淺談舊水泥混凝土路面沖壓再生利用施工

 水泥混凝土路面病害嚴(yán)重且無論采用何種養(yǎng)護(hù)方法已經(jīng)無法保證路面的使用性能時(shí)，以往通常采用原位移除處理，從原位移除的破碎后水泥混凝土板塊顆粒的尺寸不適宜作為新路面結(jié)構(gòu)的基層或底基層，這種處理方式成本較高且往往造成對環(huán)境的不利影響。采用沖壓技術(shù)對舊水泥混凝土路面進(jìn)行原位再生利用，可以解決上述問題，該技術(shù)是通過采用沖壓機(jī)械沖擊壓實(shí)舊水泥路面板，從而形成嵌鎖穩(wěn)固的新路面底基層或基層，為加鋪層提供均勻穩(wěn)定的支撐體系，而且能有效減少和緩解反射裂縫。
1 工藝原理
沖壓技術(shù)是利用多邊形碾壓輪的外接半徑和內(nèi)切半徑的差值，和碾壓輪自重產(chǎn)生的勢能，再加上碾壓輪行走產(chǎn)生的動(dòng)能，在碾壓面上施加一定的外力，從而改變碾壓體內(nèi)部的各層面的結(jié)構(gòu)，達(dá)到破碎舊水泥混凝土路面的效果。通過這樣的沖壓施工，不僅能夠有效發(fā)揮舊水泥混凝土面板的殘余承載能力，使混凝土碎塊形成塊狀料嵌鎖型基層結(jié)構(gòu)，形成高強(qiáng)度的路面基層或底基層，大大減少和緩和原路面板反射裂縫，而且還能消除舊路基的病害，最終為后續(xù)路面加鋪層提供一個(gè)均勻穩(wěn)定的支撐體系。
2 施工工藝流程及操作要點(diǎn)
2.1 施工工藝流程（圖1）
2.2 施工操作要點(diǎn)
2.2.1 準(zhǔn)備工作 盡量在沖壓施工前的兩周前做好排水系統(tǒng)，以保證路基路面排水系統(tǒng)在沖壓施工過程中能正常運(yùn)行，一般情況下，需要在凹型豎曲線、平曲線超高段的低邊、唧泥明顯處以及所有其它存在排水問題的區(qū)域設(shè)置暗溝。
2.2.2 瀝青罩面和瀝青修補(bǔ)的清除 為了不影響舊水泥混凝土路面的沖壓，在沖壓施工前，應(yīng)安排銑刨機(jī)械對混凝土板塊上存在的瀝青（包括現(xiàn)存的瀝青罩面和瀝青表面修補(bǔ)）進(jìn)行清除。為了避免額外的運(yùn)輸、處理費(fèi)用，可以將所有銑刨下來的顆粒作為路肩材料進(jìn)行利用。
2.2.3 特殊路段的處治 車轍、錯(cuò)臺(tái)、翻漿等缺陷路段首先清除混凝土面板，開挖到有足夠穩(wěn)定性的深度，然后用級(jí)配碎石進(jìn)行換填，高度從路基到混凝土板底，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄備伜蛪簩?shí)，最小控制尺寸應(yīng)不小于全車道寬或1.2米，以保證壓實(shí)效果。如果存在軟弱基層和底基層，在沖壓之前也應(yīng)進(jìn)行修復(fù)。
2.2.4 鋸縫 混凝土路面需要保留不動(dòng)的地方，必須進(jìn)行鋸縫，鋸縫時(shí)在已有接縫的位置，進(jìn)行新的、全深度范圍內(nèi)的鋸縫，切斷計(jì)劃沖壓和計(jì)劃保留的混凝土路面間所有的傳荷裝置。
2.2.5 構(gòu)造物的標(biāo)記和保護(hù) 在破碎寬度范圍內(nèi)，切斷構(gòu)造物與水泥混凝土板塊間的聯(lián)接，具體可采用在板塊全深范圍內(nèi)進(jìn)行鋸縫的辦法。在距離構(gòu)造物5m以上時(shí)，調(diào)節(jié)沖壓凸輪停止破碎，在離開構(gòu)造物5m以上時(shí)繼續(xù)錘擊。當(dāng)水泥混凝土板塊下存在各種管線時(shí)，可在管線前后一定范圍內(nèi)用人工結(jié)合小型機(jī)械進(jìn)行破碎。檢查小橋與涵洞的使用狀況，估計(jì)破碎可能帶來的影響，為了防止小橋和涵洞在破碎過程中受到損壞，可以采用人工配合小型機(jī)械完成破碎。舊水泥混凝土路面與橋連接處，橋頭前后5m范圍內(nèi)，不應(yīng)采用沖壓破碎，應(yīng)全部由人工挖除，低于周圍水泥混凝土板塊的部分在鋪筑面層時(shí)用瀝青混凝土補(bǔ)平。
2.2.6 設(shè)置高程控制點(diǎn) 板底脫空程度嚴(yán)重、板角斷裂較大及裂縫較大處等破壞較嚴(yán)重的路段應(yīng)進(jìn)行標(biāo)高測定，以便在施工中監(jiān)測高程的變化情況，通過施工中的高程變化情況，選擇對這些路段進(jìn)行處理。
2.2.7 沖壓處理 進(jìn)行沖擊破碎工作前，檢查人員做好一切準(zhǔn)備工作，主要包括施工路段上的涵洞、通道及橋臺(tái)的位置，破碎壓實(shí)范圍和控制點(diǎn)應(yīng)用白灰標(biāo)明。沖擊機(jī)械的行駛速度一般為10-12Km/h，根據(jù)沉降量和混凝土塊的破碎情況來確定沖壓遍數(shù)。沖壓時(shí)，沖擊能量足夠大且路基不是很剛的情況下，首先沿路面中部進(jìn)行，這樣利于提高破碎效率，當(dāng)混凝土面板被充分破碎后，再沿路面板邊緣行駛，并根據(jù)破碎情況改變沖壓機(jī)的起步位置；當(dāng)路基較剛，沖擊破碎較困難時(shí)，可利用板邊路線彎拉應(yīng)力大的特性，先沿板邊緣逐漸向中部推進(jìn)的方法進(jìn)行沖擊破碎，各個(gè)擊破。
2.2.8 沖壓之后的處理 舊路面沖壓完成之后應(yīng)做好清掃工作，及時(shí)掃除沖壓施工期間產(chǎn)生的碎屑顆粒，若不能及時(shí)進(jìn)行上層路面結(jié)構(gòu)層的施工，應(yīng)準(zhǔn)備鋪乳化瀝青稀漿封層或用防雨布覆蓋以防止雨水滲入舊路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)。
3 質(zhì)量控制
舊水泥路面板塊應(yīng)破碎成45cm～75cm左右的水泥板，各板塊之間應(yīng)相互嵌鎖，壓實(shí)后的水泥板塊不得過度破碎松散，否則應(yīng)予挖除重新攤鋪底基層材料；
沖擊碾壓后的沉降量趨于收斂與穩(wěn)定，一般情況下應(yīng)以最后3遍的平均沉降量不超過5mm作為標(biāo)準(zhǔn)，或者其平均沉降量占總沉降量的5～10%作為控制標(biāo)準(zhǔn)，具體數(shù)值可結(jié)合實(shí)際情況，通過試驗(yàn)確定；
控制一定的碾壓遍數(shù)，一般四邊形沖擊壓路機(jī)在7～15遍之間，五邊形沖擊壓路機(jī)范圍在10～20遍之間，可根據(jù)舊路等級(jí)、原路基路面的質(zhì)量狀況等通過試驗(yàn)確定。對于沖碾25遍后仍達(dá)不到規(guī)定要求的，應(yīng)停止沖碾，采用其它措施進(jìn)行破碎穩(wěn)固。
4 效益分析
以修復(fù)10000m2水泥路面為例，若采用“置換板修補(bǔ)法”施工，按最少挖路槽40cm計(jì)，則應(yīng)棄渣4000方，由此需征用大面積土地堆放棄渣，增加恢復(fù)棄渣場地綠化植被投資，易產(chǎn)生水土流失，破壞生態(tài)自然環(huán)境。而采用沖壓技術(shù)，就可完全消除這些問題。
5 結(jié)語
沖壓技術(shù)使用的沖擊壓路機(jī)施工速度快、沖擊能量大、影響深度深、沖擊壓實(shí)效果好，大大提高了壓實(shí)度，增強(qiáng)了水穩(wěn)定性，提高了整體強(qiáng)度，減小了沉降變形。采用沖壓施工，材料可以再生利用，既減少了棄渣，也減少了環(huán)境污染，大大地節(jié)約了工程造價(jià)，經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益顯著。