1、舊水泥路面改造方案建議水泥路面因其造價(jià)便宜，耐水性好，強(qiáng)度高、抗重載能力強(qiáng)等等優(yōu)點(diǎn)，在我省得到了廣泛應(yīng)用。但隨著路齡的增長(zhǎng)，交通流量的增加，水泥路面也很容易造成開裂、斷角、斷板、沉陷、錯(cuò)臺(tái)、板底脫空等結(jié)構(gòu)性病害，而水泥本身強(qiáng)度增長(zhǎng)慢，養(yǎng)生時(shí)間長(zhǎng)的性質(zhì)決定了水泥路面的維修養(yǎng)護(hù)及其困難，不僅要耗費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力，還需要長(zhǎng)期阻斷交通，社會(huì)效益極差。瀝青路面與水泥路面相比，不僅容易維修，節(jié)省了后期維護(hù)成本，也因?yàn)槠淞己玫男熊囀孢m性，得到廣泛認(rèn)可。隨著水泥路面的損壞嚴(yán)重，越來越多達(dá)到大修年限的水泥路面正在逐步改造成為瀝青路面，俗稱：“白改黑”。芙蓉北路提質(zhì)改造大修項(xiàng)目同樣確定路面改造方案為“白改黑

2、”，并提出了舊板破除重建水穩(wěn)基層的方案。該方案徹底消除了原有水泥板的病害，解決了剛性基層（水泥板）上覆柔性面層（瀝青面層）容易造成舊板脆裂產(chǎn)生反射裂縫和層間結(jié)合不良產(chǎn)生推移的問題。但該方法沒有利用原有水泥材料，形成了大量的白色垃圾，造成了巨大的浪費(fèi)。且施工需要破除、外棄、重鋪水穩(wěn)、養(yǎng)生等多道工序，工序交織、復(fù)雜，施工周期長(zhǎng)，根本不可能在短短6個(gè)月內(nèi)完成。這種傳統(tǒng)工藝不僅本身施工費(fèi)用高，還污染了環(huán)境，付出的社會(huì)成本也相當(dāng)巨大。與黨的十八大提出的推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略部署是背道而馳的，也違背了國(guó)務(wù)院2013年第5號(hào)文件 循環(huán)經(jīng)濟(jì)

3、發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動(dòng)計(jì)劃和交通部關(guān)于加快推進(jìn)公路路面材料循環(huán)利用工作的精神和目標(biāo)（路面舊料回收率達(dá)到95%，循環(huán)利用率達(dá)到70% 以上）。怎樣才能既保證工程質(zhì)量，又充分利用好原有的路面材料呢？我們只有引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和工藝，才能實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)。國(guó)內(nèi)外針對(duì)舊水泥混凝土路瀝青加鋪研究結(jié)果得到：水泥混凝土路面改造中，解決的核心問題是如何防止反射裂縫，一般舊路面板的強(qiáng)度均能夠滿足結(jié)構(gòu)要求，如果直接加鋪瀝青面層的話，較薄的加鋪層對(duì)防止反射裂縫無明顯效果，但較厚的加鋪層或增設(shè)特殊材料的應(yīng)力吸收層，又造成投資巨大。且都不能根治反射裂縫，頂多只能延緩裂縫的產(chǎn)生。并為后期維護(hù)和大修帶來極大的麻煩。國(guó)內(nèi)外防治反射裂縫的

4、另一做法就是將水泥混凝土板進(jìn)行破碎后進(jìn)行加鋪，常見的做法有沖擊破碎后壓穩(wěn)、打裂破碎后壓穩(wěn)等等，設(shè)備主要有多邊形鋼輪碾壓、門刀式、多錘式設(shè)備等等，但是這些做法存在對(duì)基層、構(gòu)造物破壞較大，水泥混凝土板強(qiáng)度損失大，破碎結(jié)構(gòu)不規(guī)則難以把握，對(duì)周邊建筑和環(huán)境影響明顯等等缺點(diǎn)。這種方法還必須加鋪水穩(wěn)基層，增加路面高程，造成橋梁頂升和匝道路面順坡費(fèi)用的增加，同時(shí)水穩(wěn)層的養(yǎng)生也為日后施工工期和交通組織帶來更多的困難。 圖1、 門刀式破碎設(shè)備和多錘頭式破碎設(shè)備隨著技術(shù)的不斷革新，誕生了更加先進(jìn)的低振幅（震動(dòng)小）高頻率（振動(dòng)均勻）的共振碎石技術(shù)。由于共振破碎力發(fā)生在整個(gè)水泥板塊厚度范圍內(nèi)，能使板塊較均勻地分裂，通

5、過微調(diào)振動(dòng)頻率，改變振動(dòng)的力度，可使破碎后的碎塊尺寸達(dá)到320cm的較理想尺寸，破碎后的粒度上部較小，下部較大。由于振動(dòng)力是由面板上部向下部傳遞的，振動(dòng)錘并不在一個(gè)點(diǎn)上連續(xù)振動(dòng)，而是快速向前移動(dòng)的，所以振動(dòng)在混凝土中存在衰減梯度，從而使上部的破碎粒度較小，下部的破碎粒度較大。這樣的結(jié)構(gòu)帶來了很大好處，首先是小粒度可更好地消除反射裂縫，同時(shí)下部的較大的粒度提高了路基的承載能力；其次是上部小粒度有利于路面滲水的橫向排除，下部的大粒度又可起到阻止?jié)B水向下滲透的作用。 圖2、 共振式破碎設(shè)備與施工現(xiàn)場(chǎng) 共振破碎機(jī)使碎石裂紋走向傾斜，破碎后的碎石紋路規(guī)則排列，并與路面形成3540夾角。共振破碎的工作錘頭

6、在激發(fā)路面共振的同時(shí)快速向前移動(dòng)，沖擊的合力指向前下方，從而使振碎的裂紋與路面形成了一定的夾角。這一夾角可使碎石塊之間相互嵌合，經(jīng)壓實(shí)后相互嚙合得更緊，從而使碎石層起到更好的礫石穩(wěn)定層的作用，形成了良好的路面基層。因此無需再增加其他結(jié)構(gòu)層，而直接加鋪瀝青面層即可。這種工藝既能充分發(fā)揮舊板的承載能力，又能徹底解決反射裂縫。具有能有效節(jié)約工程投資，加快施工進(jìn)度等特點(diǎn)。共振預(yù)裂破碎的優(yōu)點(diǎn) 破碎后的碎石尺寸理想、均勻由于共振破碎力發(fā)生在整個(gè)水泥板塊厚度范圍內(nèi)，能使板塊較均勻地分裂，通過微調(diào)振動(dòng)頻率，改變振動(dòng)的力度，可使破碎后的碎塊尺寸達(dá)到820cm的較理想尺寸。 圖3、 共振式破碎后的路面狀況 深度可

7、控制，不沖擊路基，保證路基下的管線設(shè)施完好無損共振式破碎機(jī)通過調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率和振幅，即可控制破碎的深度。因?yàn)樗窃谠噲D以接近混凝土的固有頻率而振動(dòng)，在發(fā)生共振的瞬間，錘頭就向前運(yùn)動(dòng)了，垂直向下的沖擊力很小，而且面板下邊的材料為非混凝土，不會(huì)與之共振，所以避免了對(duì)路基的沖擊，路基下的其它管線設(shè)施自然就不會(huì)受到影響了。路基不受沖擊，保持了原有路基的平整度和密實(shí)度的均勻性。而普通的重錘沖擊式破碎方法則不然，它們的沖擊力垂直向下，要以路基為依托來打碎面板，所以沖擊力通過面板直接傳遞給路基。為將面板底部擊碎，巨大的重錘會(huì)使路基受到嚴(yán)重沖擊，破壞了原有路基的平整度和密實(shí)度之均勻性，并且會(huì)使地下管線及其它設(shè)施

8、受到影響。 鋼筋混凝土中的鋼筋完全與混凝土剝離共振破碎技術(shù)使振動(dòng)發(fā)生在水泥板塊內(nèi)部，對(duì)鋼筋混凝土而言，鋼筋的固有頻率與水泥混凝土有異，從而使鋼筋很容易與水泥碎塊完全剝離。實(shí)際效果也證明，共振破碎后的鋼筋網(wǎng)確實(shí)與原有水泥徹底脫離。如果鋼筋串起了大大小小的混凝土塊，就必然引起局部應(yīng)力集中，造成反射裂縫。普通重錘沖擊破碎工藝要想使鋼筋網(wǎng)與水泥碎塊脫離，難度是非常大的。 振動(dòng)影響小，施工適應(yīng)范圍大共振破碎技術(shù)是工作頭與局部水泥板塊之間的振動(dòng)，高頻低幅，振動(dòng)波衰減很快，傳遞范圍很小，一般不會(huì)影響到施工點(diǎn)附近23m外的構(gòu)件。而重錘沖擊式的振動(dòng)力是非常大的，它可通過路基波及到施工周圍的建筑，所以施工前應(yīng)做一

9、定的防范，一般20m之內(nèi)不應(yīng)有振動(dòng)敏感型建筑物。所以，共振破碎技術(shù)的應(yīng)用范圍比較廣，市政、機(jī)場(chǎng)、港口、重要設(shè)施附近的公路等對(duì)振動(dòng)級(jí)別有要求的地方，采用共振技術(shù)可很好地解決問題。 噪音小，不擾民共振破碎的振幅較小，錘頭與路面共振破碎所產(chǎn)生的噪音還沒有機(jī)器發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音大。而低頻高幅的重錘沖擊式破碎法就不同了，它的振動(dòng)噪音和振動(dòng)波一樣傳遞很遠(yuǎn)，影響較大。 破碎深度大、施工效率高通過調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率和振幅，共振破碎設(shè)備可使破碎深度達(dá)到660mm，完全滿足一般機(jī)場(chǎng)跑道、停機(jī)坪和一些港口碼頭水泥面板的破碎改造任務(wù)。共振破碎機(jī)的生產(chǎn)率可達(dá)3000m2/d。美國(guó)的公路部門已將共振碎石化廣泛運(yùn)用于水泥混凝土舊路面的

10、改造，并研究出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的江蘇、浙江、上海等省市均做了這方面的嘗試。上海也已經(jīng)制定了本地的共振技術(shù)規(guī)程。其中浙江臨海地區(qū)、上海市的部分國(guó)省道、市政道路對(duì)水泥路面共振式碎石化后進(jìn)行了加鋪，加鋪瀝青路面厚度從9cm至18cm不等。從使用情況來看，效果良好，均未出現(xiàn)明顯病害特征。路面加鋪類型見表1，公路的使用現(xiàn)狀見圖4。表1、 去年湖南高管局考察的部分路面加鋪類型和目前狀況道路名稱道路等級(jí)路面加鋪主要類型施工時(shí)間交通量等級(jí)使用狀況S83（臨海段）二級(jí)7cmAC-20+8cmAC-25正在施工重交通G104(臨海市內(nèi))城市快速路7cmAC-20+8cmAC-252007重交通良好G104(臨海市

11、郊)二級(jí)4cmAC-13+5cmAC-202006重交通良好G318(上海市郊)一級(jí)4cmSMA-13+6cmAC-20+8cmAC-252005-2007重交通良好 圖4、 共振碎石后加鋪路段的路面現(xiàn)狀綜合考慮到芙蓉北路的老路狀況、投資規(guī)模、交通組織等各方面的情況，極力推薦采取共振碎石化方案。共振碎石化不僅優(yōu)化了路面結(jié)構(gòu)，變剛性結(jié)構(gòu)為半柔半剛的結(jié)構(gòu)，徹底根治了“白改黑”中的產(chǎn)生反射裂縫的難題，解決了舊路面改造的質(zhì)量問題；又能夠作為路面基層直接使用，大大縮短了工期，節(jié)約了大量路基材料，大幅降低了工程造價(jià)和日后維護(hù)成本，同時(shí)一舉解決了碎塊垃圾的處理，具有減輕白色污染等優(yōu)點(diǎn)，是舊水泥混凝土路面翻修

12、改造的理想方法。既符合交通部關(guān)于加快推進(jìn)公路路面材料循環(huán)利用工作的指導(dǎo)意見，也符合業(yè)主保證質(zhì)量，節(jié)省費(fèi)用的要求。直接費(fèi)用比較： 改造方案間接費(fèi)用分析（1） 加鋪層厚度因素所造成的費(fèi)用分析多錘頭+水穩(wěn)層+AC方案，加鋪層厚度一般為30cm，而直接加鋪瀝青面層方案，加鋪層厚度為12cm。加鋪厚度不同造成舊水泥路面改造工程其他工程費(fèi)用也不一致。A 橋梁頂升費(fèi)用多錘頭+水穩(wěn)層+AC方案橋梁需頂升24cm，直接加鋪瀝青面層方案只需要頂升6cm，支座加高也只6cm（橋面加鋪1cm粘層和5cmSMA-13），頂升的費(fèi)用和風(fēng)險(xiǎn)都可降低。 B 天橋處理費(fèi)用舊水泥路面表面少加鋪18cm，部分天橋就不需要抬高和接線

13、改造，或舊水泥路面不需破板降低標(biāo)高，也不需放坡接順而影響縱坡和平整度。C 路肩與邊溝處理費(fèi)用舊水泥路面厚度少加鋪18cm，路肩加高處治費(fèi)用減少，挖方段邊溝改造費(fèi)用也將減少。（2） 施工工藝與工期費(fèi)用分析A 拌和設(shè)備水穩(wěn)層+AC方案需水泥穩(wěn)定碎石和瀝青混凝土兩套拌合和攤鋪施工設(shè)備，設(shè)備拆裝時(shí)間、設(shè)備操作人員增多，設(shè)備使用費(fèi)用增加。而只加鋪瀝青面層方案，只需一套瀝青混合料的拌和和攤鋪施工設(shè)備。B 拌和場(chǎng)建設(shè)水穩(wěn)層+AC方案不僅需兩套施工設(shè)備，拌和場(chǎng)建設(shè)場(chǎng)地需增加一倍左右，增加臨時(shí)用地和費(fèi)用，拌和場(chǎng)建設(shè)費(fèi)用按500萬元計(jì)，則可節(jié)約1/3費(fèi)用約170萬元，芙蓉北路改造3個(gè)標(biāo)段則可節(jié)約500多萬元；對(duì)于

14、舊路改造工程而言，拌和場(chǎng)地的選址、建設(shè)和臨時(shí)用地均較困難，增加了工程的復(fù)雜性。而共振和直接加鋪瀝青面層方案，只需安裝一套瀝青混合料的拌和設(shè)備，場(chǎng)地面積小，選址、建設(shè)和臨時(shí)用地容易，有利于減少工程施工的社會(huì)干擾、加快工程進(jìn)度。C 施工工藝與施工組織水穩(wěn)層+AC方案兩種材料、兩套設(shè)備，施工工序多、工藝復(fù)雜，對(duì)技術(shù)人員要求多、技術(shù)水平要求高，兩種材料施工，各工序交集在一起，對(duì)施工組織、材料供應(yīng)、交通管理提出了更高要求，容易造成窩工，影響工期。D 工期水穩(wěn)層+AC方案共5-7套工序、共振破碎加鋪共3-4道工序，水穩(wěn)層施工，每天的進(jìn)度也就500m左右，且水穩(wěn)層至少需要半個(gè)月的養(yǎng)生周期，施工速度慢，影響施工工期，需要開辟多個(gè)施工工作面，對(duì)施工和交通組織造成較大的困難。日前改造安排工期6個(gè)月，已非常緊張。共振直接加鋪方案，施工進(jìn)度快，正常情況下施工一天可達(dá)1km左右，且可以半幅施工半幅開放交通。共振碎石面破碎結(jié)束后就可以開放交通，車輪的碾壓對(duì)碎石面形成板結(jié)體還有好處。由此總工期可以節(jié)約2個(gè)月左右。4） 社會(huì)效益分析A 用戶費(fèi)用芙蓉北路改造采取半幅封閉式施工方式，需借道分流，需繞行20km左右，對(duì)社會(huì)車輛造成直接經(jīng)濟(jì)損失，包括繞行時(shí)間、燃油費(fèi)用、車輛