陕西省汉中公路工程机械化公司 陕西汉中 723000
摘要：随着我国国省干线公路进入大中修时期，在公路建设中提高资源利用效率，注重公路建设与环境保护以及使公路发展与自然资源相协调，已成为路面改造的绿色交通技术新理念。于是，如何用新技术、新材料、新工艺，增加公路建设的投资效益以及节能环保已成为公路建设发展的课题。水泥碎石化技术为科学经济地进行旧路面改造提供了一种新途径。采用多锤头路面破碎设备MHB对旧水泥路进行碎石化后，重复利用水泥路面废料是从根本上解决处置旧水泥路面产生环境污染和缓解资源压力的有效途径，也是适应当前可持续发展的战略形势。
关键词：水泥路面 多锤头破碎设备MHB 质量控制
一、水泥路面碎石化技术的优势和特点
水泥路面碎石化是一种旧水泥砼路面破碎处治技术，是对旧水泥混凝土路面大修或改造的重要手段，实施碎石化的主要设备有MHB（Multiple—HeadBreaker）类设备和共振式设备两种，这两种设备相比，共振式碎石化设备破碎度较高，破碎后颗粒粒径更小，因而板块强度损失程度也较大，需要加铺的路面要求更高，不够经济，因此目前MHB逐步发展成为碎石化的主要设备。MHB碎石化再生技术通过破碎将旧水泥砼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，旧路面进行MHB碎石化后具有以下特点：
1、碎石化能够使水泥砼路面板块在平面上强度分布均匀；
2、碎石化后仍能保留水泥砼路面的一定强度；
3、碎石化可以消除原水泥砼路面病害；
4、碎石化后粒径合理，不会产生应力集中现象。
利用MHB类设备对旧水泥砼路面碎石化后，可以直接作为新路面结构的基层或底基层，如果旧水泥砼路面碎石化后具有较高的强度，能满足道路承载需求，可作为路面基层直接加铺路面面层。新加铺面层可以是沥青砼路面，也可以是水泥砼路面。据有关资料显示该技术可以延长路面使用寿命10年以上，而且具有可比造价优势，不必全封闭交通和有利于环保等优点。
二、多锤头破碎机MHB碎石化施工工艺
1、路面碎石化技术专用设备及特点
实施MHB类碎石化技术，主要设备是MHB多锤头破碎和Z型压路机，该设备的破碎机理是通过重锤的下落对水泥混凝土板块产生瞬时、点状的冲击作用，这种破碎机具有以下特点：
（1）整幅车道宽度单次多点破碎，原水泥砼板块破碎只要进行一次，MHB类设备有效工作宽度为45-450cm，宽度可以调节，可一次对单个车道实施破碎。
（2）锤击功可以方便调节，MHB重锤的质量是固定的，重锤下落高度、锤击频率和机械行走速度是可调的。
（3）破碎效率高，一个台班内，其典型工作量是0.8-1.2Km。
（4）破碎后颗粒组成特性较高，使用MHB破碎机能量能传递到较大深度离重锤作用位置较远处吸收能量占总能量的比例相对较小，产生的颗粒较大。
（5）破碎后的表面平整度较高，使用MHB破碎后产生的碎石化表面平整度高，在经过Z型压路机碾压数遍后就能得到坚实稳定的加铺工作平台。
（6）方便调节，作业灵活，MHB类设备宽度和锤击功可以调节，所以在某些特殊构造物处可以控制部分重锤避让构造物。
2、路面碎石化前的处理
（1）路面碎石化施工前，应先移除所有将破碎的混凝土板块上存在的沥青罩面层和部分沥青表面修补材料，否则会影响碎石化质量。
（2）对任何路面而言，要获得良好的使用性能，完善的排水设施是必不可少的，路面碎石化处理一般要求设置边沟以保证排水，对存在的排水问题或地下水位较高路段设置横向盲沟，保证在碎石化施工之前完成排水系统。
（3）在路面破碎之前应对出现严重病害的软弱路段进行以下修复：处理清除砼路面—开挖基层（或路基）至稳定层—换填监理工程师认可的材料（顶面高程与破碎砼板底相同）。
（4）施工前针对调查结构物资料在现场做出明显标记，以确保这些构造物不会因施工或破坏。
a、埋深在1米以上的构造物（或管线）不易因路面碎石化受到破坏，这种路段可以正常破碎；埋深在0.5-1m的构造物（或管线）可能因路面碎石化而受到一定影响，这种路段可以降低锤头高度进行轻度打裂；埋深不足0.5m的构造物（或管线）以及桥梁等，应禁示破碎；避让范围为结构物端线外侧3m以内的所有区域。
b、距路肩10m以外的建筑物不易因路面破碎化受到破化，这种路段可以正常破碎；对于路肩外5-10m范围存在建筑物的路段，施工时应降低锤头高度对路面进行轻度打裂；对于路肩外5m以内的建筑物的路段，应禁示破碎。
C、对于不同埋深的构造物、地下管线、房屋等，应采用不同标志的红色油漆标注清楚，用以区别破碎，保证安全。
d、上跨构造物的净空，施工前需要测量上跨构造物的净空，应尽量同时确保罩面后净空和罩面的厚度。
（5）设置高程控制点
在有代表性路段设置高程控制点，以便在施工中监测高程的变化，指导罩面施工。
（6）在碎石化施工之前制定交通管制及分流方案，满足施工及保畅要求。
3、路面碎石化施工
（1）试验段与试坑，试验段的目的是主要用于设备参数调整，已达到规定的粒径和强度要求。
a、试验段：在路面碎石化正式开工前，应根据路况调查资料，在有代表性的路段选择至少50m长，宽度4m（或一车道）的路面作为试验段，根据经验一般取落锤为1.1-1.2m，落锤间距为10cm，逐级调整破碎参数对路面进行破碎，目测破碎效果，当碎石化后的路表呈鳞片状时，表明碎石化的效果能满足规定要求，记录此时采用的破碎参数。
b、试坑：为了确保路面被破碎后成规定的尺寸，在试验段内随机选取2个独立的位置开挖1m²试坑，试坑的选择应避开有横向裂缝或工作缝的位置。试坑要开挖至基层，以在全深度范围内检查碎石化后的颗粒是否在规定的粒径范围内，如果破碎的砼路面粒径没有达到要求，那么设备控制参数必须要相应调整，并相应增加试验段，再进行检查，直至满足质量要求并记录符合要求的MHB碎石化参数备查，在正常碎石化施工过程中应根据路面实际状况对破碎参数不断作出微小的调整。当需要对参数作出较大调整时则应通知监理工程师。
（2）破碎，一般情况下，MHB应先破碎路面两侧的车道，然后破碎中部的行车道，在破碎路肩时应适当降低外侧锤头高度，减小落锤间距，既保证破碎效果，又不至于破碎功过大而造成碎石化过度；两幅破碎一般要保证10cm左右的搭接破碎宽度；机械施工过程中要灵活调整前进速度、落锤高度、频率等，尽量达到破碎均匀。
（3）预裂要求，在岩石基层路段，应采用打裂等其他手段进行混凝土路面的预裂，确保碎石化后达到预期效果，预裂后，根据情况进行试验段施工，重新确定碎石化的施工参数。
（4）软弱基层或路基修复及杂物清理，对于在碎石化施工过程中发现的部分软弱基层或路基，应对软弱路段进行修复处理，对遇到松散的填缝料，外露钢筋等要进行清除或切除。
（5）凹处回填，路面碎石化后表面凹处在10cm×10cm以内在压实前可用密级配碎石回填10cm×10cm以上的应利用沥青砼找平，以保证加铺面层的平整度。
（6）破碎后的压实度要求，压实的主要作用是将破碎的路面表面的扁平颗粒进一步破碎，同时稳固下层块料，为新铺砼面层提供一个平整的表面。破碎后的路面采用Z型压路机和单钢轮压路机振动压实，压实遍数1-2遍，压实速度控制在5Km/h以内,在路面综合强度过高或过低的路段应避免过度压实，以防造成表面粒径小或将碎石化层压入基层。
（7）乳化沥青做透层，为使表面较松散的粒径有一定的结合力。一般使用慢裂乳化沥青做透层，用量控制在2.5-3kg/m²,乳化沥青透层表面在撒布适量石屑后进行光轮静压，石屑用量以不粘轮为标准。
（8）破碎路段接头处理，在碎石化和非碎石化砼路面接缝上设置格栅进行过渡处理。
三、多锤头破碎机MHB路面碎石化质量的控制方法
1、碎石化工艺试验段设备参数根据经验推荐如表一：
水泥砼板块下的基层，土基强度较高时可能造成碎石化困难，所以要对其强度作出定性评估，土质较好情况下的挖方，应属于下卧层强度较高类，土质一般的挖方和填方属于一般强度类，而路基填料土质较差或含水量可能相对比较高的情况属于一般强度类，而路基填料土质较差或含水量可能相对比较高的情况属于下卧层强度较低类。
需要指出的是，因原水泥路面状况差异较大，上述推荐的施工参数只供试验段调试设备运行参数时参考，具体施工设备运行对数需要根据试验段得出结果来调整。
2、施工质量控制过程
（1）选择具体代表性路段作为试验段，其长度最小100m，在该试验段安排不同锤迹间距（2cm左右级差）的子区段，每段长度不小于50cm，其分界要标记清楚。
（2）根据表一选择设备控制参数，根据破碎效果进行调整。
（3）试验段施工结束后，对不同锤迹间距的子区段粒径进行检测选择对应的设备控制指标。
（4）检测回弹弯沉、（或回弹模量），验证其是否满足变异性要求，推荐采用的回弹模量值，测试点的点位随机选择，并应不少于9个点。
（5）进行大面积施工过程中，要注意单幅路面长度破碎其超过2km时，在破碎粒径发生突变处挖试坑抽检，验证粒径是否满足要求，如果不满足要求要做小幅调整，在此过程中无需检测回弹模量指标，而以试坑粒径状况与试验段有无显著差别作为判断是否合格的依据。
（6）对于下卧层强度差异较大的不同路段要做不同的设备参数控制，可在其中一面控制参数的基础上，做小幅调整以满足其他路段的破碎要求。对粒径的确认应通过开挖试坑后用卷尺量结合目测的方式进行（试坑面积为1m²,深度要达到基层），试坑位置的选择应有随机性。试验段检测的内容除颗粒粒径外还有顶面的当量回弹模量（或增加回弹弯沉测试），检测要在乳化沥青撒布后，粒径合格的试验子区段内进行，以上测点数目不小于9个。
四、多锤头破碎机MHB碎石化施工标准
1、MHB路面碎石化后的粒径范围，碎石化后粒径不宜过细，而较大也不利于反射裂缝的消除，所以要对粒径范围作出一定的限制，应满足表二要求：
结束语 MHB路面碎石化技术由于专用设备少，效率高，综合造价低，因而容易推广，但在施工过程中一定要注意做好防水，排水工作，其次要对基层路基中软弱部位提前采取措施进行换填处理，在试验段及施工过程中要加强对破碎情况的监控，因为粒径与破碎层的强度特性直接相关，所以控制粒径的大小是施工工艺中的重要环节，找出能满足破碎要求的MHB设备控制参数，指导全路段施工，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MHB设备控制参数，直至满足要求，路面破碎完成后，要求后续的摊铺工序尽快开始，为改造后路面长期使用寿命提供可靠保证。
论文作者:郑明智
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/15
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