路面改造碎石化工艺的应用及注意事项

　　(1)工程简介

　　国道319线浏永公路为浏阳城区至永安镇长永高速公路入口，路面结构为水泥混凝土路面，于1996年建成通车，全长32238km，路基宽度15m，由于近年来交通量迅速增长，同时超载车辆过多，致使断板等病害迅速发展。

　　在日常养护中，对严重破损的板块采取了挖除更换，重新浇注的方法，但是修补无法跟上板块破损速度，以致路况下降，严重影响车辆的正常通行。

　　(2)碎石化技术

　　a.主要特点

　　碎石化技术的基本原理是：通过专用设备对旧水泥混凝土路面进行均匀地冲击，破碎，压实，在损失一部分结构强度和整体性的情况下，把混凝土路面在温度，湿度变化和荷载作用下的位移降低到新铺路面可以允许的范围内，从而解决反射裂缝，为加铺路面提供坚实的基础。

　　碎石化技术的主要优势是：通过破碎将旧水泥混凝土路面结构强度降低到一定程度，防止反射裂缝的发生，同时能够实现两者较好的平衡。

　　粒径对强度及反射裂缝的影响通常要求路面碎石化后具有如下特点：

　　1).碎石化能使原水泥混凝土板块在平面上强度分布均匀。

　　2).碎石化后仍能保持一定的强度。

　　3).碎石化后能够消除原水泥混凝土路面的病害。

　　4).碎石化粒径合理，不会产生应力集中现象。

　　b.碎石化专用施工设备及主要工艺

　　施工设备

　　1).破碎设备碎石化再生技术对破碎要求很高，受其设备限制相对较为严重，目前主要设备主要有圆锥破碎机破碎设备，它是破碎速度、偏心距(冲程)以及高性能破碎腔型设计的圆满结合。它不但提高了生产能力和破碎效率，还扩大了应用范围，从石灰石到玄武岩，从石料生产到各种矿石破碎，它都可以在各种中碎、细碎、超细碎作业中提供优良的破碎性能。其高转速、高破碎容量与特别的专利设计令破碎后的成品具有品质良好的立方体形，而易于维护的特点又可确保超凡的高稳定性操作，在世界各地享有盛名，是当今矿山建筑行业替代弹簧圆锥破碎机和更新一般液压圆锥破碎机的新一代产品。所以产生的破碎颗粒粒径较小，这种破碎机械产生的冲击能量传播范围较小，对附件构造物的影响较小。

　　2)专用压实设备Z型钢轮压路机为单钢轮振动压路机，钢轮外包Z型钢箍并通过螺栓固定在压实轮表面。振动压路机的小毛重不低于9t.该压路机主要用于破碎混凝土后的补充破碎并压实。

　　c.碎石化后强度形成机理

　　路面碎石化后分为三个层次，即：表面细粒散层，碎石化层上部和碎石化层下部，破碎后后表层约2cm~5cm，碎石化上部厚度约10cm，，下部厚度约10cm：

　　1).碎石化表层在压实过程中，颗粒被压密，形成嵌挤薄层，通过洒布透层油(或石屑嵌缝料)，具有一定的强度和稳定性。

　　2).碎石化层上部强度主要来源于内摩擦角和预测应力。其中粒径越大，内摩擦角越大;而预压力来自板被破碎时，混凝土产生侧向体积膨胀，混凝土颗粒的粒径越小，膨胀趋势越大，产生的预压应力也越大。

　　3).碎石化层下部的强度主要来源于!联锁咬合作用。实验证明，碎石化层下部是!裂而不碎，契合良好，联锁咬合的块体结构，具有良好的拱效应，能将竖向压力变为水平推力，借以扩散荷载;同时没有竖向的贯穿裂纹(具有35#~40#的斜向裂纹)，在形状上具有较好的粘合度，具有更好的结构稳定性。

　　d.碎石化应用的一般规律

　　根据国内外工程实践及技术资料与MHB设备特点，参照后续试验段研究内容，水泥混凝土路面应用碎石化工艺还有如下特点：(1)回弹模量可取为150MPa~500MPa，进行上部结构验算，进行弯拉疲劳验算;(2)等级较高的公路上，碎石化层上的沥青混凝土结构层总厚度不宜小于12cm;(3)试验段已用于50(整幅路面)断板的水泥混凝土路面，80以下断板时使用应不会有问题;(4)设置密级配防水层;(5)完善排水设施，如果基层含水量大，施工时应采取办法降低含水量后再进行碎石化。

　　以上几个原则和条件，共同构成目前条件下的碎石化再生技术应用的前提条件，可以作为该技术决策的直接依据。

　　(3)碎石化施工和质量控制方法

　　a施工注意事项

　　1).根据路幅宽度调整一次破碎宽度，通常可取一块水泥面板宽度值;(2)两次破碎工序之间的破碎宽度应有一定的重复范围，建议交叉范围不小于30cm，以保障两次破碎交界范围(主要是纵缝处)的水泥面板能充分破碎;(3)为保障足够的冲击破碎强度，锤头间距一般不大于60cm，锤头高度一般为11m~12m;(4)为避免过度破坏，破碎时不应使路面板产生过大位移，并不应使混凝土板由于破碎产生大量的碎屑;(5)应控制多锤式破碎机的工作速度，保障较好的破碎效果。(6)破碎完成后，应检查破碎效果，若不满足要求，应对局部位置重新破碎，直至满足要求为止。

　　b剪力墙结构的厚度和配筋问题

　　(1)上述第2点的描述是为了防止因墙体平面外刚度过小，稳定性差，容易在篇心荷载作用下压屈失稳，但是上述对于8度地震区的多层级低高层剪力墙结构显得不够合理，例如5层~15层的剪力墙结构，一般墙肢在中立荷载代表值作用下轴压比都小于02，电算结果墙体往往只需要构造配筋，但只因为底部功能要求39m层高，墙厚就得240mm，若业主要求室内视野开阔，不设外纵墙，横纵朝外端头不允许带翼墙或端柱时，当层高35m~42m时，则墙厚需要320mm~350mm，显然不合理。所以像这样特殊情况的低多层建筑不应要求死扣规范，而通过采用概念设计分析，控制墙肢墙轴压比，进行墙体截面条件，强度和稳定性验算并在构造上适当加强暗柱或配筋，保障其整体性连接等措施，是可以使墙厚度减小的。

　　(2)墙体的配筋率，目前在惩规11711条文强制规定在一，二，三级抗震等级的剪力墙中，竖向和水平分布筋的配筋率均025，部分框支剪力墙底部加强部位的配筋率03，这配筋率比其在80年代的配筋率01~025的高者基本接轨，这在高层或较长的剪力墙结构中应该是合理的，但是对于低矮，短小的剪力墙值得探讨。墙的水平分布筋是横向抗剪以防止墙体在斜裂缝出现后发生脆性剪切破坏，同时起到抵抗温度应力防止惩出现裂缝，设计中当建筑物较高，较长或框剪结构时配筋宜适当增加。特别在连梁部位及温度，刚度变化等敏感部位宜适当增加，但对于矮，短的房屋，其水平筋的配筋率是否适当减小值得探讨。

　　墙的竖向钢筋主要起抗弯作用，目前在一些多层，低高层剪力墙中点算结果多为构造配筋，但配筋是所取的配筋率有人往往扣除了约束边缘构建或构造边缘中的钢筋，笔者认为竖向配筋率应该包括边缘构建中的钢筋，墙肢的竖向配筋原则也应该尽力将钢筋布置在墙端部边缘区并保障钢筋间距00mm.也应该主意防止竖筋过多使墙体的抗弯强度大于抗剪强度，对抗震不利。

　　框架-剪力墙结构在现代建筑中已经非常普及，由于这种结构的钢筋用量，模板支设量及砼浇筑量非常大。施工过程中应充分因地制宜，结合施工工艺特点，加以科学管理，灵活运用。