多锤头破碎技术在320国道白改黑中的应用
多锤头破碎技术在320国道白改黑中的应用
潘万春
（建德市公路管理段 建德市 311607）
摘 要：在我市近几年320国道白改黑过程中，改变以往对原水泥混凝土板块进行挖除，而采用水泥混凝土多锤头破碎，将面层水泥混凝土板块破碎后直接作为基层，既解决了原先水泥混凝土板块堆放问题，也大量节约了施工成本，响应了国家节能减排的方针政策。本文对这几年我市320国道的施工经验、施工工艺、技术参数、检测指标、合格标准等方面的指标进行了整理总结，为今后水泥混凝土路面白改黑工程中多锤头工艺的设计和施工提供借鉴。
关键词：320国道；多锤头；破碎化；施工工艺
0 引言：
水泥混凝土路面作为道路工程中路面结构类型的一种，因其材料来源多，施工工艺及设备相对简单，建成初期养护费用较低等，分布极为广泛。但在其达到使用年限后，路面会出现严重的损害，丧失了整体承载能力，而且修补工艺复杂、耗资巨大。当前，采用在旧水泥混凝土路面上直接加铺沥青层，是一种既经济又快捷的方式，但如果旧路面处理不当，就会产生反射裂缝，影响新铺层的使用寿命。针对怎样在加铺新的沥青混凝土层之前消除反射裂缝这一问题，碎石化工艺有效的消除了反射裂纹。多锤头路面破碎机在整个碎石化施工工艺中发挥了重要作用，其破碎质量直接影响到后续加铺层的使用效果。在近几年我市320国道白改黑项目中大面积使用多锤头破碎技术，使用后路面强度及稳定性明显提高。
1 我市320国道多锤头技术应用情况
我市320国道建德段起点K309+021（安仁），终点K387+224（会泽里），全长78.203公里。从2010年开始陆续安排水泥路面改建加铺沥青路面,以改善行车条件,提高路面服务水平。
表1：历年建设情况统计
年份 线路名称 总里程 多锤头规模(km/m2)
2012 320国道 16.065 14.956km/254252m2
2013 320国道 18.78 14.2km/241400m2
2014 320国道 9.979 5.593km/95081m2
2 多锤头破碎技术适用范围
2.1多锤头破碎技术应用适用范围：
2.1.1路面破碎率：达到总面积的15%-20%;
2.1.2路面接缝缺陷：错台、翻浆和角隅破坏率大于15%；
2.1.3平整度：随机检测双向每公里各100m，平均值大于1.2mm；
2.1.4路面基层与面层总厚度超过35cm的。
为此，前期设计单位应对现状砼面板进行充分调查，对水泥砼面板的病害情况进行严格分类，特别是对沉陷、翻浆严重的病害板块，一定要准确记录，施工单位进场后应对水泥板块的病害情况进一步核实，对不宜进行多锤头破碎的板块进行彻底清除，确保多锤头路段的整体效果。
2.2多锤头破碎技术应用不适用范围：
图1：严重沉陷、翻浆现场 图2：严重破碎现场
对于破碎、沉陷、翻浆严重的零星病害板块及翻浆板块较为集中的路段，不应采用多锤头破碎施工工艺，应作挖除处理。
3 多锤头破碎技术应用
3.1、施工前排水系统设置：
多锤头破碎排水系统应该在碎石化施工前开始安置，通过安装路面边缘排水系统以解决渗透到碎石后水泥块中的积水，待旧水泥混凝土路面破碎完以后，该排水系统就相当于基层排水系统。若排水系统未实施，就有可能造成破碎后水泥块中积水严重，进而破坏原有的基层及路基，影响路面强度。
3.2前期准备：
3.2.1施工所需设备：
（a）多锤头破碎设备
（b）静重20T及以上Z型振动压路机
（c）静重16吨以上钢轮振动压路机1台（带强弱振动调整）
（d）静重8T的钢轮压路机1台
（e）5t-8t沥青洒布车1台；(f)5T洒水车1台。
3.2.2清除表面的沥青面层，以不影响破碎效果。
3.2.3隐蔽构造物的调查与标记，以防止因破碎冲击导致地下结构物及管网的损坏。
3.2.4桥梁接线段标注安全距离，一般为桥梁搭板后30m-50M。
3.2.5严重病害板块的挖除处理或修复至原路面标高。
3.2.6设备保养和调试。
3.3生产流程：
原路面处理 试验段施工，确定质量标准和控制指标 多锤头破碎施工 Z型钢轮压路机压实 局部松散处理 光轮压路机压实 沥青洒布车洒布沥青下封层 加铺沥青砼
3.4生产工艺：
3.5 施工要求：
3.5.1破碎尺寸要求：
多锤头破碎技术基层就地冷再生就是在常温下使用多锤头设备将旧路面破碎成上层粒径小于7.5cm、中层小于22cm、下层小于37.5cm的混凝土块，用以限制新铺沥青混凝土出现反射裂缝，形成一个加铺沥青混凝土面层所需的稳定而有强度的冷再生基层。
3.5.2试振，同时进行试坑检查：
旧水泥混凝土破碎质量主要受到破碎机施工速度、振幅、破碎顺序、破碎施工方向以及不同基层强度、刚度条件对破碎机调整要求等均对旧水泥混凝土面层的破碎程度，粒径大小排列和形成的破裂面方向产生影响，这就要求工程在开始前先进行试破碎，通过开挖样洞，检查破碎粒径分布情况以及均匀程度，确定破碎机施工参数以及施工组织措施。试坑应采用密级配粒料回填并压实，如果破碎后的混凝土路面粒径不能达到要求，则破碎程序或破碎参数必须进行调整，直至试振区破碎结果满足要求，并记录合乎要求的设置参数。
3.5.3进行破碎：
图3：水泥混凝土路面破碎现场 图4：水泥混凝土路面破碎后现场
多锤头碎石化是通过重锤下落产生的高频低幅的波动冲击力来进行破碎，在原路面上行进，根据旧路面损坏状况合理进行破碎再生机速度调整和落锤高度的控制，一般为5cm～7cm/每锤的行进速度，落锤高度0cm-110cm可调，严格控制破碎裂度。如TS3600多锤头破碎设备，边锤重1100Kg，中锤900Kg，每台班产量2000-3000m2左右，台班油耗400L左右。若破碎中，遇到软土，含水量大，地下水位高等地质较差的路基，应对机械破碎参数进行调整，减少振冲力，增大破碎后的尺寸，从而降低对这些路段的破坏。施工中，驾驶操作员应随时注意观察机械工作情况，锤头破碎效果，应根据实际情况调整破碎参数，以尽可能达到较好的破碎效果。因此，对操作人员的要求很高，必须是经验丰富的驾驶员，根据现场施工破碎状况，驾驶员往往根据破碎时的声音来判断锤头工作效果，从而做出可能的调整。若旧水泥混凝土中存在钢筋，则要求破碎后钢筋和混凝土基本分离开。路面破碎完，应清除旧水泥混凝土接缝之间的松散填料以及较大粒径（尺寸）的碎石块（清除大于5cm的碎石块），采用密级配碎石粒料回填。多锤头破碎后，需进行回弹模量随机抽样检测。若达不到要求的260Mpa，应对这些板块也进行挖除并换填处理。
3.5.4石屑层施工要求：
多锤头破碎后，石屑层相当于路面基层，施工时用不小于9吨的光轮碾压机压路机碾压2-3遍, 保证轮下颗粒不外挤，效果好；需先洒水然后压实，以增强压实效果。用钢轮压路机震动压实3遍；压实后，任何有垂直移动超过2cm的局部地方，都要考虑开挖移除，并用级配碎石粒料回填。洒灌入（改性）乳化沥青，其用量为2.5-3.5Kg/m2；撒布一层粒径为3-5mm石屑，用钢轮压路机碾压2遍；封闭交通8-12小时后，检测路面弯沉值。设计中对水泥板破碎后回弹模量要求为260Mpa（320国道建德段），而实际实测回弹模量大部分都大于300Mpa，按260Mpa回弹模量换算到石屑层顶面弯沉值应为40（0.01mm）左右。
3.5.5碾压要求：
图5：水泥混凝土路面破碎后碾压
摊铺时间与碾压时间之间不能相隔太久，最好是碾压完之后马上进行摊铺，以减少车辆交通及雨水对破碎后的水泥层的影响。车辆若在碾压完之后的路面上行驶，可能会改变碎石层的均匀性；而下雨后，雨水渗透到碎石层，会沿着碎石层下的裂缝渗透，对旧水泥混凝土层及下面的基层，垫层造成危害。沥青砼面层相关材料、设备及施工要求，按照《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004执行。
4 近几年320白改黑工程多锤头施工中遇到的问题及处置措施：
4.1多锤头施工产生强大冲击力，对沿线较近建筑产生一点破坏。在施工前应在媒体和报纸上张贴广告，确保施工时周围人民和财产安全。对于距离小与50m的房屋，只能采用挖除换填方法处理或采用其它破碎方法替代。
4.2多锤头破碎施工过程中破碎力道过大，会导致水泥混凝土路面表面粉碎，粉料太多，乳化沥青透层困难。破碎力道过小，又会产生破碎不完全。表面裂开，但下层仍是整体。施工时应该根据设计图纸要求及施工规范掌握好施工力道。确保水泥混凝土路面开裂完全，也不至于粉料太多。
4.3 故在施工中随时检查其破碎裂度变化，及时调整其行进速度或落锤高度。破碎不足，表现为仅见痕迹，有条状和局部。条状的有可能是某个锤头严重磨损几乎磨平，要求焊修；局部的有可能是特殊板块，因检查其实际板块破碎裂度是否达到设计要求，如果不行，则补锤解决。
4.4多锤头破碎施工过程中应根据设计宽度，由两边至中间开始破碎。2次破碎之间的破碎宽度应有一定的重叠范围，重叠范围不小于10cm，以保证2次破碎交界范围的水泥面板得到充分破碎。为保证较好的破碎效果，多锤头破碎机的行进速度为45-100m/h 。
5 结语
多锤头破碎施工技术具有施工周期短，可以半幅施工半幅通行，对人们通行的影响最小的特点，多锤头碎石化技术很好的解决了反射裂缝的问题；有利于水泥路面的改造和利用。不但可以节约大量的筑路材料、利用旧路面恢复和改善旧路面稳定度及强度，还有利于节约能源，避免环境污染，降低工程造价。但由于多锤头碎石化技术是对原有路面结构具有破坏性的处理方式，因此，在应用该项技术前必须明确其使用条件，结合具体工程的实际情况灵活使用。
参考文献：
[1] 莫海鹰，马奕斌.SUP-16断级配多碎石沥青砼上面层的施工.广东：广东交通职业技术学院出版社，2003；
[2] 江晓霞.级配碎石防反射裂缝层的性能分析.北京：公路与汽运杂志社，2007；
[3] 金伯军，熊少辉，姚志坤和蒋倜军.宁波市骆霞线水泥混凝土路面改造方案研究. 北京：《公路》杂志社，2014；
[4] 中华人民共和国交通部《公路水泥混凝土路面养护技术规范》北京：人民交通出版社，2002；
[5] 中华人民共和国交通部《公路沥青路面养护技术规范》北京：人民交通出版社，2006；
[6] 中华人民共和国交通部《公路工程技术标准》北京：人民交通出版社，2003；
姓 名： 潘万春
工作单位： 建德市公路管理段
主管部门： 建德市交通运输局
从事专业： 公路工程管理
申报职称： 高级工程师
联系电话： 13605813851
单位地址： 杭州建德市洋溪街道朝阳路366号
