公路路面底基层多锤头碎石施工分析

占志纲、方滨

（江西省现代路桥工程集团有限公司，江西上饶 334000）

0 引言

碎石化主要是指原路面结构出现了大面积的损坏，承载性能基本全无，并且局部位置难以有效恢复其性能状态，或者并不能达到预期强度标准时，要进行整个混凝土面板的处理，以恢复结构性能。对于公路路面底基层实施多锤头碎石化处理，应用专业的机械设备，将破坏比较严重的基层结构进行处理，利用旧板块破碎后形成的粒径，经过碾压后形成基层或者底基层的结构形式，最后加铺新结构层，以满足公路运行标准[1]。

1 工程概况

某公路需要改造维修的工程路段长度在24km 左右，其中包含沥青路面与混凝土路面，路面宽度6.5m，路基宽度7.5m。该路段可以分为如下几种：路段一长度9.28km，为沥青路面形式，经过检查其路面状态比较好，只有沿线区域内的配套设施损坏，需要更换或者维修处理；路段二长度4.36km，为混凝土路面的形式，当前的路面运行状况比较好，只需要对路段内损坏的配套设施或者路面进行修复或者更换即可恢复性能，不影响总体运行效果；路段三长度0.74km，该路面最初建设是混凝土路面形式，然后改造为沥青路面形式，当前的路面运行状态比较好，需要对沿线内的配套设施进行维修或者更换即可恢复到正常的性能；路段四长度8.62km，为沥青路面形式，当前的路面状态比较好，可以投入使用；路段五长度1.48km，原路面为混凝土的路面形式，当前的运行状态比较好，只需要对破坏的部位进行处理或者更换即可恢复性能，完全可以达到道路通行的标准要求。

经过对该路段内交通情况调查分析，发现重载车辆的通行数量比较大，所以混凝土路面出现了严重的病害问题，有多处都存在破碎、沉陷、断板等质量问题，极大地影响道路交通的安全性，必须进行加强改造与维修处理。现场调查分析，发现原路面结构面层为混凝土形式，厚度23cm，强度为C30；基层为水稳碎石的形式，厚度为25cm；底基层为级配砂砾碎石结构，厚度为258cm。结合路段的运行需要，管理单位经过综合分析确定应用多锤头碎石化技术进行处理，并加强底基层的标准化处理，有效地恢复性能。

2 标准化施工

2.1 施工机械配备

2.1.1 多锤头破碎机

在此次工程应用的多锤头破碎机主要包含动力与液压系统、破碎系统，其中包含6 对600kg 的锤头与1 对850kg 的边锤。液压系统使用柴油发动机驱动，由液压缸提供压力油以实现锤头的应用。在液压缸持续运行下，锤头会连续性对板块进行冲击作用，以便快速完成板块的破碎处理。同时，要提升锤头的实际高度，最高为1.3m。在该破碎机的运行中，有效作业宽度为4m/次，正常工作速度为62.5m/h，单位时间产量250m2/h，完全符合工程施工要求。

2.1.2 压路机

压路机选择应用Z 型振动压路机与钢轮振动压路机。

2.1.3 洒水车

为了保证现场施工的质量符合要求，使用洒水车进行降尘、养护施工。

2.2 施工前预处理

第一，碎石化工作开始之前，要将需要处理的板块表面面层以及其他的修补材料移除，防止对碎石化操作造成不利的影响，以确保施工效果和质量。

第二，要想确保处理效果满足施工要求，加强排水处理极为重要。在碎石化操作开展之前，在现场布置边沟以达到排水通畅性效果，如果无法在现场设置边沟，应该在路肩开挖和基层相同高度，以达到积水的排水处理效果。

此外，如出现路段处在凹型竖曲线上、路段中有严重的唧泥问题、平曲线内的超高部位相对低的一侧、施工现场有着严重的排水方面的问题等情况，要设置盲沟的排水设施[2]。

第三，在开展现场处理中，结合路面结构的资料做好标记处理，防止存在结构物损坏的问题，提高路面结构的安全性。埋深深度在1m 以上的公路构造结构，基本上不会出现碎石化的影响，可以正常地进行破碎处理；埋深深度在0.5～1.0m 的构造物，会对碎石化施工产生影响，所以现场施工作业根据需要尽量减小锤头高度，通过轻度打裂的方式处理；埋深深度不足0.5m 的构造物，不能进行破碎处理，应将结构物两侧以外3m 的部位作为避让处理。与路肩距离在10m 以上的建筑结构，对碎石化施工基本不会产生影响，可以正常施工；与路肩距离在5～10m 的建筑结构，根据需要尽量减小锤头高度，通过轻度打裂的方式施工；与路肩距离在5m 以下的建筑，最好不进行破碎处理。施工现场如果已经有建筑或者构造物，在现场施工前应做好明确的标记，以免引发安全事故。

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第四，选择现场具备代表性的路段设置高程点，主要是在施工时进行高程以及变化的监测工作，为今后的找面层施工提供帮助与支持。

第五，现场施工前应该做好路段封闭处理，禁止全部车辆、人员进入施工现场，并且组织专人进行检查交通管制与疏导，防止发生交通堵塞问题，也要预防给施工造成不利影响。

2.3 标准化施工

2.3.1 试验段施工

通过试验路段施工分析以确定具体的施工参数，及时调整相关技术参数，确保路径与强度都符合工程的施工要求。在本次施工中，选择一段150m 的路段进行试验，根据以往工程经验预设落锤高度为1.1～1.2m，落锤距离为10cm，在路面破碎时进行各种参数的逐级调节和确定，并观察和记录破碎效果。在破碎效果达到预期的标准后，即达到鳞片状的形式，记录各项参数，为后续施工起到指导性作用。为了使得破碎处理完成后路面尺寸符合要求，还要在试验路段内进行试坑开挖作业，但是禁止在接缝的部位上开挖试坑。试坑开挖至基层的结构上，主要的作用是确定碎石化处理后施工颗粒是否可以达到粒径的标准要求。如果不能达到要求，应进行设备参数的调节和控制，并且适当地增加试验路段结构，再进行上一层次的循环，以达到施工的标准要求。同时也要注意，在现场施工可以进行技术参数的稍微调节，但如果要大范围调节，必须上报监理工程师批准才能进行[3]。

2.3.2 破碎施工

在破碎时先进行道路两侧的施工，再进行中间路段破碎处理。路肩破碎操作中，应适当减小外侧锤头的下落高度，保证下落距离符合要求，在确保破碎效果合格的基础之下，避免发生过度破碎的问题。相邻两幅破碎作业应该设置10cm 的搭接宽度。在机械设备投入使用后，应做好速度、高度、频率等方面参数的计算与控制，并根据现场情况及时做出调整处理，以达到破碎的均匀性处理。设备初始技术参数根据试验路段确定，而在具体的施工中，要根据路段结构的强度性能了解锤击效果，并做出小幅的调整，从而达到施工效果。如果按照试验参数不能达到施工的要求，要积极和技术人员、监理人员保持联系，再次试验确定，以符合现场的施工标准要求。

2.3.3 预裂要求

现场碎石化作业比较特殊的部位，比如混凝土基础结构部位，应该利用打裂的方式让路面达到预裂的状态，为最终达到良好的碎石化效果起到积极的作用。在预裂作业处理结束后，结合现场的情况再次进行试验段的施工，为确定新的施工参数提供基础，为后续施工起到指导性作用，以提升施工效果。

2.3.4 凹处回填

碎石化现场处理工作结束后，对于凹陷不足10cm的部位，在压实开始前要应用密集配的碎石材料进行回填处理；对于凹陷超过10cm 的位置，应用沥青面层找平处理，防止给后续路面结构的平整度造成不利的影响。

2.3.5 填缝料与外露钢筋处理

新面层结构铺设工作开展前，应进行原填缝料与切割剩余钢筋的处理，如有必要，现场需要使用级配碎石材料进行回填施工，使其结构性能恢复到良好状态。

2.3.6 压实要求

压实施工是极为重要的，其可以将破碎之后的路面再次进行破碎处理，使得下层块料达到稳固性标准，为形成紧密、平整的路面提供基础。压实环节的主要设备是Z 型振动压路机与钢轮振动压路机，碾压1～2 遍，速度保持在5km/h 左右。在压实环节要防止发生过压的情况，否则颗粒会比较小，或者导致碎石化进入基层内，极大地影响路面结构稳定性。

2.4 质量检验

施工完成后进行检验极为重要，为确定施工质量水平，存在问题要及时进行返修处理。在此次碎石化施工中，检测结果可见表1。

表1 质量检验指标

2.5 质量控制

在整个施工中要重视质量控制，具体方法和措施如下。

第一，选择现场具备代表性、整体性的路段作为试验路段施工，长度应超过100cm，并选择该区域内按照2cm 一个等级设置多个子区段，每个子区段长度超过50m，并且相邻子区段设置分界，防止相互之间造成影响。

第二，根据预先设定的技术参数加强现场施工控制，调整设备的性能，从而达到破碎的效果，以提高施工的质量。

第三，试验路段施工全部结束后，应做好各子路段的石料粒径检查，确保设备的各项参数符合要求，预防发生质量问题。

第四，现场应用回弹仪检测是否存在变异性的问题，通过回弹模量作为监控的指标，随机地选择测点部位，确保现场选择的测点数量超过9 个。如果变异性难以满足现场的标准，要延长试验路段的长度，并且合理地增加落锤高度或者适当地减小锤迹的间距，从而达到破碎的效果，保证变异性符合技术标准[4]。

第五，对于现场施工范围较大的情况，当每一幅破碎长度超过1km 时，粒径突变的位置应该进行挖坑抽检，以确定粒径是否符合要求，如果不能达到标准，应及时做出调整，这时不需要进行回弹模量的检测，要在试坑内进行粒径与试验路段的差异性分析，作为判定合格的标准。

第六，下卧层结构的强度有着较大差异的路段，应选择合理的参数，从而做出必要的调整，防止出现破碎的问题。

第七，试坑开挖工作结束后，应用卷尺检查粒径。在试坑部位确定后，要按照随机性与代表性设置，根据之前的试验参数确定。

第八，破碎施工环节应该做好排水结构的设置，保证排水效果合格，比如路肩设置盲沟，在破碎完成后，各部位的排水性能达标，为后续加铺层的施工提供帮助。

第九，旧板块在破碎完成后，如果遇到降雨的天气，容易导致内部结构损坏，所以应该采取防水处理。同时还要在碎石化施工后立即采取摊铺施工措施，如果不能及时摊铺，表面要铺设一层塑料膜，预防雨水侵蚀，保持结构的稳定性。现场设置多种排水设施，以促进排水效果的提升[5]。

第十，因为粒径与破碎层的强度存在直接的关系，所以现场施工环节应加强对破碎粒径的控制。在开始大范围的施工前，先在试验路段进行试验分析，以初步确定粒径分布的状态，还要评估其分布的均匀性特点，以确定最佳的设备参数，为后续的施工提供帮助与支持。

第十一，在大面积施工环节，对破碎的情况进行全面观察，如果发现某个部位上粒径出现了较大变化，则需要通过开挖试坑的方式进行板块内粒径分布状态的检查。如果检查后不能达到要求，应及时调节设备的技术参数，直到达到工程的技术标准。

第十二，路面破碎工作全部结束后，根据设计方案和技术标准进行检测，如果检测后发现各项指标不能满足施工要求，及时通知现场的监理人员与建设单位的人员进行检测，针对检测结果分析形成问题的原因，并采取合理有效的处理措施，以提升施工效果。

3 结语

综上所述，多锤头碎石化是目前公路路面底基层处理中常见的施工方式，对于大面积破碎的混凝土路面处理效果更好，可以充分利用旧料提升底基层结构的性能。经过对此次工程案例分析，发现应用多锤头碎石化施工方式对公路路面底基层恢复有较好的效果，可以在更大的范围内推广应用。