摘要：在城市化进程中为了不断改善城市的面貌，“白改黑”施工逐渐渐普遍，其对区域经济的发展有着十分重要的作用，基于此，本文论述了机械共振碎石化技术在其中的具体应用以及相关需要注意的问题。
关键词：机械共振；碎石化；白改黑；应用
引言
共振机械碎石化技术是指采用共振碎石机对水泥混凝土板施加高频低福的振动能量，一般是采用碎石化锤头对水泥混凝土板进行共振，从而使旧水泥混凝土板迅速产生破裂。这种施工技术主要是应用在板块完整性和结构性较差的旧水泥混凝土路面破除中进行。共振机械碎石技术具有较小的振动影响、施工适应范围大、较高的施工效率等特点可以迅速破碎旧水泥混凝土板。破碎处理之后的碎石尺寸具有理想和均匀的特点。因此共振机械碎石化技术在水泥混凝土道路施工中得到了非常广泛的应用。
1、工程概况
对某市政道路进行白改黑施工，该市政道路已经应用了十多年时间，近几年不断产生诸多问题，路面的病害不断增多，同时病害程度也在不断的加深，其中比较常见的病害类型包含了以下三个方面：连接缝处的破损病害，主要表现在路面从纵向接缝和路面边角上存在脱落和破损的情况；路面断裂破损病害，重点表现在对于路面混凝土中间存在的板块断裂和破碎，完整的板块分化产生了不规则的裂纹情况；路面的整体平整度相对较差，存在比较严重的路基沉陷，同时路基表面产生集料明显的损坏。
针对该道路工程中产生的病害问题进行分析，并制定初步的施工方案，应用共振机械碎石化技术进行施工。
2、共振碎石化“白改黑”加铺层设计
共振碎石化路面加铺层厚度与交通量及现场测得的破碎层层顶当量回弹模量有关。设计时一般将破碎层作为柔性基层考虑，其设计参数应通过试振区试验区确定，初步设计时共振碎石层的回弹模量可按500～1000MPa选取。国内共振碎石化路面典型的加铺结构可归纳为如下两种：（1）中轻交通一般采用双层式沥青面层结构（厚度10～15cm），如4cmAC-13C（SBS改性）细粒式沥青混凝土+6cmAC-20C中粒式沥青混凝土；（2）重及特重交通一般采用三层式沥青面层结构，如4cmAC-13C（SBS改性）细粒式沥青混凝土+5cmAC-20C中粒式沥青混凝土+7cmAC-25C粗粒式沥青混凝土。
“白改黑”路面结构设计时具体控制要求如下：
2.1、粒径控制
先挖除并修补破损水泥混凝土面层，清扫旧水泥板表面杂物、垃圾后采用梁式共振破碎机对原有水泥路面进行破碎，要求水泥混凝土路面共振破碎后表面最大尺寸不超过3.0cm；上部1/2板厚的粒径不超过8.0cm；下部1/2板厚粒径不超过21.0cm，保证率均不低于75%。
2.2、压实控制
共振碎石化后的路面采用钢轮压路机（≥12t）进行振动碾压，通过钢轮压路机进行补充破碎并压实表面，压实遍数不小于3遍，压实速度应控制在5km/h以内。
2.3、乳化沥青透层
共振碎石化后，为使表面松散的粒料有一定的结合力，采用慢裂乳化沥青做透层用量控制在2.5～3kg/m2。乳化沥青透层表面再撒布适量石屑后进行光轮静压，石屑用量以不沾轮为标准，为保证该表面结构层可以起到一定的封水作用，必须严格对待。
2.4、加铺沥青
在加铺沥青面层前，必须对路面碎石化后的表面凹处进行找平以保证加铺沥青面层的平整度及路面使用性能。沥青混凝土之间需喷洒乳化沥青粘层油，用量为0.3～0.6kg/m2。
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3、碎石化施工技术过程
3.1、路面破碎
在白改黑改造施工中进行路面的破碎施工，其具体的施工顺序为先外侧车道和路肩，之后内侧车道。一般情况下，两幅破碎操作面之间应确保有20cm的施工搭接宽度。在共振机的施工过程中，根据施工情况适时灵活调整施工速度、频率等，使路面破碎符合均匀的要求。由于锤头无法进行水平向的移动，所以对路面两侧边缘50～75cm范围内是没有办法进行破碎的。
破碎后的压实路面破碎施工完成后，按照振动的方式使用9t以上的钢轮压路机进行压实。一般压实的遍数控制在3～5遍之间。通过压实施工以确保表面混凝土的均匀密实。在压实施工过程中，应当控制压路机的压实速度为5km/h以内。通压实施工环节，可以进一步破碎路面表面的扁平颗粒，对下层块料有效达到了稳固的作用。共振碎石化施工是对旧水泥混凝土面板进行起到共振破碎作用，而不是粉碎作用，所以通过压实作业使混凝土表面能够达到压平和压稳的效果即可。对于路面过高或者过低的综合强度的路段，需要对过度压实的问题进行避免，从而避免基层内压入过小表面粒径或者碎石。
3.2、乳化沥青透层
在压实施工过程中，需要采用慢裂乳化沥青在混凝土表面上洒布一层透层，这样可以为表面松散的粒料提供一定的粘结效果。一般情况下，乳化沥青的洒布用量应控制在2.5～3.0L/m2之间。在乳化沥青透层施工完成之后，在其上则需要再洒布一层洁净的石屑，石屑的粒径应控制在3～5mm之间。石屑的用量应以不粘轮为标准。最后采用钢轮压路机以慢速的方式对其进行1～2遍的碾压。
3.3、表面平整
在对沥青面进行加铺之前，为了确保加铺沥青面层的平整性和路面使用性能，首先需要先采用沥青混合料对路面碎石化后的表面凹处进行找平处理。
3.4、摊铺沥青面层及碾压
在碎石化施工过程中，发现路面存在软弱沉陷、松散基层等问题的时侯，立即使用混凝土材料进行换填处理。在铺筑沥青混合料以前，应先对路面进行清理，其中主要包括松散的填缝料、胀缝材料、钢筋等。如有需要，则可以采用沥青混合料进行填充处理。
4、碎石化施工过程及应注意的问题
在加铺沥青面层前，必须利用沥青混和料对路面碎石化后的表面凹处进行找平，以保证加铺沥青面层的平整度及路面使用性能。对于在碎石化施工过程中发现的部分软弱沉陷、松散基层，应及时换填贫混凝土材料。此外，在铺筑沥青混合料以前所有松散的填缝料、胀缝材料、切割移除暴露的钢筋或其它类似物应进行清除，如需要，应填充以沥青混合料。
进行大面积施工时，应密切关注混凝土板表面破碎状况。当某一施工路段表面粒径发生显著变化时，应通过开挖试坑的方法检查板体内部粒径分布情况，如不满足要求，应及时调整设备控制参数，直至满足要求。由于承载板试验占压路面时间长，每个测点耗时半个小时左右，影响后续工序的施工，因此在实际操作中，碎石层质是采用如下方法控制的，在测试承载板的点位用弯沉仪进行测试，对两组测试数据进行统计分析后建立回归公式，本次进行白改黑施工中其实验结果为承载板试验数据为280兆帕时对应的弯沉值为58，因此在施工过程中就用弯沉来进行施工控制，因为弯沉检测方便快捷，不影响后续工序的开展。
5、结语
总而言之，共振机械碎石化技术在白改黑路面改造中的应用，具有非常显著的优势，可以有效改善路面的运行状况，提高道路使用的安全性和可靠性。结合相应的工程实例，对机械共振碎石化技术的实际应用进行了分析和探讨并通过相应的措施，保证了施工的质量。因此道路管理部门和相关施工人员应该充分重视起来，对该技术进行有效利用，推动白改黑工程的有序发展。
参考文献：
[1]官革.共振破碎机振动液压系统优化与仿真[D].长安大学，2017.
[2]王晓友.共振破碎机车路耦合的动力学仿真研究[D].武汉理工大学，2013.
[3]李豪，张中云，周启兆，曹荣吉.旧水泥混凝土路面碎石化技术对周围环境影响的研究[J].公路，2011（11）：180-185.
[4]李建法.高速公路水泥混凝土路面改造工程共振机械碎石化施工技术与应用[J].公路，2011（07）：53-58.
论文作者:陶余苗
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/15
标签：沥青论文; 碎石论文; 路面论文; 混凝土论文; 表面论文; 面层论文; 压实论文; 《基层建设》2019年第27期论文;