(zhì)量控制方法。　關(guān)鍵詞：沖擊斷裂穩(wěn)固技術(shù)；舊水泥混凝土路面；改造　中圖分類號：Ｕ４１６．２１６　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ　Ｔｈｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｍｐａｃｔ－Ｆｒａｃｔｕｒｅ－Ｓｏｌｉｄｉｆｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｕｓｅｄ　Ｃｅｍｅｎｔ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｐａｖｅｍｅｎｔ　ＺＨＡＮＧ　Ｈｕａｎ－ｊ　ｉｎｇ　（Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１００７５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ－ｆｒａｃｔｕｒｅ—ｓｏｌｉｄｉｆｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉＳ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｔｏ　ｌｏｗｅｒ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ａｐｐｅａｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ　ｃｒａｃｋ　ｗｈｅｎ　ａｄｄ　ａ　ｎｅｗ　ｌａｙｅｒ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｕｓｅｄ　ｃｅｍｅｎｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐａｖｅｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ　ｏｆ　ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｓｏｌｉｄｉｆｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｗｈｅｎ　ｒｅｆｏｒｍ　ｔｈｅ　ｕｓｅｄ　ｃｅｍｅｎｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐｒｉｎ—　ｃｉｐｌｅｓ　ｗｈｅｎ　ａｐｐｌｙ　ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔｉｖｅ　ｃｏｍｐａｃｔｅｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｕｓｅｄ　ｃｅｍｅｎｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐａｖｅｍｅｎｔ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ－－ｒｅｆｏｒｍ　ｔｈｅ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｇ３２４　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｒｏａｄ（ｔｈｅ　ｐｏｒｔｉｏｎ　ｏｆ　ＨｅＳｈａｎ），ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｅｌａｂｏｒａｔｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｔｙ．ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｈｅｎ　ｕｓｅ　ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔｉｖｅ　ｃｏｍｐａｃｔｅｒ　ｔｏ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｓｏｌｉｄｉｆｙ　ｔｈｅ　ｕｓｅｄ　ｃｅｍｅｎｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐａｖａｍｅｎｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ．ｆｒａｃｔｕｒｅ—ｓｏｌｉｄｉｆｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｕｓｅｄ　ｃｅｍｅｎｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐａｖｅｍｅｎｔ；ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　伴隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，道路的交通量也迅　碎和穩(wěn)固處理，將舊水泥混凝土路面沖擊震裂成　邊長為４０—６０　ｃｍ的碎塊，消除板底脫空，減小　應(yīng)力集中，破碎舊水泥混凝土路面板作為底基層　猛增長，國內(nèi)很多早期修建的水泥水泥混凝土路　面特別是交通繁忙的國省道路面破壞嚴(yán)重，相繼　進(jìn)入大中修時(shí)期，應(yīng)用于舊路改造的新設(shè)備、新　方法、新工藝不斷出現(xiàn)。對舊水泥混凝土路面修　復(fù)和改造一般采取封堵裂縫或接縫、注漿、換板　使用，在其上再加鋪新的水泥穩(wěn)定碎石基層和水　泥混凝土面層。　等方法。但對于舊路破壞嚴(yán)重、修復(fù)舊路已經(jīng)不　經(jīng)濟(jì)的路段，應(yīng)采用對舊水泥混凝土路面斷裂與　１舊水泥混凝土路面斷裂與穩(wěn)固的必要性　在舊水泥混凝土路面板上做加鋪層是舊水泥　混凝土路面改造的常用方案，但舊水泥混凝土板　裂縫或接縫處產(chǎn)生的水平和垂直位移容易導(dǎo)致加　鋪層出現(xiàn)反射裂縫。垂直位移通常是由于溫度和　含水量的變化引起的膨脹和收縮或者板體脫空引　起的。水平位移則主要是由水泥混凝土板塊在溫　穩(wěn)固后再做加鋪層的修復(fù)方法。沖擊斷裂穩(wěn)固技　術(shù)的應(yīng)用使得這種舊水泥混凝土路面修復(fù)方法既　高效又經(jīng)濟(jì)。在國道３２５線鶴山段路面大修改善　工程中，對于舊水泥混凝土路面破壞嚴(yán)重的路段　應(yīng)用了沖擊斷裂穩(wěn)固技術(shù)，采用藍(lán)派１５Ｔ５．１５ＫＪ　沖擊式壓實(shí)機(jī)對舊路水泥混凝土路面進(jìn)行沖擊破　收稿日期：２０１１－０１．０５　作者簡介：張桓靖（１９８０．），男，路橋工程師，工程碩士研究生　研究方向：路橋工程　

第１期　張桓靖：沖擊斷裂穩(wěn)固技術(shù)在舊水泥混凝土路面改造中的應(yīng)用　７　度的影響下產(chǎn)生收縮引起的。位移與溫度應(yīng)變的　關(guān)系可用下式表示：　３舊水泥混凝土路面沖擊斷裂穩(wěn)固的施工　方法及質(zhì)量控制　３．１沖壓前的準(zhǔn)備工作　收縮位移＝吼ｘＡＴｘＬ／２　（１）　式中：ｏ　為溫度應(yīng)變系數(shù)；△　為溫度變化差　額；Ｌ為板體長度。　由上式可見，水泥混凝土面板裂縫或接縫處　的的水平收縮位移除了與溫度變化有關(guān)外，還與　板長有關(guān)。由此可見，在外界環(huán)境一定的情況　下，縮短板長，則收縮位移減小。因此通過縮短　水泥混凝土板塊的長度的方法可以減小板塊的收　由于使用沖擊式壓實(shí)機(jī)對水泥混凝土路面進(jìn)　行沖擊碾壓產(chǎn)生的震動(dòng)及破壞力非常大，因此在　沖擊施工前需對施工地段進(jìn)行安全標(biāo)識(shí)。一是對　有地下隱蔽工程（如涵洞、電纜、光纜等）的路段　進(jìn)行標(biāo)識(shí)，以便在施工時(shí)可以避開這些路段，以　縮位移，從而可以降低加鋪層出現(xiàn)反射裂縫的機(jī)　率。舊水泥混凝土路面板斷裂成邊長較短的碎塊　后，碎塊間形成嵌鎖，經(jīng)沖擊碾壓，可以有效消　除板底脫空現(xiàn)象，并將碎塊穩(wěn)固在舊基層上，結(jié)　構(gòu)層的承載力會(huì)大大提高，可以給加鋪層提供良　好的支承基礎(chǔ)，能有效降低反射裂縫出現(xiàn)的機(jī)率。　２應(yīng)用沖擊式壓實(shí)機(jī)施工的工藝原理　沖擊式壓實(shí)機(jī)是一種以沖擊壓實(shí)原理為基礎(chǔ)　的新型壓實(shí)機(jī)械，由牽引機(jī)拖動(dòng)非圓型壓實(shí)輪滾　動(dòng)，在滾動(dòng)過程中，當(dāng)壓實(shí)輪輪廓曲線上最大半　徑滾動(dòng)至最小半徑處，即距離輪軸中心最遠(yuǎn)點(diǎn)著　地時(shí)儲(chǔ)備的勢能和瞬時(shí)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為距輪心最近處　著地時(shí)的動(dòng)能沖擊地面，同時(shí)滾動(dòng)過程中又對地　面進(jìn)行碾壓作用。在國道３２５線鶴山段路面大修　改善工程中應(yīng)用的藍(lán)派１５Ｔ５．１５　ＫＪ沖擊式壓實(shí)機(jī)　是一種拖式高效破碎壓實(shí)機(jī)械，該機(jī)沖擊輪為五　邊形，最大沖擊力可達(dá)２５０　ｔ，壓實(shí)能量為１３０—　２００　ｋＪ，與一般壓路機(jī)相比，其壓實(shí)效率提高５　倍以上。在如此大的沖擊力和壓實(shí)能量的作用　下，經(jīng)過一定遍數(shù)的沖壓可使水泥混凝土板產(chǎn)生　網(wǎng)狀紋裂，且裂縫貫穿板厚，能有效消除板底脫　空現(xiàn)象和穩(wěn)固碎塊，而且可使板下基層及土基得　到進(jìn)一步的壓實(shí)。　對舊水泥混凝土路面進(jìn)行斷裂與穩(wěn)固，傳統(tǒng)　的方法分兩步實(shí)施，先用打樁機(jī)、沖擊錘或路面　截?cái)鄼C(jī)等將路面破碎，破碎后再使用重型輪胎式　壓路機(jī)碾壓穩(wěn)固。這種施工工藝工作效率低，破　碎與穩(wěn)固的均勻性也比較差。沖擊式壓實(shí)機(jī)的出　現(xiàn)，應(yīng)用于舊水泥混凝土路面改造中，可以集斷　裂與穩(wěn)固功能于一體，能夠使破碎與穩(wěn)固同步進(jìn)　行，工作效率大大提高，斷裂的均勻性與穩(wěn)固效　果都比較好。　免造成破壞。二是對水平方向構(gòu)造物不符合安全　距離的路段進(jìn)行標(biāo)識(shí)。　在Ｇ３２５線鶴山段路面大修改善工程的施工　實(shí)施中，采取的避讓控制距離如下：距離橋梁臺(tái)　背不小于５　ｍ；對于涵頂填土高度小于２　ｍ的管　涵，涵頂不能直接沖壓，沖壓邊界距涵邊緣不小　于２　ｍ；對于涵頂填土高度小于３　ｍ的板涵、通　道，涵頂不能直接沖壓，沖壓邊界距涵邊緣應(yīng)不　小于３　ｍ；路邊民房一般為１０～３０　ｍ，根據(jù)實(shí)際　調(diào)查情況采取相應(yīng)的避讓或加固措施。施工實(shí)踐　表明，上述控制措施是有效、安全的。　在進(jìn)行大面積施工前，必須先進(jìn)行３００～　５００　ｍ的試驗(yàn)段施工，獲得相關(guān)的施工技術(shù)參　數(shù)，取得成功后方可進(jìn)行大面積開工。　３．２沖壓方法　沖壓的線路長度一般以１　ｋｍ左右為一個(gè)工　作段，確定具體施工段長度時(shí)應(yīng)綜合考慮地形、　避讓控制距離、機(jī)械掉頭、設(shè)計(jì)需沖壓的路段長　度等因素。　為了能達(dá)到較好的斷裂與穩(wěn)固的效果，用沖　擊式壓實(shí)機(jī)進(jìn)行沖壓施工時(shí)需注意一些關(guān)鍵的工　藝方法。　首先，要注意沖擊式壓實(shí)機(jī)行走的線路。水　泥混凝土路面板在沖擊荷載的作用下會(huì)向四周擠　壓，水泥混凝土板在水平方向所受約束越少，則　破裂效果越好。因此對于無中央分隔帶且全幅施　工的舊路沖壓順序應(yīng)是先兩邊后中間，以便能較　快達(dá)到破碎效果。針對國道３２５線的實(shí)際情況，　因原舊路有中央防撞墻且是半幅施工，所以沖壓　順序依次為硬路肩、行車道到超車道，以保證最　佳的破碎的效果。為防止出現(xiàn)局部因沖壓過度而　過度破碎的情況，沖擊式壓實(shí)機(jī)行駛線路應(yīng)采用　錯(cuò)輪而不重疊輪跡的方法，每遍應(yīng)錯(cuò)１／６周長，　這樣可以有利于保證沖壓的均勻性，增強(qiáng)沖壓整　

８　廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)　第１１卷　體效果。　第二，需控制好沖擊式壓實(shí)機(jī)的行駛速度和　沖壓遍數(shù)。沖擊式壓實(shí)機(jī)的工作行使速度一般是　先快后慢，這樣可以使斷裂與穩(wěn)固混凝土板兩方　面都達(dá)到較好的效果。前五遍，速度可稍快，以　１２—１５　ｋｍ／ｈ速度行駛，以便盡早獲得破碎效　果。隨后應(yīng)適當(dāng)減速以便更好地將碎塊穩(wěn)固，一　般以９～１２　ｋｍ／ｈ的速度比較合適。對于高填方路　段及行車道，速度應(yīng)減至７—９　ｋｍ／ｈ，可以通過　增加遍數(shù)來獲得破碎與穩(wěn)固的效果。沖壓遍數(shù)一　般為１５遍左右，具體沖壓遍數(shù)應(yīng)由試驗(yàn)段和質(zhì)量　要求指標(biāo)來確定。對于含水量較高及原本板塊較　碎的路段，應(yīng)適當(dāng)減少?zèng)_壓遍數(shù)。當(dāng)沖壓的路段　出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即停止沖壓，防止　徹底破壞路基土原有的強(qiáng)度。　３．３質(zhì)量控制　目前沖擊斷裂穩(wěn)固工藝應(yīng)用于舊水泥混凝土　路面改造，其質(zhì)量指標(biāo)尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。　根據(jù)以往的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)一般采用破碎程度和沉　降量這兩個(gè)指標(biāo)來控制質(zhì)量。　在國道３２５線鶴山段路面大修改善工程中，　質(zhì)量檢測以直接觀察和沉降量測量為主要手段，　采用鉆芯法及彎沉測量為隨機(jī)抽查檢測方法。質(zhì)　量控制方法如下：　（１　直接觀察舊水泥混凝土板破碎程度時(shí)，　應(yīng)對水泥混凝土板碎塊的尺寸進(jìn)行檢查，如果裂　紋不明顯，可用水清洗干凈再觀察。經(jīng)沖壓的水　泥混凝土路面板破碎程度在視覺上應(yīng)大致呈網(wǎng)狀　分布，裂而不碎，破裂碎塊的邊長尺寸大致為　４０—６０　ｃｍ，３０—５０　ｃｍ的占碎塊總量的５７％以　上。大于６０　ｃｍ的不超過碎塊總量的２０％。　ｆ２）對舊水泥混凝土板鉆芯時(shí)，應(yīng)適當(dāng)隨機(jī)　取樣，觀察裂縫是否貫穿整塊水泥混凝土板厚，　保證斷裂效果。　（３）沉降量的測量，一般以每５遍為一個(gè)檢測　單元，最后一個(gè)檢測單元沉降量　５　ｍｍ時(shí)收斂。　（４）進(jìn)行彎沉值測量，　沖擊壓實(shí)后的路面彎　沉值一般在５０—１６０之間。　彎沉值超過２００的個(gè)　別點(diǎn)要作挖除修補(bǔ)處理。　４經(jīng)濟(jì)效益　由于沖擊斷裂穩(wěn)固技術(shù)是將舊水泥混凝土板　體斷裂穩(wěn)固后作為墊層或底基層，不用考慮大量　舊水泥混凝土板碎塊運(yùn)輸與廢棄等問題，也保持　了舊水泥混凝土面板絕大部分結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。節(jié)約了　大量的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。如果將水泥混凝土板鑿除、清　運(yùn)、廢棄，費(fèi)用大約要２０—３０元／ｍ　，而采用沖　擊式壓實(shí)機(jī)進(jìn)行斷裂穩(wěn)固費(fèi)用只有５元／ｍ　左右，　每個(gè)臺(tái)班可斷裂穩(wěn)固水泥混凝土路面８　０００　ｍ　左　右。可見沖擊斷裂穩(wěn)固技術(shù)是具有相當(dāng)好的經(jīng)濟(jì)　效益的。　５結(jié)語　沖擊斷裂穩(wěn)固技術(shù)應(yīng)用于舊水泥混凝土路面　改造中，使斷裂與穩(wěn)固可以同步進(jìn)行，大大提高　了施工效率，能大大縮短工期。采用沖擊式壓實(shí)　機(jī)進(jìn)行沖壓，斷裂穩(wěn)固均勻性好，碎塊間嵌鎖緊　密，保持了舊水泥混凝土路面的絕大部分結(jié)構(gòu)強(qiáng)　度，還能使板下基層及土基進(jìn)一步被沖擊壓實(shí)，　提高其承載能力。該工藝施工費(fèi)用低，且不用丟　棄舊水泥混凝土板碎塊，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。　沖擊斷裂穩(wěn)固技術(shù)在國道３２５線鶴山段路面　大修改善工程的成功應(yīng)用再一次體現(xiàn)了這種施工　技術(shù)工藝的可行性和優(yōu)越性，值得推廣和應(yīng)用。　參考文獻(xiàn)：　【１］劉滎，劉效堯，黃曉明．水泥混凝土路面改建技術(shù)　［Ｍ】．北京：人民交通出版社，２００６．　［２］鄧學(xué)均．路基路面工程［Ｍ】．北京：人民交通出版　社，２００１．