共振碎石化技術在公路改擴建工程中的應用研究

宋思捷

摘要 共振碎石化施工技術能夠改善原本容易產生反射裂縫的水泥混凝土面板性能，通過將面板均勻破碎的方式使其具備柔性承載力，具有適用范圍廣、無須養生處理、振動影響小、施工效率高等優勢。文章以廣東省G220國道某路段為例，對公路改擴建過程中的共振碎石化施工準備工作進行了介紹，分析了共振碎石化施工技術的應用要求，提出了施工質量檢測的具體標準，以期為相關單位人員提供參考。

關鍵詞 共振碎石化;公路改造;技術應用

中圖分類號 U416.216 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）05-0105-03

0 引言

共振碎石化技術能夠通過技術手段實現破碎機械與需改造路燈水泥面板之間的共振，將面板破碎為下層嵌鎖、上層嵌擠的碎石粒料層，具有粒徑小、相鄰互補等特點的碎石粒料層能夠變得更加穩定，有效規避了水泥板結構存在的接縫位移問題，增強改造路面強度的同時不會對路基造成較大影響，將該技術用于加鋪路面，能夠有效改進路面存在的反射裂縫問題。

1 工程概況

以廣東某段G220國道改造項目為例，計劃對圩鎮路段進行共振碎石化處理，該路段主要為舊水泥混凝土路面板。碎石化施工前，須提前將舊瀝青加鋪層從舊水泥面板上方銑刨去掉，在此基礎上進行共振碎石化處理。計劃投入機械手4名，施工管理人員4名（現場負責一人，另三人負責安全和施工管理）;計劃投入共振碎石機2臺，灑水車1輛，壓路機2臺。碎石化施工中機械施工參數詳見表1，參數通過試振獲取，特殊路況結合現場情況進行調整。

2 施工準備

路面共振破碎施工期間需要做好天氣狀況監測工作，避免在降雨天氣開展相應施工。為了避免雨水對破碎后路面造成負面影響，施工人員需及時做好壓實處理工作，并將透層油噴灑于壓實路面之上[1]。為了避免瀝青補塊或瀝青加鋪層對共振碎石化施工質量造成影響，須提前將其清除，同時在施工前進行并排取芯或檢查坑開挖的方式對機械施工參數進行確定。

2.1 瀝青修補塊、加鋪層清除

借助銑刨機將混凝土舊路面瀝青加鋪層清除，借助風鎬清除瀝青修補塊。舊公路水泥板存在唧泥、嚴重網狀破損（如圖1）以及縱向斷板且沉陷等問題（如圖2），須利用C15貧水泥或級配碎石對不低于10 cm深度的坑槽回填，回填C15貧水泥的區域需進行共振碎石化改造。

2.2 機械施工參數檢測

機械施工參數檢測期間，須選擇具有代表性的路段試振，測試長度為200 m，按照單向路幅寬度進行試振。在挖掘檢查坑期間，將尺寸控制在長寬各1.2 m且深度為混凝土路面厚度的范圍，還可以采取150 mm孔徑并排取芯的方式檢查，兩者檢查方式均應在試振區中部開展取芯或挖坑工作，數量應為1～2個。試振完成，將挖掘檢查坑遺留的碎料清除，利用瀝青碎石或級配碎石回填。檢查坑無法滿足碎石化施工需求時，重新開挖新的檢查坑，在無符合要求檢查坑的情況下，對現場情況進行分析驗證，對施工參數進行優化調整，避免對共振碎石化施工質量造成負面影響。

2.3 共振破碎施工設備及材料的準備

共振破碎施工期間，施工單位應借助40 Hz共振頻率的高頻低幅設備開展施工，確保能夠滿足舊水泥板破碎化的各種頻率要求。將吸塵除塵系統加裝在共振設備之上，解決共振期間可能產生的揚塵問題。共振破碎后的壓實施工期間，借助輪胎壓路機或單鋼輪振動壓路機進行壓實處理，確保壓路機具有18 t以上的噸位，壓實期間借助水車灑水降塵。提前準備石屑或碎骨料材料，石屑或碎骨料材質為石灰石質地，材料中的石粉含量應符合標準，板結碎石表面并提升壓實質量，做好水泥板破碎后的彌縫處理工作;準備回填材料處理存在嚴重坑槽問題的路面。在質量檢測方面，施工單位為后續試驗檢測工作準備取樣、回彈模料、篩分試驗、回彈彎沉相關設備。

3 共振碎石化施工技術要求

3.1 共振破碎施工

共振破碎施工應從縱縫邊緣部位（水泥面板）或者外側車道邊緣部位開始，破碎方向由低向高開展，避免無法有效排除滲透到路面之中的水分。破碎錘頭具有0.2 m/條的破碎范圍，單條車道可以設置15～18條錘頭，控制相鄰區域的破碎間隔，避免距離超出單個錘頭寬度?，F場破碎寬度高于目標水泥面板，為避免原有接縫對路面質量產生負面影響，設置0.1 m以上的破碎寬度處理水泥板搭接的部位[2]。在共振破碎期間，適當調整共振頻率處理混凝土水泥板厚度過大或強度過高問題，借助更緩慢的速度進行更高強度的共振，提前對相應路段進行打裂等預處理工作，避免對共振破碎進度造成影響。軟弱路基存在含水量高且不易排水等問題，能夠影響破碎效率，須提升共振破碎速度，適當縮減激振力和振幅，必要時通過隔行破碎降低施工影響，避免嚴重破壞水泥板強度。為了避免對路段內相關建筑物造成影響，施工人員監測周邊建筑工作狀態，及時分析檢查異常位移或開裂等問題，確認無誤后方可繼續開展施工。

3.2 破碎層的清理

碎石層清理采取人工處理方式對條狀填料堆積在舊水泥板裂縫、接縫部位問題處理，直接清理干凈10 cm以上的碎石化表層碎塊。豎向凹地在5 cm以上的區域，借助連續級配碎石回填處理。碎石層中的較大塊徑借助石屑、石粉等細料填充，填充期間剪除外露部位確保表面平齊。

3.3 碎石化層壓實處理

按照初壓1次、復壓2～3次以及終壓1～2次三個階段開展壓實處理施工，碾壓期間開展灑水處理工作，將碎石層表面含水量控制在施工標準范圍內，保持不低于3 km/h的碾壓速度。在平曲線（無超高）與直線路段按照由路肩到中心的方向開展碾壓施工;在平曲線（有超高）路段按照由內側路肩到外側路肩的方向開展碾壓施工。嚴格按方案標準控制壓路機間距，按照100～200 mm的重疊寬度碾壓，在振動停止后方可折回。輪胎壓路機根據碾壓輪寬度控制重疊寬度，具體標準為輪寬的1/3～1/2。大型壓路機無法壓縮處理的窄小路段，借助振動夯板或1～2 t級別的小型壓路機對窄小路段壓實處理。

3.4 特殊路段處理

軟弱路基存在含水量高且不易排水等問題，此類施工路段須提升共振破碎速度，適當縮減激振力和振幅，采取隔行破碎施工手段避免嚴重破壞水泥板強度，影響路面運行質量。部分路段存在路面沉陷、翻漿等較為嚴重的病害問題，施工單位直接破除病害部位水泥板，去除水泥板下方軟基，換填路基確保路段質量滿足施工標準要求[3]。結合現場施工情況判定具體回填方式，根據設計要求開展施工。零星挖除部位回填工作期間，利用低標號水泥填充下部挖除部位，利用瀝青碎石或級配碎石對舊水泥板頂面下方15～20 cm部位回填，材料選取標準詳見表2，篩分結果如圖3。

對于局部下陷路段，施工單位碾壓處理問題路段，借助瀝青或級配碎石處理15 cm下陷深度以內的區域;對于下陷更深的區域，施工單位借助水泥材料補強處理挖出碎石層后的下陷區域，強度提升至C15級別，回填至15 cm范圍內時借助瀝青或級配碎石回填[4]。

對于脫空路段，在共振破碎后開挖回填脫空凹陷部位。碾壓處理完成后，破碎層表面可能存在2～10 cm的豎向位移，針對位移問題回填瀝青碎石或連續級配碎石;破碎層表面可能存在10 cm以上的豎向位移，針對位移問題在10 cm以下部位借助水泥材料補強處理，在10 cm之內的區域使用瀝青碎石或連續級配碎石處理。

4 施工質量控制措施

4.1 碎石化層質量控制

共振碎石化施工完畢后，通過檢查坑開挖檢測或并排取芯的方式對施工質量進行核查，碎石層粒徑質量控制標準如表3所示。

4.2 承載能力

共振碎石化處理之后，路面基層應達到柔性基層的范圍，開展承載能力試驗檢測工作，按標準檢測回彈模量，基于每千米至少3個測點的方式對數值進行計算，相關參數標準如表4所示[5]。

5 結語

綜上所述，共振碎石化公路改擴建工程施工期間，施工單位需要加強施工過程質量控制，做好施工準備、鋪筑試驗路段、施工過程中各項技術指標的檢驗等各項工作，嚴格按方案和設計標準落實共振破碎、碾壓、回填等各項施工，確保公路改造工作有序開展。

參考文獻

[1]蔡明祥. 共振碎石化技術在舊水泥混凝土路面改造中的應用[J]. 建筑技術開發， 2021（19）： 113-115.

[2]徐韌. 共振碎石化技術在七莘路道路大修工程中的應用[J]. 上海公路， 2021（2）： 36-40+66+166.

[3]連少芬. 淺談共振碎石化在既有水泥混凝土路面改造設計中的應用[J]. 四川水泥， 2021（4）： 347-348.

[4]龔丹芳. 維修改造公路工程項目共振碎石化技術要點分析[J]. 科學技術創新， 2021（24）： 140-141.

[5]張小波. 舊水泥混凝土路面改造工程中共振碎石化技術的應用[J]. 交通世界， 2020（18）： 146-147.