舊水泥混凝土路面碎石化技術(shù)施工指導(dǎo)意見

1、G328線儀征段十五里墩收費站青山渡槽路面大修工程舊水泥混凝土路面碎石化技術(shù)施工指導(dǎo)意見江蘇省交通科學(xué)研究院二九年六月目 錄第一章 緒 論11.1 項目概述11.2 碎石化（Rubblization）概念11.3 碎石化技術(shù)的主要優(yōu)勢及特點21.3.1 主要優(yōu)勢21.3.2 主要特點21.4 碎石化技術(shù)專用設(shè)備及特點2碎石化技術(shù)專用設(shè)備21.4.2 碎石化技術(shù)專用設(shè)備特點3第二章 碎石化施工前的整備工作72.1 碎石化技術(shù)適用條件72.2 舊水泥混凝土路面路況調(diào)查評定及準(zhǔn)備工作82.2.1 交通量（車輛組成及軸載分布）82.2.2 修建、養(yǎng)護歷史92.2.3 路面破損狀況92.2.4 路面結(jié)構(gòu)

2、強度92.2.5 路面板材料強度調(diào)查112.2.6 路基狀況112.2.7 構(gòu)造物分布情況122.2.8 路基、路面排水狀況132.3 排水系統(tǒng)的設(shè)置132.4 舊水泥混凝土路面的清理整備142.5 其它施工準(zhǔn)備14第三章 碎石化施工工藝及碎石化后的整備工藝163.1 碎石化施工流程163.2 碎石化施工技術(shù)173.2.1 試驗段與試坑173.2.2 MHB破碎183.2.3 預(yù)裂要求193.2.4 軟弱基層或路基的處理193.2.5 凹處回填193.2.6 原有填縫料及外露鋼筋的清除193.2.7 破碎后的壓實要求193.2.8 乳化瀝青透層193.2.9 破碎路段邊緣處理203.2.10

3、雨水的防治20第四章 施工質(zhì)量控制及驗收標(biāo)準(zhǔn)214.1 路面碎石化的施工質(zhì)量控制方法214.1.1 碎石化工藝試驗段設(shè)備參數(shù)推薦214.1.2 施工質(zhì)量控制的一般過程214.2 路面碎石化施工中需要特別注意的問題224.3 MHB碎石化施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)234.3.1 路面碎石化后的粒徑范圍234.3.2 路面碎石化后頂面的當(dāng)量回彈模量244.3.3 路面碎石化后的回彈彎沉244.3.4 MHB碎石化施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢測頻率254.3.5 碎石化對周圍環(huán)境造成的影響控制264.3.6 排水系統(tǒng)驗收標(biāo)準(zhǔn)264.3.7 瀝青加鋪層驗收標(biāo)準(zhǔn)26第一章 緒 論1.1 項目概述 G328線儀征段十五里墩收費站青

4、山渡槽路面大修改造項目起點位于十五里墩收費站，樁號為K158+300，終點位于揚州段的終點，樁號為K163+819，全長5.519km。原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)雙向四車道，設(shè)計時速100Km/h，路基寬度23米，路面寬21米，平曲線最小半徑700米，最大縱坡2.4%。設(shè)計荷載：汽20，掛100，行車道設(shè)計橫坡1.5%。全線路基成型規(guī)則，路基高度0-3.0m，一般高度0-1.0m。該線儀征段建成于1980年，原為水泥混凝土板塊路面，1998年進行“白+黑”高速化完善改造，取得了良好的使用效果。經(jīng)過多年的經(jīng)營，目前路面病害極其嚴重，尤其以路面水泥砼板塊反射裂縫為主，局部路段排水存在不足導(dǎo)致較嚴重唧漿現(xiàn)象，路面狀

5、況指標(biāo)很差。1.2 碎石化（Rubblization）概念水泥混凝土路面碎石化是一種舊水泥混凝土路面破碎處治技術(shù)，是對舊水泥混凝土路面大修或改造的重要手段。該技術(shù)是將水泥混凝土路面的面板，通過專用設(shè)備一次性破碎為碎塊柔性結(jié)構(gòu)，因破碎后其顆粒粒徑小，力學(xué)模式更趨于級配碎石，因而將其命名為碎石化。這種結(jié)構(gòu)不僅具有一定承載力，而且具有有效防止或限制反射裂縫發(fā)生、發(fā)展的作用。碎石化技術(shù)根據(jù)破碎原理和施工機械的不同，又分為兩類：多錘頭碎石化（MHB, Multi-Head Breaker）和共振碎石化法（RPB, Resonant Pavement Breaker）。這兩種技術(shù)相比，共振式碎石化破碎程度

6、較高，破碎后顆粒粒徑較小，因而板塊強度損失程度也較大，需要加鋪的路面結(jié)構(gòu)要求更高，不夠經(jīng)濟，因此，多錘頭碎石化技術(shù)逐步發(fā)展成為碎石化的主要技術(shù)。由于本次施工采用多錘頭碎石化施工，因此本指導(dǎo)意見針對多錘頭碎石化（MHB）技術(shù)而編制。1.3 碎石化技術(shù)的主要優(yōu)勢及特點 主要優(yōu)勢舊水泥混凝土路面碎石化技術(shù)使路面結(jié)構(gòu)降低到一定程度，同時能夠有效地防止反射裂縫的發(fā)生，碎石化后的水泥混凝土碎塊可直接作為新路面結(jié)構(gòu)的基層或墊層，如果舊水泥混凝土路面碎石化仍具有較高的強度，能夠滿足道路承載需求，則可直接作為路面基層在其上加鋪路面面層。 主要特點 碎石化能使原水泥混凝土路面板塊在平面強度上分布均勻； 碎石化后仍

7、能保留原水泥混凝土路面的一定強度； 碎石化后可以消除水泥混凝土路面病害； 碎石化后的粒徑合理，不會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。1.4 碎石化技術(shù)專用設(shè)備及特點碎石化技術(shù)專用設(shè)備實施MHB類碎石化技術(shù)，主要設(shè)備是MHB多錘頭破碎機和Z型壓路機。MHB多錘頭破碎機攜帶有8個質(zhì)量為10001200lb（約450550kg）的重錘，分兩排裝配在機械的尾部，每對重錘單獨裝備一套液壓提升系統(tǒng)，破碎時按一定規(guī)律下落。重錘下落時可產(chǎn)生10008000lbft（138311060Nm）的沖擊能量，如下圖1-1所示。MHB碎石化后要求采用Z形壓路機碾壓。Z型壓路機是一種在鋼輪表面帶有Z字狀紋理的振動式壓路機，自重不小于10

8、t。1.4.2 碎石化技術(shù)專用設(shè)備特點MHB類設(shè)備寬度和垂擊功可以調(diào)節(jié)，所以在某些特殊結(jié)構(gòu)物處可以控制部分重錘避讓構(gòu)造物。第二章 碎石化施工前的整備工作G328線儀征段十五里墩收費站青山渡槽路面大修改造項目在方案設(shè)計之前已經(jīng)進行了比較詳細的路況調(diào)查與方案的論證，結(jié)果表明該路段在大修時采用碎石化技術(shù)能夠徹底解決目前路面病害情況，是適合本次水泥混凝土改造的最佳選擇，其檢測數(shù)據(jù)及碎石化具體路段詳見施工圖設(shè)計，因此對本章提到的部分確定方案所需的檢測項目（如交通量、養(yǎng)護歷史等）在碎石化施工時可以不做要求，僅作為參考。2.1 碎石化技術(shù)適用條件表2-1 進行碎石化的路基承載力要求相關(guān)指標(biāo)土基CBR基層穩(wěn)定

9、情況板體材料界限或性狀> 5基本穩(wěn)定未出現(xiàn)松散（2）碎石化技術(shù)在本項目中應(yīng)用的可行性分析本項目原瀝青路面狀況破損嚴重，而且主要以水泥板接縫反射裂縫為主，尤其在兩方向的K160+000K162+000路段，基本上板與板間的接縫都產(chǎn)生了反射裂縫，說明水泥板塊接縫損壞嚴重，其重新利用意義不大；同時路基承載能力都在100MPa以上，CBR均值大于10，滿足碎石化施工所需要的承載能力要求；路段現(xiàn)有建筑物距路肩邊緣基本在10m以外，碎石化施工對建筑物的影響較小。2.2 舊水泥混凝土路面路況調(diào)查評定及準(zhǔn)備工作的目的是利用現(xiàn)代化的檢測設(shè)備對路面進行詳細的檢測，通過對檢測數(shù)據(jù)的分析、評價，充分掌握現(xiàn)階段路

10、面性能的總體情況，查找路面現(xiàn)階段病害發(fā)生的主要原因。在了解路面病害發(fā)生原因的基礎(chǔ)上，“對癥下藥”制定出科學(xué)、合理的改造方案，以指導(dǎo)改造工作的順利進行。2.2.1 交通量（車輛組成及軸載分布）交通量是路面改造中非常重要的基礎(chǔ)資料，為更好的有針對性地制定路面改造方案，項目組收集了項目路歷年來的交通流量資料，并分析交流量大小、發(fā)展趨勢、方向分布情況以及主要車型情況以及各種因素對路面的影響，根據(jù)交通量制定科學(xué)的路面改造方案。2.2.2 修建、養(yǎng)護歷史2.2.3 路面破損狀況路面破損狀況采用人工現(xiàn)場調(diào)查的方法進行統(tǒng)計，調(diào)查中對原路面進行了詳細的編號，并用紅色油漆在板角進行編號，調(diào)查人員詳細記錄了每塊板的

11、病害情況。鑒于路況差異，調(diào)查過程中建議應(yīng)將板塊分為：好、一般和差三類。好板指原水泥混凝土板表面基本完好，無貫穿全板的裂縫；一般板指原水泥混凝土面板有裂縫和斷板現(xiàn)象，但裂縫寬度較窄，板塊被裂縫分為34塊左右；差板是指原水泥混凝土面板嚴重損壞，裂縫寬度較寬，板塊被裂縫分為4塊以上，且有沉陷、唧泥現(xiàn)象出現(xiàn)。2.2.4 路面結(jié)構(gòu)強度通過對路面結(jié)構(gòu)強度的評價進一步確定路面的剩余壽命，即剩余結(jié)構(gòu)承載能力。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)強度評價主要針對板底脫空情況以及基層頂面當(dāng)量回彈模量等指標(biāo)。通過這些指標(biāo)，可以了解舊水泥混凝土路面的基本狀況、為碎石化決策提供參考。需要說明的是，由于MHB是將舊水泥混凝土板塊碎石化后用

12、作改建瀝青路面的基層，因而測定舊水泥混凝土板塊的接縫傳荷能力是沒有意義的，即對于將要碎石化處理的舊水泥混凝土路面，在評價其結(jié)構(gòu)承載力時可不進行接縫傳荷能力的評價。（1）板底脫空情況我國公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范（JTJ 073.1-2001）規(guī)定，水泥混凝土面板脫空情況可采用彎沉法測定，具體方法為： 須用5.4m長桿彎沉儀，及相當(dāng)于BZZ-100重型標(biāo)準(zhǔn)汽車； 彎沉儀的測點與支座不應(yīng)放在相鄰兩塊板上，待彎沉車駛離測試板塊，方可讀取百分表值； 凡彎沉值超過0.2mm的，應(yīng)確定為面板脫空。在歐美，檢測混凝土面板是否脫空一般采用落錘彎沉儀（FWD）法，該方法簡單便捷、結(jié)果準(zhǔn)確，在國內(nèi)也開始逐步采

13、用，若條件允許時，建議采用該方法。（2）基層頂面回彈模量碎石化施工是以原水泥路面的基層為工作平臺展開的，基層頂面的強度直接影響碎石化施工的效果。太軟弱的基層上板塊不適宜使用MHB進行破碎，因而，有必要對基層頂面的回彈模量進行評價。基層頂面當(dāng)量回彈模量與原水泥混凝土板表面的質(zhì)量狀況有直接關(guān)系，一般質(zhì)量良好的面板對應(yīng)的基層質(zhì)量較好、頂面回彈模量較高；一般質(zhì)量較差的面板對應(yīng)的基層質(zhì)量較差、基層頂面當(dāng)量回彈模量較低。調(diào)查的目的是評價基層的整體性和強度狀況，但基層強度調(diào)查難度較大，在具體施工前的調(diào)查中，可重點調(diào)查較差路段的35塊板，即一般選取35個試驗點。試驗點的選擇應(yīng)遵循最不利原則，且各點最好不在同一

14、塊板上?；鶎禹斆婊貜椖Ａ靠稍谝瞥姘搴螅捎贸休d板法測定，供設(shè)計時參考，具體技術(shù)指標(biāo)還有待于進一步深入研究，目前也可通過目測，直接判定基層的實際狀況，總體原則是：只要沒有松散，具有一定的整體性和強度，都符合碎石化的技術(shù)要求。（3）路基CBR碎石化技術(shù)適用條件一節(jié)中明確提出，只有路基CBR大于5%的路段才可采用碎石化施工，因而，在路況調(diào)查階段需要對路基現(xiàn)場CBR進行檢測評價。目前，路基CBR現(xiàn)場測定普遍采用的儀器為動力圓錐觸探儀（Dynamic Cone Pentrometer，簡稱DCP），其工作原理是通過測定在額定沖擊力作用下貫入桿貫入土基的速率來計算路基現(xiàn)場CBR值的大小。國內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范中，

15、測定路基現(xiàn)場CBR值的兩種方法在新建公路中比較適用，但在舊水泥混凝土改建項目中應(yīng)用受現(xiàn)場條件限制較大，難以快速準(zhǔn)確地檢測現(xiàn)場CBR值。建議在實施碎石化施工時可采用DCP技術(shù)進行測定與評價。 路面板材料強度調(diào)查2.2.6 路基狀況路基承載能力是確定原路面處理方案的重要技術(shù)因素，因此需要對路基承載能力進行測試分析。水泥混凝土路面出現(xiàn)較多的開裂、斷板等病害，導(dǎo)致雨水可能由路面表面滲入路基等情況的發(fā)生，路基強度可能會降低，不能滿足相關(guān)技術(shù)要求，需對之進行補強。因此，對該路基進行強度檢測非常必要，采用DCP檢測手段，了解土基的回彈模量、強度等指標(biāo)。同時原有道路加寬，需要對路基承載能力進行測定，以確定加寬

16、的方式、拼寬的位置和路基處理方案。對出現(xiàn)嚴重病害的路段建議采用以下流程進行修復(fù)處理： 清除混凝土路面； 開挖基層或路基至穩(wěn)定層； 換填監(jiān)理工程師（或相關(guān)技術(shù)人員）認可的材料，頂面高程與破碎混凝土板底相同； 剩余的部分，除非有其它要求，應(yīng)采用HMA罩面層底相同的混合料回填?；靥盍蠎?yīng)進行適當(dāng)?shù)臄備伜蛪簩崳钚】刂瞥叽鐟?yīng)不小于全車道寬和1.2m長，以保證壓實效果。有條件的情況下，在破碎后的混凝土路面上可用密集配碎石粒料和HMA的銑刨料（RAP）加鋪一層，以增加總的覆蓋層厚度。路基以上的基層、破碎混凝土層必須有足夠的承載力以便于HMA的攤鋪施工。 構(gòu)造物分布情況2.2.8 路基、路面排水狀況2.3 排

17、水系統(tǒng)的設(shè)置路基路面排水系統(tǒng)可以大致分為兩種：即路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水和路面邊緣排水。路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水即在結(jié)構(gòu)層內(nèi)部設(shè)置排水層或者滲水層，通過在路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部設(shè)置排水管道將雨水收集起來排出。本次改造結(jié)合硬路肩的改造將整個硬路肩與碎石化層對應(yīng)層設(shè)置級配碎石可以有效地解決了路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水，同時結(jié)合路肩橫向排水的設(shè)置和邊溝改造等措施使整個排水體系更加通暢，更加有利于碎石化的質(zhì)量保障。2.4 舊水泥混凝土路面的清理整備2.5 其它施工準(zhǔn)備第三章 碎石化施工工藝及碎石化后的整備工藝3.1 碎石化施工流程3.2 碎石化施工技術(shù)3.2.1 試驗段與試坑（1）試驗段（2）試坑為了3.2.2 MHB破碎 預(yù)裂要求3

18、.2.4 軟弱基層或路基的處理3.2.5 凹處回填3.2.6 原有填縫料及外露鋼筋的清除3.2.7 破碎后的壓實要求3.2.8 乳化瀝青透層3.2.9 破碎路段邊緣處理為防止行車道與硬路肩強度不一導(dǎo)致縱向裂縫，本次在行車道碎石化頂面與硬路肩級配碎石頂面之間鋪設(shè)1m（兩邊各0.5m）的聚脂玻纖布。 雨水的防治第四章 施工質(zhì)量控制及驗收標(biāo)準(zhǔn)采用舊水泥混凝土碎石化加鋪技術(shù)的質(zhì)量目標(biāo)：消除舊水泥混凝土路面及路基結(jié)構(gòu)性病害，破碎并穩(wěn)固水泥混凝土板，使破碎層粒徑較小且級配良好，形成高強度的嵌鎖機構(gòu)，為瀝青加鋪層提供穩(wěn)固的施工平臺，有效減少或消除反射裂縫，同時不至于產(chǎn)生過量車轍，提高改建路面的使用壽命。4.1 路面碎石化的施工質(zhì)量控制方法 碎石化工藝試驗段設(shè)備參數(shù)推薦4.1.2 施工質(zhì)量控制的一般過程4.2 路面碎石化施工中