农村公路旧水泥砼路面碎石化改造加铺层应用技术

农村公路旧水泥砼路面碎石化改造加铺层应用技术

莫令强

桃江县公路建设养护中心 湖南桃江 413400

摘要：为了解决农村公路旧水泥混凝土路面性能退化、病害频发的问题，本文首先分析了碎石化改造加铺层技术的重要价值，包括提高路面承载能力和稳定性、节约投资成本、促进资源循环利用及提升农村交通条件。然后详细阐述了旧路面改造流程，并结合工程案例介绍了碎石化施工技术和加铺层施工工艺的具体要点。最后，总结了该技术的优势与挑战，为农村公路旧路改造提供了技术参考和帮助。

关键词：农村公路；水泥混凝土路面；碎石化改造；加铺层应用

引言

农村公路水泥混凝土路面在长期使用后性能逐步退化，在交通载荷的影响下，路面出现裂纹、接缝问题，将直接影响路面的稳定性和耐久性，不利于车辆的安全通行。其中碎石化施工技术在处治反射裂缝、错层等问题时具有良好的应用效果。此外，加铺沥青层施工技术以沥青混合料为主，对病害路面进行修复，恢复路面的平整度，提高行车舒适性，还能有效延长公路的使用寿命；该技术还具有施工周期短、对环境影响小等优势，对于保障公路交通的畅通与安全具有重要意义。因此，本文结合某实际工程案例，展开相关分析研究。

1农村旧公路砼路面碎石化改造加铺层应用的重要价值

1.1提高路面承载能力和稳定性

碎石化改造技术通过专用设备将旧水泥砼路面破碎成小块，形成具有一定级配的碎石化层。这种碎石化层能够有效分散荷载，减少应力集中，从而显著降低反射裂缝的产生和发展。同时，碎石化改造后的路面，其碎石化层具有较高的抗压、抗剪切强度，能够满足农村公路的承载要求。特别是在重载交通条件下，碎石化层能够有效分散荷载，减少路面结构的破坏[1]。此外，碎石化层还具有一定的排水功能，能够减少雨水对基层的冲刷和浸泡，提高路基的稳定性。这对于提高农村公路的使用性能、延长使用寿命具有重要意义。

1.2节约投资成本

农村公路改造建设资金相对有限，如何在有限的资金条件下实现最佳的路面改造效果是重要课题。碎石化改造技术充分利用了旧水泥砼路面的材料价值，减少了新材料的采购和运输成本。同时，碎石化改造后的路面具有较高的承载能力和耐久性，能够显著减少后期的养护和维修费用。传统修复方式虽然能够在短期内恢复路面的使用性能，但往往难以解决根本问题，容易出现反复维修的情况。而碎石化改造则从根本上解决了反射裂缝等问题，提高了道路的整体性能和使用寿命，从而降低了后期的养护和维修费用。这对于农村公路的可持续发展具有重要意义[2]。

1.3促进资源循环利用

传统修复方式需要将旧水泥砼路面全部拆除并运往垃圾场处理，这不仅造成了大量的建筑废弃物排放，还增加了运输成本和环境污染。而碎石化改造技术则充分利用了旧路面的材料价值，将破碎后的块体直接用于新的基层或底基层中，减少了建筑废弃物的排放和环境污染。通过将旧水泥砼路面破碎成小块并重新利用于新路面中，实现了建筑材料的循环再生[3]。这不仅有助于节约资源、减少浪费，还有助于推动绿色交通和可持续发展理念的实施。在农村地区推广碎石化改造技术，对于促进资源节约型和环境友好型社会建设具有重要意义。

1.4提升农村交通条件

农村公路是农村交通网络的重要组成部分，其质量直接关系到农民群众的出行安全和农村经济的发展。通过碎石化改造加铺层技术的应用，可以显著提升农村公路的使用性能和安全性能，改善农民的出行条件。让农民群众切实感受到交通条件的改善和生活品质的提升。这不仅有助于提高农民的生活质量，还有助于促进农产品的流通和农村旅游业的发展，为农村经济的繁荣注入新的活力，为乡村振兴贡献更多的智慧和力量。

2农村公路旧水泥砼路面改造流程

农村公路旧水泥砼路面碎石化改造加铺层的流程主要包括以下几个步骤：

2.1路况调查与评估

首先，需要对旧水泥砼路面的路况进行全面调查，评估路面的破损程度、病害类型及分布情况等。根据评估结果，确定是否需要进行碎石化改造以及改造的具体方案。

2.2移除现有罩面层

如果旧路面存在罩面层（如沥青层），需要先将其移除，以便对旧水泥砼路面进行碎石化处理。移除罩面层时，应注意保护路基和基层不受损坏。

2.3设置排水设施

在进行碎石化处理前，应设置必要的排水设施，确保施工过程中排水畅通，防止雨水积聚对路面造成损害。

2.4碎石化处理

采用专业的碎石化设备对旧水泥砼路面进行破碎处理。碎石化技术能够将水泥砼路面破碎成小块（一般小于38厘米），形成紧密咬合嵌挤的结构层。这一步骤是改造工程的关键环节，直接影响到后续加铺层的质量和性能。

2.5清理与检验

碎石化处理完成后，需要对破碎后的路面进行清理，去除松散的石块和杂质。同时，对破碎后的路面进行检验性碾压，确保路面平整度和密实度满足要求。

2.6加铺层施工

在破碎后的路面上加铺新的路面结构层。加铺层的选择应根据实际情况确定，一般可采用沥青混凝土、水泥稳定碎石等材料。加铺层施工时，应注意控制材料的配合比、摊铺厚度和压实度等关键指标，确保加铺层的质量和性能。

3工程概况

某农村公路总长度为5.5km，路基宽度为7.5m，路面宽度为6m，设计时速为40km/h。该公路的原有路面为水泥混凝土路面，该公路的投入使用时间为6年，其所在地区路面已经发生显著的病害问题，对路面的防滑性能、驾驶安全等均造成较大影响。对该公路的病害情况进行现场勘查后，确定其路面严重的病害情况包含裂缝、波浪以及错台。结合路面病害情况，确定采用碎石化改造加铺沥青施工技术进行路面施工，以提升该公路的路面质量，延长其使用寿命。

4碎石化施工技术要点

4.1现场预处理

旧水泥混凝土板块的沥青铣刨料需清理干净，以便共振能量可正常向下传递，从而使共振碎石化施工效果显著。现场清理产生的废弃料需转移至指定存放区域，使现场施工正常进行。原水泥板块断板、脱空时，用风镐碎石化水泥板中间的沥青板块。脱空深度大于10cm的水泥板块，需填补C15水泥混凝土或以回填级配碎石的方法进行修补。

同时，为了确保路面的排水畅通，可考虑开挖路旁排水沟，并及时排除积水。碎石处理时，路面将承受来自各方的压力，可能会出现碎屑，使路面变得松散，易渗水，降低路基质量，从而减少公路安全性。因此，施工单位应在确保排水设施完备的前提下进行后续工程。

4.2共振碎石化

共振碎石化机通过对病害路段的路面板进行共振，产生道路水稳层的碎石，碾压后形成密实的水稳层，如图1所示。

图1 共振碎石化机工作示意图

（1）从路拱的低处开始共振碎石化，逐步推进至高处，全程均按照先外侧车道及路肩、后内侧车道的顺序，按照此方式进行共振碎石化，可避免摊铺沥青面层后影响正常排水。

（2）第一遍锤头碎石化宽度约0.2~0.3m，随后在与其间隔一个锤头的宽度内进行第二遍碎石化。

（3）共振碎石化过程中，由专员实时观察施工路段内的构造物及沿线敏感建筑物，若发现既有设施由于共振碎石化而出现失稳、受损等情况，应立即暂停施工，将实际情况告知监理单位和业主，组织人员调查事故的成因，对既有设施采取防护措施，并对当前的共振碎石化工艺加以优化，而后恢复施工。

（4）水泥路面共振碎石化施工遵循全宽、全深度、全断面的处理原则。路面共振碎石化由同一设备完成，禁止用非共振设备辅助作业，避免出现施工缝，确保后续不会因施工缝的存在而衍生出反射裂缝。

4.3碎石层清理

人工清理旧水泥混凝土面层接缝、裂缝间的填料以及碎石化表层存在的尺寸大于10cm的碎块，再向清理碎块的部位回填连续型级配碎石，局部凹陷量大于5cm时，也用相同材料进行回填。钢筋外露时，保留碎石化层中钢筋，剪除外露部分。

向碎石化面层抛撒含石粉的石屑覆盖碎石块，充分碾压至密实状态。洒水保湿，逐步开放交通，初期车速控制在20km/h内。必要时可填充石灰石细料，促进碎石基层的板结，保证基层结构完整且有足够的强度。碎石化基层属于柔性层，因此在开放交通后，由于车辆行驶过程中的碾压作用，将较好地消除空隙，提高碎石化基层的密实性和均匀性。

4.4碎石层碾压

按照初压、复压、终压的顺序依次碾压碎石层。对于直线段和不设超高的平曲线段，先碾压两侧路肩，再向中间推进；对于超高的平曲线段，先碾压内侧路肩，再向外侧推进。碎石层碾压的要点如下：

（1）碾压前，对碎石层表面洒水，将含水量控制在4%~10%；首先静压1遍，再微振或中振2~3遍，静压1~2遍，最后用胶轮碾赶光压平，使碎石层具有平整性和密实性；碾压设备平稳运行，速度不超过5km/h，部分路段的碎石化层较薄，需根据结构厚度以及材料特性判断是否需要带振碾压，碾压时控制好力度，既要保证上层碎石被压至密实状态，又要避免下层原位嵌锁层因碾压而损坏；

（2）碾压带重叠宽度的控制要求根据压实机械设备的类型而定，如：轮胎压路机碾压时，重叠宽度取碾压轮宽度的1/3~1/2；振动压路机碾压时，重叠宽度以100~200mm为宜；

（3）第1遍、第3遍和最后1遍前洒水，目的是增强石粉与骨料的黏合稳定性，必要时也可增加碾压遍数，充分碾压以保证碎石层的密实性；

（4）对于大型压路机难以碾压的路面边缘等部位，采用1~2t的小型振动压路机进行碾压，无法采用此设备时，也可由人工用振动夯板碾压。

4.5脱空路段处理

经过共振碎石化施工后，若局部存在脱空现象，采取开挖回填的处理方法，要点如下：①碎石化层表面的竖向位移量大于2cm时，回填沥青碎石或连续级配碎石；②局部竖向位移量大于10cm时，分两部分进行针对性处理：小于10cm的部分，采取补强措施，材料以早强水泥或掺入早强剂的水泥稳定碎石为宜，强度不低于C10；大于10cm的部分，采取回填沥青碎石的处理方法。

5加铺层施工工艺

结合工程情况，设计加铺沥青的施工工艺流程。该流程在确定时，应充分结合施工环境、施工标准等情况，保证沥青加铺层的施工质量，施工工艺流程如图2所示：

图2沥青加铺层施工工艺流程

（1）沥青制备。将选择的改性沥青混合料进行加热，使其温度达到180~190℃范围后，加入矿料级配，并采用间歇式搅拌方式进行拌和，以保证混合料的均匀性。制备的沥青混合料存储时间需在24h内，超过该时间则不能用于路面的加铺施工；并且混合料在运输过程中，需采用保温的方式，避免混合料在运输过程中发生较大的温度损失，不可超过10℃。

（2）黏层施工。黏层施工即为黏层油和密级配沥青混凝土的铺设施工。在施工过程中，需保证喷洒的均匀性，不可喷洒过多，确保整个路面完全喷洒。喷洒完成后进行玻纤格栅铺设，其铺设过程中应保证横向和纵向搭接处的宽度在20cm以上，并采用铅丝对搭接处进行固定，固定后涂刷黏层沥青。

（3）沥青混合料摊铺。该摊铺施工主要使用两台摊铺机完成，并且在摊铺过程中采用梯队施工方式作业。为保证路面的摊铺效果，在确保两台机器不会相互干扰的情况下，应控制两台机器之间的距离，以减少两台机器之间的摊铺接缝。

摊铺机在施工前，需先运行至指定施工点，并且采用和松铺厚度相同的木块支撑摊铺机的熨平板，使其温度超过100℃。在摊铺过程中，应设定摊铺速度为2.5m/min，并且匀速、连续性进行摊铺。为避免沥青混合料在摊铺过程中发生离析现象，需采用匀速的方式进行混合料搅拌，摊铺时的温度应保证在160℃以上。

摊铺过程中，每间隔10m左右则进行一次摊铺的厚度检测，以掌握实际摊铺结果，便于进行摊铺厚度的及时调整。并且，为保证初压的密实度，需对摊铺机的振捣器和振动器进行调试以及监测，本文所述工程通过测试确定振捣器和振动器的工作参数均为800r/min，以保证其振动效果，便于测量松铺层的压实密度。

摊铺施工完成后，采用校准后的无核密度仪测量初压后的密实度，使其达到90%以上。

（4）碾压施工。摊铺完成后，则进行碾压施工。该施工尽量保证在高温下进行，对碾压温度进行控制，并且保证碾压时不会发生推移和裂纹现象。碾压方案整体分为4个阶段，分别为初压、复压、复压以及终压；每个阶段在施工时，均以紧跟、慢压、高频、低幅的方式完成；通过4个阶段保证最后路面的平整度，不存在车轮痕迹和裂缝。

在碾压过程中，碾压速度和振动频率是影响碾压质量的重要作业参数，保证两者的合理性是确保路面碾压质量的前提。如果碾压速度过慢会导致施工过程中的不连续性，错过最佳的碾压温度；如果碾压速度过快，会导致路面在沥青加铺层发生推移情况，甚至压实度降低。当压路机的振动频率和混合料的固有频率接近时，可保证获得最佳的压实效果。

摊铺完成后则进行路面养护，待养护结束后，则可开放交通投入使用。

6结束语

综上所述，农村公路旧水泥砼路面碎石化改造加铺层技术是一种有效的旧路改造方法具有提高道路使用性能、降低工程造价、缩短施工周期和环保无污染等优点。然而在实际应用中仍需要克服技术难度高、质量控制难度大和交通组织复杂等挑战。未来随着技术的不断进步和经验的积累碎石化改造技术将在农村公路旧路改造中发挥更加重要的作用为农村地区的交通出行和经济发展提供更加坚实的保障。

参考文献

[1] 王震.旧水泥混凝土路面碎石化稳固加铺技术应用分析[J].江西建材，2016，3(21):160-161

[2] 刘小群.预防性公路养护技术在公路工程中的应用探讨[J].工程建设与设计，2022(12):85-87

[3] 王显平.农村公路旧水泥混凝土路面碎石化改造加铺层应用技术研究[D].山东大学硕士学位论文，2013(5):12-17