白改黑路面施工中共振破碎技术的应用研究

安万里

摘 要：路面病害是影响车辆通行安全的常见问题，若控制不当，将会严重影响道路使用性能，甚至会产生严重的交通事故。为此，必须重视旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土改造施工，采取切实有效的措施加以控制。共振破碎技术的应用，可以通过共振技术将路面碎石化，破碎层作为铺设基层，在其之上继续铺设沥青，可以节约资源、保护环境，还能降低成本。为此，本文在全面掌握共振破碎技术原理的基础上，结合具体案例，对白改黑路面施工中共振破碎技术的应用要点进行了分析与探究。

关键词：白改黑路面;共振破碎技术;工程概况

0 引言

随着经济的快速增长，交通量日益增多。目前，我国早期修建的很多水泥混凝土公路已处于超荷状态，且路面出现了大量不同程度的病害，为满足当前和未来车流量通行需求，道路改造维修势在必行。在路面改造当中，“白改黑”是最常见的旧水泥混凝土路面维修养护方法，然而，对于旧水泥混凝土改造工程而言，由于沿线交通量大，工期紧张，为了减少对车辆通行的影响，往往无法完全中断交通，这种情况下，很容易出现基面污染问题，难以控制施工质量。此外，在不良施工条件下，若采取粘贴防裂贴等处理方法，根本无法真正解决水泥板块接缝处沥青面层的反射裂缝情况，基于上述因素的制约，将会严重影响“白改黑”路面的耐久性。随着科学技术水平的不断提升，为了很好地克服上述缺陷，共振破碎技术得到了广泛应用。为此，本文开展白改黑路面施工中共振破碎技术的应用研究具有重要的意义。

1 共振破碎技术原理

共振破碎技术不同于其他依靠自重、外力等达到破碎目的的技术，比如，冲击破碎、机械破碎等。共振破碎技术是利用共振的方式实现破碎的目标。共振破碎主要利用共振式道路破碎机，偏心激振器为其激励源，利用调节激振频率的方式促使共振梁产生共振，若锤击路面的频率与地面固有频率基本相近时，便可汇集能量，破碎混凝土板块。共振破碎技术是为了消除水泥混凝土路面改造当中旧路板对新铺路面的不利影响，其技术原理为先破碎旧水泥混凝土路面，将旧路面的病害消除，释放并消除面板下隐藏的空洞病害，水泥块打碎后需铺平处理，并将其作为基层，继续将沥青混凝土铺筑其上，通过这种加铺沥青层的改造维修方法，不仅可以节约资源，减少路基材料使用量，还能够达到保护环境、降低成本的目的。因此，在“白改黑”路面施工当中，共振破碎技术具有明显的优点。

2 工程概况

某公路工程原路面为水泥混凝土路面。近年来，随着本地区经济的迅速发展，沿线交通量不断提升，尤其是重载、超载问题严重，由于当时设计规范还不完善，大大影响了路面结构的承载能力和使用性能，产生了大量不同程度的路面病害问题。为此，决定对本路段进行改造维修处治。

3 原路面病害调查分析

据路面调查结果显示，本路段主要病害情况如下：

第一，断裂病害。按照路面破损情况调查分析，本工程存在较为严重的断裂型病害，主要包括：交叉裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、角隅断裂等。据水泥混凝土破损状况等级评定情况分析，本路段全面统计断板率为12.3%，等级评定为“次”。根据现行规定要求，当路面破损状况等级评定为中或中以下时，需要进行水泥混凝土路面大中修，要求移除板块、修补破损位置，进行路面白改黑改造施工。

第二，板底脱空。按照路面板块脱空调查情况分析，本路段水泥混凝土面板板底脱空情况较为严重，据检测可知，右侧车道脱空比例达到20.3%，左幅车道脱空比例达到22.97%，平均值可达到21.77%。相比之下，左幅车道脱空率高于右幅车道，作为路面结构强度的评价指标，水泥混凝土路面底板脱空可以真实反映板底唧浆、错台等实际情况，这也是水泥混凝土断裂前期的征兆，一旦水泥混凝土路面出现大量脱空问题，必定会大大增加维修养护的工作量，甚至会影响养护效果。

第三，基层完整性检测。为了检验路面基层的完整性，本工程采用路用雷达进行分析，通过分析采集到的雷达波形图像资料，可以看出本路段水泥混凝土路面板下基层缺陷较为显著。根据雷达检测分析，在基层出现了破碎松散情况，缺陷路段所占比例为4.67%。

第四，接缝传荷能力检测。按照现行规范要求，为了评定旧水泥混凝土路面接缝传荷能力，可采用挠度比传力指标进行测定。按照检测数据结果可知，本路段旧水泥混凝土面板接缝传荷能力较差，其中评定等级为“次”、“差”的比例就达到了25%左右。基于此，应对旧水泥混凝土路面进行加铺补强处理。

通过上述分析，决定对本路段旧水泥混凝土路面进行加铺沥青层改造施工，为了保证施工质量，可采用共振破碎技术。

4 白改黑路面施工中共振破碎技术的应用要点

4.1 排水处理

为了保证路面共振破碎施工质量，必須在施工前，完善排水系统，要求根据工程实际情况，做好路面排水和路面结构防水施工。第一，路面排水施工。作为提高路面结构使用性能的重要措施之一，路面结构防排水系统是否完善至关重要。从当前路面实际情况来看，本路段存在较为严重的断裂、脱空、路基缺陷等问题，且接缝传荷能力不足。除此之外，本路段也存在较为严重的唧泥情况，由于施工时间为多雨季节，大量自由水存于旧水泥混凝土路面结构内部，上述问题的存在，均会影响白改黑路面施工质量。为此，在路面共振破碎施工前，可将纵向渗沟、横向排水管设于旧水泥混凝土路面板边，增强加铺工程的结构排水，延长工程的使用寿命。为恢复路面排水系统，在共振破碎前，需要在碎石化施工前完成布设。第二，路面结构防水施工。当前，我国沥青路面早期水损害问题较为严重，为此如何设置防水层在沥青路面结构设计当中极为关键。由于共振加铺施工，旧板已破碎，必须做好路面结构防排水施工，待旧水泥混凝土板共振破碎之后，即可洒布乳化沥青，并进行热沥青封层铺筑，避免雨水渗入破碎的水泥混凝土板。

4.2 共振破碎施工

待排水设施设置之后，即可进行共振破碎施工，具体施工步骤如下：

第一，路面破碎前期，需要先清理干净路面上的杂物，确保路面洁净、无杂物。随后采取小型铣刨设备铣刨路面，并做好路表清理工作。

第二，采用共振破碎设备从试验段两端开始破碎施工，破碎施工结束后，若局部为达到破碎标准，应通过人工方式进行破碎处理，确保破碎粒径满足设计要求。

第三，完成共振破碎施工后，即可进入碾压施工阶段，根据施工现场具体情况，选择相匹配的压路机，合理控制碾压速度和碾压遍数，待碎石路面碾压施工后，保证路面密实、均匀。若碎石粒径较大，应再次进行破碎施工。

第四，完成碾压施工后，便可均匀洒布乳化沥青透层材料，根据施工要求，合理控制乳化沥青透层的用量，一般来讲，乳化沥青用量不可以过量，一旦过量，便会出现泛油等问题，进而影响碾压施工效果。此外，还要求乳化沥青具有良好的渗透性，可以充分渗入到碎石缝隙当中，保证乳化沥青材料和碎石能够充分粘结。待洒布完乳化沥青透层后，可铺设热沥青封层，并合理控制洒布量。

第五，结束上述一切工序后，需再撒布一层碎石材料，需要合理控制碎石粒径，保证满足设计要求。在碎石撒布当中，确保整个路段撒布均匀，密度良好。完成撒布后，便可进行碾压施工。

第六，沥青混合料面层施工当中，要合理控制各项性能指标，保证满足施工规定要求，确保面层施工质量。

4.3 质量检测分析

白改黑路面共振破碎施工后，按照相关测试规程要求，需对加铺沥青层后的路面进行性能检测与分析，主要检测指标包括平整度、渗水系数、横向力系数等，具体结果如下：

（1）平整度检测。实测平均值为1.2 m/km，标准值为≤2.0 m/km，可满足規定要求。

（2）横向力系数检测。实测平均值为67，标准值为≥54，可满足规定要求。

（3）构造深度检测。实测平均值为1.3 mm，标准值为≥0.7 mm，可满足规定要求。

（4）渗水系数检测。实测平均值为27.1 mL/min，标准值为≤80 mL/min，可满足规定要求。

由此可见，白改黑共振破碎施工后，路面各项性能均可达到规定要求，具有良好的施工应用效果。

5 结束语

综上所述，水泥路面是最常见的一种路面结构形式，其特点为刚度大、荷载扩散能力强、稳定性好等，因此，在我国公路建设当中得到了广泛应用。近年来，随着我国经济的迅速发展，车流量日益增长，大量早期修建的水泥混凝土路面承载能力下降，已无法满足交通量需求，车辆通行速度和安全备受影响。尤其是在行车荷载和自然因素的长期作用下，水泥混凝土路面病害频频出现，为了更好地发挥道路通行的优势，必须重视公路提质改造，“白改黑”路面是最常见的一种路面改造维修方法，为了全面提升路面施工质量，可以充分利用共振破碎技术优势，从而改善路面使用性能，延长工程使用寿命，更好地为我国公路建设事业服务。

参考文献：

[1]赵国亮.旧水泥混凝土路面沥青加铺改造技术研究[J].中国新技术新产品，2019（20）：90-91.

[2]吴锦程.浅谈城市旧水泥混凝土路面加铺沥青罩面设计 --以安吉路路面改造工程为例[J].江西建材，2019（6）：72-73.

[3]陈晓明.花岗岩沥青面层在旧水泥混凝土路面加铺改造中的应用研究[J].企业科技与发展，2018（5）：121-122.

[4]庞建平.旧水泥路面加铺沥青混凝土改造利用技术探讨[J].中国标准化，2017（4）：196-197.

[5]黄峰，章芳芳.城区旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土设计探讨[J].黑龙江交通科技，2016（9）：21-22.

[6]石爱国.旧水泥混凝土路面加铺沥青路面技术研究[J].黑龙江交通科技，2013（7）：31.