旧水泥混凝土路面碎石化施工操作规程32开.docx
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旧水泥混凝土路面碎石化施工操作规程32开
湖南省普通干线公路
旧水泥混凝土路面碎石化施工
操作规程
（试行）
湖南省公路管理局
二〇一二年六月
一、基本术语与符号
（一）术语
1碎石化
将水泥混凝土路面板被破碎成粒径较小的具有一定结构的碎石，称为碎石化。
2碎石化技术
将水泥混凝土路面的面板，通过破碎机破碎为碎石的柔性结构，因破碎后其颗粒粒径小，力学模式更趋向于级配碎石，因而具有有效防止或限制反射裂缝发生、发展的作用的施工技术。
3多锤头或单锤头震动破碎机、（共振碎石化RPB）
碎石化专用机械设备。
主要有多锤头破碎（MHB）和单锤头震动破碎两种，通过重锤下落或下落及震动的冲击动能，使水泥混凝土板块破碎形成7.5～30cm尺寸的嵌锁结构。
本操作规程主要以多锤头破碎（MHB）为主进行阐述。
4碱—集料反应
原混凝土原材料中的碱性物质K2O、Na2O与集料中的活性硅酸盐发生化学反应，生成膨胀性反应物，从而引起混凝土内部产生自膨胀应力而开裂、松散、破坏的现象。
5年最大温差
气象部门记录的工程所在地一年中极端最高、最低气温间的差值。
6当量回弹模量
将旧路面下部看作弹性半空间体时，用顶面回弹模量测试方法测得的模量值。
7动力圆锥贯入仪
是用于在现场快速测量非结合材料路面的结构特性的仪器。
测量结果可以与CBR试验进行对照，用于路面设计。
（二）符号
CBR——加州承载比；
PR——动力圆锥贯入仪测试的贯入值；
PCI——路面损坏状况指数；
DBL——断板率；
HMA——沥青混合料；
LSPM——大粒径透水性沥青混合料；
n——测点数；
Et——按可靠度方法折减后的旧水泥混凝土板块顶面破碎后的当量回弹模量；
——当量回弹模量平均值，设计阶段时取当量回弹模量推荐值；
γr——根据顶面当量回弹模量变异系数值查表确定的可靠度系数；
Za——保证率系数；
S——标准差；
fsp,i——各测点的劈裂强度；
fsp——劈裂强度代表值；
CBRi——各测点的CBR值；
CBR——CBR代表值；
——CBR平均值；
ωi——含水率测试值；
——所有测点的含水率平均值；
Et0,i——回弹模量测试值；
Etp——实测回弹模量代表值；
——实测回弹模量平均值。
二、施工前的准备
（一）碎石化改造的适用条件
在旧水泥混凝土路面正常养护措施无法满足相应等级公路运营质量技术要求时，采用碎石化方案的主要判定条件如下。
1、超过20%的纵、横向接缝需要修补，并发生严重错台、边角剥落或板角断裂现象。
2、旧水泥砼路面破损状况评定为次和差，断板率超过10%，已经出现了局部翻浆现象或大面积碎板。
3、超过10%的路面面积需要开挖修补。
4、继续换板翻修的造价偏高，所获得的技术性能偏低，换板性价比明显不合理。
5、城镇路段不宜碎石化。
6、碎石化后旧水泥砼上、中、下三层粒径最大尺寸应分别不超过75mm、225mm、375mm。
7、旧水泥路面碎石化只作为大修路面的粒料底基层或垫层，不直接作为基层使用；在中等、轻交通道路，采用碎石化后加铺20cm以上水泥稳定基层+2cm以上双层表处+5cm以上沥青砼面层方案；在重交通、特重交通道路，采用碎石化后加铺30cm以上水泥稳定基层+8cm以上沥青砼面层方案。
8、旧路面碎石化后顶面的回弹模量一般不小于200Mpa，代表弯沉值不大于80（0.01mm）。
（二）旧路调查
碎石化实施前路况调查与检测，包括历史数据、基本状况和技术参数等三个方面，具体如下：
（1）历史调查：
原有路面的路基稳固情况；路面原设计中各结构层材料与厚度；原路基路面建造工艺与质量；养护状况及真实运营年限等。
（2）基本情况调查：
近5年的交通组成与流量、轴载谱分布及年平均增长率；基层破损状态与稳定情况；路面破损状况；构造物与排水设施现状；路面与构造物衔接情况等。
（3）技术参数检测：
混凝土面板钻芯劈裂强度与基层钻芯抗压强度的检测与统计分析；基层回弹模量检测与统计分析；路基含水率、强度实测与分析等。
（三）设备准备
1、设备基本性能要求
碎石化采用专用破碎机和压路机配套施工。
破碎机的破碎能力应与待破碎水泥混凝土路面的状况相适应，应通过试验段破碎尺寸及效果来确定。
2、设备主要技术参数要求
MHB设备应为自行式，携带8对重锤由单独的液压控制系统控制，能够以相同的行进速度和不同的提升高度、频率对路面进行冲击破碎。
重锤下落时可产生1383~11060N·m的冲击能量，典型的工作效率为单车道100m/h。
MHB技术参数如表1所列。
表1MHB设备主要技术参数表
设备参数
要求
设备参数
要求
锤重范围（kg）
700~1100
最大破碎宽度（cm）
≥375
最大落锤高度（cm）
≥150
工作速度（m/h）
50~120
与MHB配套使用的还有Z型压路机，通过在钢轮上附设的Z形条纹，对MHB破碎后的路面进行补充破碎。
3、设备初始施工参数
MHB施工应主要控制设备的落锤高度和锤迹间距，推荐的试验段施工时的初始设备参数如表2所列。
表2初始设备控制参数范围
初始设备
参数
混凝土抗折（弯拉）强度
＜3.5
3.5-4.0
4.0-4.5
4.5-5.0
5.0-5.5
＞5.5
下落高度
（m）
1.0
1.0
1.1
1.1
1.2
1.2
锤迹间距（cm）
6-10
8-12
6-10
8-12
6-10
8-12
注：
因原水泥混凝土路面状况差异较大，推荐的参数只供试验段实施时调试设备参数，具体施工设备运行参数需根据试验段结果来调整。
（四）试验段工程
（1）碎石化正式施工前，应根据路况调查资料选择有代表性的路段作为试验段，长度不小于100m。
（2）在表2推荐的设备初始施工参数基础上，逐级调整锤头提升高度、锤迹间距（行进速度）和频率，直至破碎后路表呈现均匀的鳞片状，清除破碎层表面2cm左右碎屑至碎石化嵌挤层顶，观察裂缝情况，并与粒径范围要求对比，粒径合适时记录设备参数。
破碎裂缝必须贯穿水泥混凝土路面板，但又不能对构造物及路面基层造成损伤。
（3）在试验段内随机选取2个独立的位置开挖大于1m×1m的试坑。
试坑应开挖至基层，以在全深度范围内检查碎石化后的颗粒是否满足规定，同时对基层或构造物的影响程度做出判断。
如果不满足，必须增加试验区调整设备控制参数，直至满足要求。
（4）通过以上程序得出的施工设备控制参数应记录备查并用以指导正常施工。
正常施工过程中，仅可根据路面实际状况对破碎参数作出微小的调整；当必须对参数作出较大的调整时，应得到监理工程师或业主的认可。
（五）其它施工前的准备
1、移除现存的沥青加铺层和沥青修补材料
碎石化施工前，应先清除所有需要破碎的混凝土板块上存在的沥青加铺层和沥青表面修补材料，但全深度的挖补区域可以保留。
在破碎水泥混凝土路面与不进行破碎水泥混凝土路面的相接处，应进行全深度的切割，以保证不破碎路段的完好。
2、排水系统修复或增设
碎石化工程应清理原有边沟或增设边沟，以保证明流排水及渗透排水。
在碎石化施工及其后的运营过程中，应确保路面不积水，明流排水应通畅快捷，渗透排水应不堵塞、不倒灌。
在凹形竖曲线底部、平曲线超高段的低边及现有混凝土板块明显唧泥、翻浆等排水不畅的路段，应增设横向排水盲沟。
排水系统宜在碎石化施工前两周投入正常运行。
3、特殊路段的处理
在破碎之前，应对出现严重病害的软弱路段进行修复处理；特别是要对旧路面基层和路基出现较严重病害的部分进行充分的处治。
1）清除唧泥、翻浆、破碎板沉陷等不稳定部位的旧水泥混凝土路面板。
2）开挖基层或路基直至稳定层。
3）开挖部分地下水位较高、有水渗出时，应增设盲沟等相应的排水设施；
4）在挖除部位换填碎石等材料，顶面高程应与破碎水泥混凝土板底相同。
5）在挖除部位换填层顶部过渡位置，应采用与加铺底层相同的混合料回填，并进行适当的摊铺和压实，顶面高程与破碎水泥混凝土板顶相同。
6）挖除最小控制尺寸应不小于全车道路宽和1.2m长，以保证压实效果。
4、构造物的标识与保护
施工前，应在现场对线路需要保护和构造特做出明确标识，以确保这些构造物不会因为碎石化施工而造成损坏。
1）有埋深在1m以上的构造物（或管线）的路段可以正常破碎；埋深在0.5～1.0m的构造物（或管线）可降低锤头高度进行轻度破碎；埋深不足0.5m的构造物（或管线）以及桥梁等，应禁止破碎，并应避让结构物端线外侧3m以内的所有区域。
2）对于路肩外有建筑物的区段应加强安全检测，建筑物距路肩10m以外时应按正常破碎施工；距路肩外5~10m范围时，施工时应降低锤头高度对路面进行轻度破碎；路肩外5m以内存在建筑物的路段，应禁止破碎。
3）对于不同距离的路边建筑物或不同埋深的构造物、管线等，应采用不同标志的线色油漆标注清楚，分别使用不同的破碎能量施工，以确保其安全。
5、上跨构造物的净空
施工前需测量上跨构造物的净空，应尽量同时确保加铺后的净空和加铺层的厚度。
如果HMA加铺层且的最终净空不足，可采用如下措施：
1）当桥下净空相差较少时，可在满足疲劳验算的前提下，适当减少加铺层厚度；也可保证足够承载力的前提下，铣刨桥下路面，降低至指定高程。
2）当桥下净空相差较大时，应根据设计净空挖除原路面结构，并修复或新建基层至指定高程。
6、设置高程控制点
应在有代表性路段设置高程控制点，以便在施工中监测高程的变化，指导加铺层施工。
7、交通管制及分流
在碎石化施工前，应制订施工区段交通管制及分流方案，办理必要的交通管制手续，设置相应的警示标志，满足通车及施工交通的安全要求。
在摊铺路面面层前，应临时封闭交通。
三、施工工序
（一）碎石化工序
MHB设备进行碎石化并加铺沥青路面结构的一般工序如下：
（1）移除现有的旧罩面修补层。
（2）修复或增设排水设施。
（3）不稳固特殊路段挖补处理。
（4）线路内、外及地下构造物标记。
（5）设置施工测量控制点。
（6）施工区段的交通管制及分流。
（7）破碎旧水泥混凝土路面。
（8）修复或补强软弱基层或路基。
（9）废弃材料清除。
（10）破碎后水泥混凝土路面碾压。
（11）与非破碎段原有水泥混凝土路面的接缝处治。
（12）加铺水稳碎石基层并养生
（13）透层或封层施工（加铺沥青面层前）。
（14）加铺沥青砼面层。
图1旧水泥混凝土路面碎石化施工工艺流程图
（二）破碎施工
1、破碎施工
1）破碎施工顺序：
应从外侧车道向内侧车道破碎。
2）边缘应防止破碎过度：
在破碎路肩时应适当降低外侧锤头高度，减小落锤间距，既保证破碎效果，又不至于破碎功过大而造成过度破碎。
3）搭接宽度要求：
两幅破碎一般要保证15cm左右的搭接破碎宽度。
4）施工匀质性要求：
MHB机械施工过程中，应根据旧水泥混凝土土路面的强度差异随时优化调整行进速度、落锤高度、频率等破碎参数，尽量达到破碎均匀。
5）环保要求：
MHB机械施工过程中，应在翼锤外侧设置遮尘装置，防止破碎路面碎屑飞溅并减少扬尘。
6）安全要求：
机械操作人员应配备良好的噪音防护装置，所有施工人员在施工现场应穿着反光标志服。
7）破碎后的水泥混凝土路面的任何路段均不得开放交通。
2、破裂要求
基层强度过高或面板厚度过大时，宜采用打裂等其他手段进行旧水泥混凝土路面的破裂，确保碎石化后达到预期效果。
破裂操作对旧水泥混凝土面板是否破碎或破碎程度不做要求。
破裂后的区段应重新进行试验段施工，确定其碎石化的各项施工优化参数。
3、原有填缝料及外露钢筋清除
在铺筑HMA以前，应清除填缝料、胀缝材料，并切除暴露的加强钢筋等杂物，清除过程中产生的坑洞宜填充级配碎石材料。
4、压实
1）将表面的扁平颗粒进一步破碎，同时稳固下层块料。
2）对于一次破碎后个别面积大于1㎡的板块，宜在碾压前用人工或小型气动冲击设备补充破碎。
3）破碎后的路面先后采用Z型压路机（自重不低于18t）和单钢轮压路机（自重不低于12t）振动压实，压实遍数均不少于3遍，压实速度不超过5km/h。
4）在摊铺水泥稳定碎石基层之前，采用胶轮压路机（自重不低于20吨）进行压实，压实遍数均不少于2遍。
5）在路面综合强度过高或过低的路段，应避免过度压实，以防造成表面粒径过小或将碎石化层压入原路面基层。
（三）基层铺筑
1、在水泥混凝土破碎和摊铺水泥稳定碎石基层之间的最长间隔时间不得超过48小时。
2、减少车辆对破碎后路面的碾压，运送混合料的车辆仅能在摊铺点附近才能驶上破碎后的水泥混凝土路面表面。
3、水泥稳定碎石基层施工应严格按《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034—2000）的规定执行。
（四）面层摊铺
水泥稳定碎石基层养生到强度达到要求后，根据要求加铺表处层及沥青砼面层（或下封层和沥青砼上、下面层）。
沥青面层摊铺应严格按《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）的规定执行的。
四、质量管理与检查验收
（一）一般规定
1、质量管理包括：
试验段施工、施工过程中的质量管理和检查验收（工序）。
在施工过程中的质量管理包括破碎的块度的控制和检查以及均匀性检查。
2、各个工序完成后，应进行弯沉检查验收。
经检验合格后，方可进行下一道工序施工。
凡经检验不合格的段落，应分析原因，调整工艺参数，并进行补救，使其达到要求。
3、试验段施工
1）任何标段、进场准备工作就绪后，正式开工之前，都要进行试验段施工。
试验段施工的具体要求详见上述。
2）破碎裂缝必须贯穿水泥路面板，但又不对构造物及路面基层造成损伤。
3）较适宜的破碎的块度：
表层颗粒不超过7.5cm,中间不超过22.5cm，底部不超过37.5cm。
4）为确保破碎尺寸，应在试验段及破碎施工时按每幅破碎路面每公里取两个独立位置开挖两个面积为l平方米的试坑，以检验混凝土底面破碎尺寸，同时对基层或构造物的影响程度做出判断，试验完后应及时回填碎石碾压密实，破碎尺寸检查表见附录1。
5）钢轮振动压路机碾压完毕后，应采用FWD或贝克曼梁进行弯沉检测，计算代表弯沉、均方差，评价均匀性，异常时应分析原因。
检查频率为每车道每40m检查2处，按JTGF80/1-2004附录B方法评定。
要求代表弯沉小于80（0.01mm）。
（二）碎石化层检查验收
1、评定长度宜按划分的施工段落为单位。
2、检查测试位置选择应符合随机性要求。
3、碎石化层检查验收可分为施工单位过程自检，监理、业主检测，质检部门的质量检验验收。
质量检验验收合格后，方可进入下道工序的施工。
为了加快施工各工序的衔接，质量检验验收应在每个施工段落的碎石化工序完成后尽快完成。
4、碎石化层的质量检验评定标准应符合表3的规定。
表3碎石化后作底基层时的检查验收标准表
项次
检查内容
标准
保证率（%）
检查方法和频率
1
顶面粒径
＜7.5cm
75
直尺，20m一处
2
上部粒径
＜22.5cm
75
直尺，试验段50m一处/正常施工不均匀时抽检5%
3
下部粒径
＜37.5cm
75
直尺，试验段50m一处/正常施工不均匀时抽检5%
4
代表弯沉值
≤0.8mm
100
贝克曼梁或落锤、自动弯沉仪
5
顶面回弹模量
≥200Mpa
100
每单位长度不少于6点
5、施工过程自检结果应与表3规定数据有差距时，应及时查明原因，调整后续施工段落的施工方案，以达到碎石化层的质量要求。
6、每一单位评定长度内，顶面当量回弹模量测试不少于6个随机点并计算代表值，作为加铺结构优化设计的主要参数。
（三）结构加铺后检查验收
结构加铺后检查验收应按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）执行。
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