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摘要：随着城市化进程的逐渐加快，市政工程也得到了快速发展，特别是公路建设规模更是不断扩大。在公路建设中，水泥混凝土路面由于具有较强的耐久性、施工的便利性以及较高的性价比得到了广泛的应用。但是随着车辆载荷的长时间作用以及其他外部因素的影响，水泥混凝土路面会出现一定破损，需要对其进行必要的维修。为了能够最大程度上降低公路修建成本、保护环境资源，对于旧有材料的再生利用成为了重要方式。本文主要针对市政公路水泥混凝土路面中“白改黑”路面常见的破裂就地再生技术研究，希望能够对相关人士有所帮助。
关键词：市政公路；水泥混凝土路面；再生工艺
1引言
近些年我国社会经济快速发展，人们的生活水平有了较大提升，汽车数量在迅猛增加，这就对市政水泥混凝土路面造成了相应的破坏，需要对其进行必要的养护和重修。在水泥混凝土路面养护和重修过程中，需要充分考虑到各方面问题，包括成本问题、环保问题等等，所以充分利用废旧路面的水泥原料就成为了公路路面养护和重修中的重要方式。相关机构和人员需要对水泥混凝土路面再生工艺进行充分的研究，本文对“白改黑”道路路面常见的破裂就地再生技术进行了归纳整理，对相关工艺进行了对比分析，从而更好的提高道路“白改黑”的施工质量。这对于保护市政公路、推动节能减排建设具有非常现实的意义。
2 破裂就地再生技术在水泥混凝土路面再生工艺应用
水泥混凝土路面是公路最主要的结构形式之一，一旦路面遭到破坏对其进行再生利用不但具有良好经济效益，同时也具有显著社会效益。水泥混凝土的路面随时都可能要进行修复，因此加铺沥青面层成为了比较常用的方式，它能够很好地修补受到超负荷的交通负载而出现破损的路面。而“白改黑”道路路面就是在水泥混凝土路面的基础上再铺沥青混合料。通常在对水泥路面进行“白改黑”改造施工的过程当中，原有路面基础存在的病害是否能进行正确的处理将会对沥青面加铺产生比较大的影响，因此，通常在进行正式加铺的操作之前，需要对原有的水泥路面存在的一些病害进行适当的处理或者是补救才能达到最好的加铺效果，而破裂就地再生技术就是一种有效的处理措施。
破裂就地再生技术通常采用冲击压实技术、打裂压稳技术、共振碎石化技术、微裂式再生加固技术等，下面对其进行归纳分析。
3.常见的破裂就地再生技术
3.1冲击压实技术
冲击压实技术主要应用于旧的水泥混凝土路面加铺改造中，通过机械设备强大的冲击破对旧水泥路面进行破碎，主要特点是快速的将水泥混凝土板进行打碎，将破碎的板稳固到旧的基层上面。旧的水泥混凝土板冲压后还可以保持破碎板之间可以有效的嵌锁，从而彻底消除脱空板之间的竖向位移，提高旧的水泥板的残余承载能力，在沥青加铺后，还可以起到很好的稳固和支撑的作用。
3.2微裂式再生加固技术
微裂式再生加固技术是国内最先进的旧水泥路面改造技术，即采用专用的设备，对旧水泥路面进行微裂式破碎，使水泥板内部形成各方向均匀分布的微细裂纹，且处于完全契合的嵌锁状态，能有效防止反射裂缝。微裂式破碎技术效果为板块稳且粗糙、表面裂而不碎。打裂压稳后板块下沉10～20mm，面板上有大量的小凹槽，该凹槽将加铺层与旧水泥混凝土板隼接在一起。清扫表面的碎石后，开裂宽度在0.1～0.3mm之间，表面微裂缝围成的块体大约5～20cm之间，开裂的块体相互嵌锁，形成一个整体。处治后旧水泥面板表层的最佳粗糙度为形成2-3cm深度的凹槽。处治后旧水泥板块开裂裂缝以45°开裂效果最优。微裂缝随机斜向分布在结构层内部，嵌锁面完全契合，处于刚柔并济的状态，能够有效克服反射裂缝。
3.3打裂压稳技术
打裂压稳技术是采用破碎机将旧水泥混凝土路面每隔40-60cm进行横向打裂，使混凝土路面产生紧密的微裂纹，而又不致于破坏原路面基层的板体性，既减小了混凝土板块的平面尺寸，又能使板块之问互相嵌锁，打裂后的路面经压稳再在上面加铺沥青混凝土路面结构，其厚度根据路段交通量和公路等级确定。该技术可以延缓加铺沥青混凝土面层反射裂缝的出现，并充分利用原有路面的强度。
3.4共振碎石化技术
本文重点介绍共振碎石化技术。共振破碎工作原理：振动头高频振动激励其下方的水泥混凝土板，当激励频率与混凝土板的固有频率接近，并保证振动头足够的下压力时，振动头与水泥混凝土板产生共振，导致其迅速破碎。通过共振技术破碎后的水泥板形成了一种非常理想的结构层。这种结构层的顶部（大约1/4～1/3板厚）是碎化层，该碎化层不仅弱化了原水泥板的刚度，与下部的嵌锁层一起吸收车辆的冲击能量，还可将渗入该层的水分重新渗透出去。这种结构层的底部（大约2/3～3/4板厚）是嵌锁层，该层的典型特征是碎裂后的板块与水平方向成30°左右夹角，上面碎块小，下面碎块大，所有碎块互相嵌挤。这种独特的斜向受力和嵌挤结构可有效的分散来自车轮的轮压，降低了作用在原水稳层上的压强（与其他碎石化工艺相比），极大地利用了原水泥板的固有强度。嵌锁层与碎化层组成的共振结构层是半柔性基层，有效地缓冲了车辆对沥青路面的冲击载荷，大大地提高沥青路面的使用寿命。
进行碎石化作业前，要调查有没有浅埋的管网及箱涵。如果管网和箱涵埋深离水泥板顶部小于0.3m或有坚硬的物体在水泥板与管网或箱涵之间相连，则在共振碎石化作业时必须避开。施工工艺及控制要点：共振碎石化后对碎化层洒水，湿透为宜。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆再采用用10T左右的振动压路机对碎化层进行碾压，直至达到规定的密实度为止。施工完成后检测相关参数是否合格，需检测共振破碎后表面弹性模量，检测共振破碎后表面弯沉值。
施工过程中注意事项：（1）病害路基在破碎过程中很容易被发现，明显的现象是块径大，表面隆起、鼓包或下陷（脱空层）。一旦发现这种情况，应即时进行处理。处理方式一般是开挖换填。（2）对破板率较高的路段或在破碎作业时有翻浆现象的路段，只要不出现表面隆起、鼓包或下陷（脱空层）情况，可继续施工，无需换填。（3）共振碎石化后，因原水泥板的水泥、石料配比及性能差别很大，导致上部碎化层的粒径差异较大。如果不出现第（1）条中的现象，对碎化层的粒径不应做太多要求，但应对碎化层深度做要求，一般是1/4～1/3板厚。最主要的质量控制标准应该是弯沉值（一般30～70之间）或模量（一般300～1300之间）。
共振碎石化的几大技术优势：（1）节能环保，没有弃碴，无需回填料。（2）彻底根除反射裂纹。（3）斜向裂纹及嵌锁结构层最大限度地利用了原水泥板强度。（4）在共振施工过程中，除水泥板破碎外，原路基强度及周边结构物完好无损。（5）单车道施工，无须封闭交通，施工效率高。（6）相对于其他施工方式，共振破碎噪音低，振感小不扰民。（7）巧夺天工的“共振结构层”保证了沥青的超长使用寿命。（8）工序简单，一次性根除反射裂纹，不弃碴、无填料，沥青使用寿命长，无需经常翻修，节省了大量的维护资金投入。
4.破裂就地再生的工艺对比
目前国内外采用的“白改黑”破裂就地再生工艺包括：冲击压实、门式破碎、多锤头碎石化、共振碎石化工艺。现将这几种破碎
工艺与微裂式再生加固工艺进行技术对比分析。
（1）共振碎石化处理后路面破碎程度较高，易形成紧密性好、内部结构稳定、密度高的材料层。其效果是破碎后加铺的沥青混凝土层不会出现反射裂缝，斜向裂纹及嵌锁结构层最大限度地利用了原水泥板强度，在共振施工过程中，除水泥板破碎外，原路基强度及周边结构物完好无损，单车道施工，无须封闭交通，施工效率高，相对于其他施工方式，共振破碎噪音低，振感小不扰民，工序简单，一次性根除反射裂纹，不弃碴、无填料，沥青使用寿命长，无需经常翻修，节省了大量的维护资金投入。
（2）冲击压路机和门式破碎作用能量大，能够提高路基强度、稳定性和均匀性，防止不均匀而造成的路面损坏，并且可以利用旧路强度，但由于破碎后板块不稳定和表面较为平整，而且冲击压路机体积庞大，施工作业面较宽，压路机转弯半径小，破碎施工不宜掉头，在施工过程中严重影响和沿线人民群众的生产生活，对周边生态环境造成破坏，而且破碎需要的能量较大，对周边建筑物可能产生不可恢复的损伤，严重时还可导致工程安全事故。
（3）水泥面板微裂式再生加固后可作为新的路面基层，与加铺两层水稳层强度相当，彻底消除了板块脱空，而且实现了变废为宝；适用于各等级道路施工，包括路面下有管线的市政道路；交通干扰小，施工工期短，而且每道施工工艺完成后均可开放交通。
4 工程应用效益概述
（1）某公路试验情况概述
某公路的其中一段长度为18km，旧有设计为24cm的厚水泥板，30cm混凝土稳定砂混合碎石基层。通过水泥路面共振碎石化技术就地再生技术后再生改造之后，在水泥混凝土路面的基础上再铺沥青混合料，所用的沥青面层结构为15-18cm，在2015-2017年实施水泥路面再生翻修改造。
（2）工程效果评价
通过改造技术所得效果能够得知水泥混凝土路面再生工艺的效果如下：
第一，对公路水泥路面采用加铺沥青罩面的形式对其进行改造提质，可提高行车的舒适度和修复水泥路面出现的一些病害。并且对路面性能指标进行了有效改善；
第二，通过此方法完工后的沥青路面将会减少汽车的噪声，吸收公路的浮尘，大大改善沿线居民的生活质量，改善行车视野感官，对汽车的刹车效果也有很大提高；
第三，此种方式的施工工期较短，具有非常明显的社会效益以及经济效益；
第四，“白改黑”的是改造水泥混凝土路面一种切实可行的方法，是旧路面技术改造的关键技术方案，通过该方法的应用，可有效的提高原有路面的性能。而破裂就地再生技术，是加铺前的一种有效处理方法，在路面病害处理中已普遍采用。
5 结束语
本文主要就“白改黑”水泥混凝土路面再生工艺其中重点一项技术进行探究，针对破裂就地再生技术有效处理方法进行了阐述，通过本文的介绍能够对市政公路建设提供相应参考和帮助，对于节能环保建设具有非常重要的现实意义。
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论文作者:龚啟明
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第24期
论文发表时间:2019/7/31
标签：路面论文; 水泥论文; 混凝土论文; 碎石论文; 水泥板论文; 技术论文; 沥青论文; 《建筑模拟》2019年第24期论文;