桂林市城市规划设计研究院广西桂林541002
摘要：水泥混凝土路面作为一种高等路面，受到人们的欢迎。但是，随着我国的经济发展，高速公路越来越多，车辆的行驶速度也越来越快，路面遭受到不同程度的损坏，维修的需求量越来越大，路面的舒适性也大大降低了。从而，越来越多的水泥路面被改造成混凝土路面。碎石化技术是一种利用专用破碎设备将旧水泥混凝土路面打碎、压稳后直接加铺沥青混凝土面层的施工方法。该方法不仅可以彻底解决加铺层的反射裂缝问题，而且具有经济、实用和高效的特点。
关键词：碎石化技术水泥混凝土路面改造；应用
引言
碎石化技术具有施工简便，改造周期短，综合造价低，就地再生，环保无污染的优点，可将破碎后的路面直接作基层或底基层，再加铺新的面层，是旧水泥路面翻新改造的理想办法。在水泥路面改造中，由于温度、荷载等各种因素的作用，直接加铺罩面层通常容易产生反射裂缝，缩短了路面的使用寿命。旧水泥混凝土路面碎石化技术是当今解决反射裂缝的最有效办法。
1.水泥混凝土路面碎石化施工技术概述
对于水泥路面改造而言，较为常用的技术措施有：挖除补强、加铺罩面、板式破碎、碎石化、冲击压实与整体换填等，路面修复与其使用年限间的关系如图1所示。这些路面改造技术的特点、适用范围与缺陷如表1所示。
1.1碎石化技术基本原理
依据路面所具有的柔性理论，道路所有结构层对应的弹性模量需要按照从上到下的顺序依次减小，从而确保其受力均匀、合理。实践证明，对于水泥混凝土路面而言，其弹性模量的变化为：随破碎块的变小而减小，也就是随破坏力度的变大而减小；此外，罩面层产生反射裂缝的几率同样与破碎块大小有关，随破碎块的变小而减小，也就是随破坏力度的变大而增强。碎石化原理是：通过破碎、碾压等一系列操作，在造成强度损失的基础上，将路面差动位移减小至最低限度，进而从本质上消除反射裂缝。然而，在水泥面层完全击碎以后，其结构强度会伴随粒径的不断减小而出现大幅下滑的趋势，倘若此时打碎颗粒较小，则会引起结构失效，丧失了路基所能提供的基本性能。
1.2碎石化技术的主要适用范围
通常情况下，如果路面发生以下问题，即可运用碎石化技术予以处理。
⑴裂缝缺陷超出20%，比如错台与翻浆等；
⑵面板开裂程度超出20%；
⑶需修补或已修补的路面占总量的20%。
相关部门通过研究得知，若基层和面层的厚度之和低于15cm，则不允许使用碎石化技术；若路基实际承载比未达到15%，则不允许使用碎石化技术；如基层和面层的厚度之和在15～33cm，且路基实际承载比在1.5%～7%范围内，则不推荐使用碎石化技术。为对路基承载力进行准确评定，一般需要实施DCP试验。根据试验结果判定出路基实际抗剪性能及其CBR数值，在有特殊要求的情况下，还需进行含水量测试与膨胀性试验。
2.碎石化改造技术的特点
2.1碎石化技术应用于反射裂缝问题中使其得到解决，方法非常有效。
2.2应用在施工非常简便，需要改造的周期较短，综合造价较低。
2.3旧水泥路面翻新改造的理想办法是就地再生，在保护环境的同时也不会产生污染物，可以把破碎之后的路面能够直接作为基层或底基层，再进行加铺新的面层。
2.4混凝土路面是由破碎的混凝土块构成的，并且把破碎的混凝土块进行压实而组成的，为了给沥青罩面提供更高的结构强度，从而在它的内部镶嵌了密度较高的材料层。
2.5造成交通事故的概率极低。
3.碎石化技术的应用
旧水泥混凝土路面改造，最有效而又经济的方法是对旧水泥混凝土路面碎石化，这种处理方法的机理是分散水泥混凝土板的温度应变和应力，使之小于沥青混凝土加铺层混合料的路用力学性能极限值，不至于破坏加铺层。
3.1碎石化技术的原理
所谓碎石化就是利用特殊的施工机械，将水泥混凝土路面破碎成表面小于8厘米、底部小于40厘米的紧密结合、内部嵌挤的混凝土块，完全消除原有路面存在的病害，释放面板下空洞的隐患，将打碎的水泥混凝土面板再生利用直接作为基层或底基层，再加铺新的面层。破碎后的水泥路面粒径自上而下逐渐增大，上部下部颗粒之间形成嵌挤结构，有效强化路基，经撒布乳化沥青稳定后，在结构上不再是刚性板块而成为了类似沥青碎石基层的柔性基层，不会产生应力集中现象；可以为加铺层提供很高的结构强度，能实现结构强度与反射裂缝两者较好的平衡，有效防加铺沥青层后的反射裂缝问题，同时造价低，延长路面的使用寿命。
3.2碎石化技术的主要优势
碎石化技术是目前解决路面改造后出现反射裂缝问题的最有效方法。旧水泥混凝土路面碎石化后，并经压实的混凝土路面，形成内部嵌挤、紧密结合、高密度的材料层，从而为加铺面层提供更高结构强度的基层或底基层。新加铺面层可以是沥青混凝土路面，也可以是水泥混凝土路面。
3.3碎石化技术采用的设备
目前混凝土碎石化破碎设备主要有多锤头破碎机（MHB）和共振式破碎机。工程建设中使用的是多锤头水泥路面破碎机和Z型压路机。
（1）多锤头（MHB）水泥路面破碎机多锤头（MHB）破碎机是针对破损水泥路面的改造而开发的新产品，是旧水泥路面翻修改造的理想方法。多锤头（MHB）破碎机是自行式破碎设备，全宽范围内可以连续破碎，锤头的提升高度在油缸行程范围内可独立调节，该破碎机具备一次破碎4米车道的能力。
（2）专用振动压路机
Z型振动压路机用于破碎混凝土板块后的表面补充破碎并压实，使破碎后的水泥混凝土块形成内部嵌挤、高密度、高强度结构的新基层或底基层。
（3）单钢轮振动压路机
在专用振动压路机之后，采用18t单钢轮振动压路机压实破碎后的混凝土表面，并为沥青罩面提供较为平坦的工作面。
4.结束语
近年来，很多接近或超过设计年限的水泥砼路面都通过改建，变成性能更优越的黑色沥青路面。但因无法突破反射裂缝这一技术瓶颈，一直以来破损水泥砼路面的修补与更换，需要将老的混凝土板全部破碎拆除，重新填充新混凝土料铺筑路面。而碎石化技术是目前解决反射裂缝问题的最有效方法。其破碎工艺简单、工期短、综合造价低、环保、无污染，且施工时车辆仍可通行，很值得大力推广。
参考文献：
[1]贺志雄，虞金金，张冠涛.MHB碎石化技术探究[J].天津建设科技，2011，（4）.
[2]金家明，陈明山，张孟伟.多锤头碎石化震动波对水稳的影响[J].科学之友，2011，（15）.