路面改造碎石化工藝的應用及注意事項

　　(1)工程簡介

　　國道319線瀏永公路為瀏陽城區至永安鎮長永高速公路入口，路面結構為水泥混凝土路面，于1996年建成通車，全長32238km，路基寬度15m，由于近年來交通量迅速增長，同時超載車輛過多，致使斷板等病害迅速發展。

　　在日常養護中，對嚴重破損的板塊采取了挖除更換，重新澆注的方法，但是修補無法跟上板塊破損速度，以致路況下降，嚴重影響車輛的正常通行。

　　(2)碎石化技術

　　a.主要特點

　　碎石化技術的基本原理是：通過專用設備對舊水泥混凝土路面進行均勻地沖擊，破碎，壓實，在損失一部分結構強度和整體性的情況下，把混凝土路面在溫度，濕度變化和荷載作用下的位移降低到新鋪路面可以允許的范圍內，從而解決反射裂縫，為加鋪路面提供堅實的基礎。

　　碎石化技術的主要優勢是：通過破碎將舊水泥混凝土路面結構強度降低到一定程度，防止反射裂縫的發生，同時能夠實現兩者較好的平衡。

　　粒徑對強度及反射裂縫的影響通常要求路面碎石化后具有如下特點：

　　1).碎石化能使原水泥混凝土板塊在平面上強度分布均勻。

　　2).碎石化后仍能保持一定的強度。

　　3).碎石化后能夠消除原水泥混凝土路面的病害。

　　4).碎石化粒徑合理，不會產生應力集中現象。

　　b.碎石化專用施工設備及主要工藝

　　施工設備

　　1).破碎設備碎石化再生技術對破碎要求很高，受其設備限制相對較為嚴重，目前主要設備主要有圓錐破碎機破碎設備，它是破碎速度、偏心距(沖程)以及高性能破碎腔型設計的圓滿結合。它不但提高了生產能力和破碎效率，還擴大了應用范圍，從石灰石到玄武巖，從石料生產到各種礦石破碎，它都可以在各種中碎、細碎、超細碎作業中提供優良的破碎性能。其高轉速、高破碎容量與特別的專利設計令破碎后的成品具有品質良好的立方體形，而易于維護的特點又可確保超凡的高穩定性操作，在世界各地享有盛名，是當今礦山建筑行業替代彈簧圓錐破碎機和更新一般液壓圓錐破碎機的新一代產品。所以產生的破碎顆粒粒徑較小，這種破碎機械產生的沖擊能量傳播范圍較小，對附件構造物的影響較小。

　　2)專用壓實設備Z型鋼輪壓路機為單鋼輪振動壓路機，鋼輪外包Z型鋼箍并通過螺栓固定在壓實輪表面。振動壓路機的小毛重不低于9t.該壓路機主要用于破碎混凝土后的補充破碎并壓實。

　　c.碎石化后強度形成機理

　　路面碎石化后分為三個層次，即：表面細粒散層，碎石化層上部和碎石化層下部，破碎后后表層約2cm~5cm，碎石化上部厚度約10cm，，下部厚度約10cm：

　　1).碎石化表層在壓實過程中，顆粒被壓密，形成嵌擠薄層，通過灑布透層油(或石屑嵌縫料)，具有一定的強度和穩定性。

　　2).碎石化層上部強度主要來源于內摩擦角和預測應力。其中粒徑越大，內摩擦角越大;而預壓力來自板被破碎時，混凝土產生側向體積膨脹，混凝土顆粒的粒徑越小，膨脹趨勢越大，產生的預壓應力也越大。

　　3).碎石化層下部的強度主要來源于!聯鎖咬合作用。實驗證明，碎石化層下部是!裂而不碎，契合良好，聯鎖咬合的塊體結構，具有良好的拱效應，能將豎向壓力變為水平推力，借以擴散荷載;同時沒有豎向的貫穿裂紋(具有35#~40#的斜向裂紋)，在形狀上具有較好的粘合度，具有更好的結構穩定性。

　　d.碎石化應用的一般規律

　　根據國內外工程實踐及技術資料與MHB設備特點，參照后續試驗段研究內容，水泥混凝土路面應用碎石化工藝還有如下特點：(1)回彈模量可取為150MPa~500MPa，進行上部結構驗算，進行彎拉疲勞驗算;(2)等級較高的公路上，碎石化層上的瀝青混凝土結構層總厚度不宜小于12cm;(3)試驗段已用于50(整幅路面)斷板的水泥混凝土路面，80以下斷板時使用應不會有問題;(4)設置密級配防水層;(5)完善排水設施，如果基層含水量大，施工時應采取辦法降低含水量后再進行碎石化。

　　以上幾個原則和條件，共同構成目前條件下的碎石化再生技術應用的前提條件，可以作為該技術決策的直接依據。

　　(3)碎石化施工和質量控制方法

　　a施工注意事項

　　1).根據路幅寬度調整一次破碎寬度，通常可取一塊水泥面板寬度值;(2)兩次破碎工序之間的破碎寬度應有一定的重復范圍，建議交叉范圍不小于30cm，以保障兩次破碎交界范圍(主要是縱縫處)的水泥面板能充分破碎;(3)為保障足夠的沖擊破碎強度，錘頭間距一般不大于60cm，錘頭高度一般為11m~12m;(4)為避免過度破壞，破碎時不應使路面板產生過大位移，并不應使混凝土板由于破碎產生大量的碎屑;(5)應控制多錘式破碎機的工作速度，保障較好的破碎效果。(6)破碎完成后，應檢查破碎效果，若不滿足要求，應對局部位置重新破碎，直至滿足要求為止。

　　b剪力墻結構的厚度和配筋問題

　　(1)上述第2點的描述是為了防止因墻體平面外剛度過小，穩定性差，容易在篇心荷載作用下壓屈失穩，但是上述對于8度地震區的多層級低高層剪力墻結構顯得不夠合理，例如5層~15層的剪力墻結構，一般墻肢在中立荷載代表值作用下軸壓比都小于02，電算結果墻體往往只需要構造配筋，但只因為底部功能要求39m層高，墻厚就得240mm，若業主要求室內視野開闊，不設外縱墻，橫縱朝外端頭不允許帶翼墻或端柱時，當層高35m~42m時，則墻厚需要320mm~350mm，顯然不合理。所以像這樣特殊情況的低多層建筑不應要求死扣規范，而通過采用概念設計分析，控制墻肢墻軸壓比，進行墻體截面條件，強度和穩定性驗算并在構造上適當加強暗柱或配筋，保障其整體性連接等措施，是可以使墻厚度減小的。

　　(2)墻體的配筋率，目前在懲規11711條文強制規定在一，二，三級抗震等級的剪力墻中，豎向和水平分布筋的配筋率均025，部分框支剪力墻底部加強部位的配筋率03，這配筋率比其在80年代的配筋率01~025的高者基本接軌，這在高層或較長的剪力墻結構中應該是合理的，但是對于低矮，短小的剪力墻值得探討。墻的水平分布筋是橫向抗剪以防止墻體在斜裂縫出現后發生脆性剪切破壞，同時起到抵抗溫度應力防止懲出現裂縫，設計中當建筑物較高，較長或框剪結構時配筋宜適當增加。特別在連梁部位及溫度，剛度變化等敏感部位宜適當增加，但對于矮，短的房屋，其水平筋的配筋率是否適當減小值得探討。

　　墻的豎向鋼筋主要起抗彎作用，目前在一些多層，低高層剪力墻中點算結果多為構造配筋，但配筋是所取的配筋率有人往往扣除了約束邊緣構建或構造邊緣中的鋼筋，筆者認為豎向配筋率應該包括邊緣構建中的鋼筋，墻肢的豎向配筋原則也應該盡力將鋼筋布置在墻端部邊緣區并保障鋼筋間距00mm.也應該主意防止豎筋過多使墻體的抗彎強度大于抗剪強度，對抗震不利。

　　框架-剪力墻結構在現代建筑中已經非常普及，由于這種結構的鋼筋用量，模板支設量及砼澆筑量非常大。施工過程中應充分因地制宜，結合施工工藝特點，加以科學管理，靈活運用。