混凝土路面共振化碎石试验段施工总结

国道G539线澄海莱美路段路面改造工程及配套项目

混凝土路面共振化碎石试验段施工总结

（K74+108～K74+308）

河北建设集团股份有限公司

G539澄海莱美段路面改造工程项目经理部

2020年05月13日

一、编制依据

1、业主提供的《国道539线澄海莱美路段路面改造工程一阶段施工图设计》图纸；

2、本工程施工组织设计及共振化碎石施工方案；

3、《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）

4、《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006 ）

5、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2017）

6、《公路水泥混凝土路面再生利用技术细则》（JTG/T F31-2014）

7、《公路养护安全作业规程》（JTG H30-2015）

8、其它相关规范及标准

二、工程概况

国道539线澄海莱美段路面改造工程及配套项目，起于现状莱美路与国道324线平交口，沿南排渠北侧自西向东走向，途经上埭、美埭、港口、白沙、下水、头分至南堤 ，再沿海堤达莱美岛，终于莱芜渡口，全长为12.129km。项目路线国道539线K66+479～K76+870.467采用一级公路兼城市道路标准，双向四车道，设计速度60km/h； K0+000~K1+727.694（交界点至终点莱芜渡口）采用二级公路兼城市道路标准，双向四车道，设计速度60km/h。

本项目主要内容：原路面病害处理（更换破损水泥砼板），旧路砼碎化利用，新建路基、路面排水系统，原桥加固改造、涵洞清淤，铺设沥青砼路面，人行步道铺设，完善交通工程及沿线设施（照明）， 路树补植绿化，包括增加的环保品质（迎亚青会）提升工程。工期要求：12个月，缺陷责任期2年。质量要求：合格。安全要求：安全无事故。

为合理充分再生利用公路水泥混凝土路面，节约资源，减少成本，原设计采取旧砼路面共振化碎石施工工艺，其里程为K74+108～K76+825，总面程约6万m2。

三、道路结构设计

本段为一级公路设计，主线分三车道采用“碎石化”方式改造。试验段右幅路面宽为11.75m，1车道宽4m（除中分带0.5m），2车道宽3.5m，3车道（即硬路肩）宽3.75m。主线车道沥青面层采用三层结构，上面层为4cmS细粒式SBS改性沥青混凝土（GAC-13C）；中面层为6cm中粒式SBS改性沥青混凝土（GAC-20C型）；下层为8-23cm沥青碎石ATB-25基层，局部填厚大于33cm的用5%水泥稳定碎石基层施工。

碎石化改造路面结构层如下图。

四、现场施工条件

本莱美路段是汕头东部经济带及澄海区东西向重要的运输通道，连接南澳、汕头及澄海市区，在路网中的地位非常重要。

沿线道路交叉口多，北侧邻接商铺、厂房，民居密布，南侧邻河，同时路面施工期间必须保证车辆正常通行，因此交通管制压力巨大。

五、试验段位置确定

旧水泥混凝土路面破碎质量主要受破碎机械自身参数设置、破碎顺序、破碎施工方向以及不同基层强度、刚度条件对破碎机械调整要求等的影响，这些因素均对旧水泥混凝土路面的破碎程度、粒径大小排列、形成的破碎面方向、破碎深度等产生影响。因此，在正式的大规模破碎化施工前有必要进行试破碎，即设置试验段，通过试验段的试破碎进行破碎机械参数的调试和施工组织措施，以达到规定的粒径和强度要求。

在路面共振碎石化施工正式开始前，应根据路况，在有代表性的路段选择一段200m长、半幅路面为试验段。

本工程选取试验段在K74+108～K74+308段右幅200m，实际共振面积约2290m2。

试验段具体位置见下图。

六、施工过程

1、封道时间

为进行试验段混凝土路面共振碎石化工作，经交通管理部门同意，我部于2020年5月1日对试验段进行了封道。试验路段共振时间段安排为2020年5月8日至2020年5月14日，工期7天。

2、混凝土路面共振碎石化

第一次共振时间2020年5月9日8:30开始进行共振碎石化工作，至16:30完成试验段共振碎石化工作。

5月10日上午和5月11上午采用钢轮压路机对路面进行第一批次的碾压（未上石屑）。

3、试验检测

5月11日下午对试验段进行了弯沉检测和检查坑开挖检测碎石层粒径。

4、天气

5月10日中午第一次共振施工及试验检测期间，天气出现降雨现象。

5、第二次碾压及检测

5月12日下午和5月13日上午，机械摊铺石屑（粉），人工整平，压路机第二批次进行碾压作业；5月13日下午3：00，重新检测弯沉值。

七、主要机械设备选用

1、设备介绍

本试验段采用国产的JsL600共振破碎机，其主要技术参数：

整机功率：600hp，工作频率：45HZ，工作振幅：10~20mm，破碎头宽度：220~280mm，工作效率：400m2/h，最大破碎板厚：30cm，破碎时最大浮动距离：100mm，最大爬坡能力：20%，整机整备质量：30000kg，整机外型尺寸（长×宽×高）： 7000×2600×2550mm。 

本机可轻而易举地一次性破碎厚度达300㎜的水泥板块，破碎厚度随水泥板块厚度而调节，锤头振动频率可调节，破碎粒径主要分布在5～20㎝左右，并满足上小下大、碎块相互嵌锁、纹理倾斜等工程要求，施工振动冲击小，效率高。

2、主要施工参数控制

频率：42～46Hz，振幅10～20mm，激振力 8～10kN，施工速度 3.2～6.5km/h， 碎石化效率 650～1200m2/h。

3、其他设备仪器：

20T钢轮振动压路机1台、8T洒水车1部、BZZ-100汽车1辆、3方装载机1部、5.4m贝克曼梁弯沉仪1套。

八、人员配置

混凝土路面共振班组人员配置16人：组长1人，技术人员2人，测量2人、质检试验2人、安全员1人、机修工2人，司机2人，普工4人。

九、施工工艺

1、水泥混凝土路面碎石化施工流程如下：

设置排水设施→不稳定特殊路段挖补处理→设置测量控制点→试验确定施工参数→共振碎石化施工→清除表面大块石→铺石屑整平→碾压成型→技术指标检测

2、工程共振破碎之前，参建各方对试验段位置进行了详细调查，对于破损严重的板块进行了更换，该段板块更换在5月8日前已完成。

3、共振施工

在试验段开始时，共振破碎机的振动频率为45Hz，振幅为20mm，目测破碎效果，并逐级适当调整，当碎石化后的路表呈鳞片状时，碎石层粉尘（小于0.075mm）含量不大于7%。破碎层在0～5cm以内时级配控制在级配碎（砾）范围以内，破碎层在5～20cm以内时级配接近级配碎（砾）石。

施工时，先破碎路面两侧的行车道，然后破碎中部的行车道，即破碎的顺序为由两侧向中间逐步进行。

两幅破碎一般要保证20cm左右的搭接破碎宽度。

机械施工过程中灵活调整速度、频率等，尽量达到破碎均匀。

测量定位，每10ｍ一个横断面，测量碎石化前后路面的沉陷量，该部分工程量需要在后续上沥青结构层施工时予以考虑。

十、路面压实

压实的作用主要是将破碎的路面的扁平颗粒进一步的破碎，同时稳固下层块料，为新铺筑的水稳及沥青面层提供一个平整的表面。

1、碾压顺序

碎石化层碾压按初压、复压、终压三个阶段进行，采用钢轮振动压路机。直线和不设超高的平曲线段，由两侧路肩开始向路中心碾压；设超高的平曲线段，由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。

2、机械选型与配套

自重20t钢轮振动压路机1台；另可配置1台8t洒水车。

3、碾压方案组合

初压：静压2-3遍、复压：振动碾压3-4遍、终压：静压2遍。

4、振动压路机碾压相邻碾压带应重叠宽度200mm，折回时应停止振动。

5、对路面边缘、加宽等大型压路机难于碾压的部位，宜采用自重1t的小型振动压路机补充碾压。

6、上面层必须洒水达最佳含水量±2%才能碾压，一般采用平压1次——振压2-3次——平压1-2次为宜。

十一、技术指标检测

1、设计要求

①粒径

碎石化层破碎后粒径宜符合以下要求：表面层0～3cm以内小于3cm，3～1/2厚度部分3～7.5cm，1/2厚度以下部分7.5～23cm；含有钢筋的旧水泥混凝土碎石化层，钢筋以上部分碎块粒径7.5cm以内，钢筋以下部分碎块粒径在23cm以内；碎石化层小于0.075mm含量不大于7%。

②级配

碎石化层0～10cm以内级配宜在级配碎（砾）石范围以内；0～18cm以内的碎石化层级配宜接近级配碎（砾）石。

③回弹模量

碎石化层模量（静态）应大于500Mpa，但宜小于1500 Mpa。以L0=9308*E0-0.938

设计弯沉值应不大于27.4、不小于9.8（1/100mm）。

2、《公路水泥混凝土路面再生利用技术细则》（JTG/TF31-2014）

共振碎石化施工质量检验标准

检查内容标准合格率检查方法和频率

顶面最大粒径/cm≤575%卡（直）尺，不小于每车道2处/公里

上部最大粒径/cm≤1075%

下部最大粒径/cm≤1875%

回弹弯沉值/0.01mm84.6全段，每20m一点，每一评定段不少于20点

顶面当量回弹模量/MPa150-230参考基层为二灰土、≦抗压30MPa

注：破碎粒径应满足质量检验标准，但不宜过碎。

十二、试验路段数据总结

在2020年5月13日已完成200m试验段路面共振碎石化，得出试验数据。

1、料径筛分

①K74+180第2车道中部检查坑（1.2m*1.2m*板厚23cm）：

人工挖至板厚12cm处，实测坑体总质量为408Kg，因下部大块砼，难于挖除，估查为15cm料径以上。顶层3cm，得103Kg，其中通过3cm的筛重为86Kg，未通过的17Kg（最大粒径达5cm），通过率83.5%；上部3-12cm，得305Kg，其中通过7.5cm的筛重为265Kg，未通过的40Kg（最大粒径达12cm），通过率86.9%。

②K74+134第3车道边缘检查坑，0.5*0.5m，挖至坑底见黄色土质基层，破碎粒径较小，未见大于18cm以上的砼块。

由此得知，粒径未能达到设计要求，但与JTG/TF31-2014较接近。

2、弯沉值检测

①2020年5月11日第一次检测（未撒石粉前碾压后）：三车道共测38个点，弯沉平均值110.5，标准差31.9，弯沉代表值为174.3。

②2020年5月13日第二次检测（撒石粉后并重新碾压后）：共测46个点，弯沉平均值105.0，标准差19.3，弯沉代表值为143.5。

以此得知，碎石化后的路面加石屑整平后加强碾压遍数可减少适当弯沉值，减少30.8，从而提高路面的强度，但路面的整体强度依然无法满足设计的要求。

3、路面高程：碎石化施工后，经测量整体路段标高均有下沉2-3cm，局部边缘处因受共振嵌锁和碾压推挤反而从拥起变化，高度在3cm左右。

十三、结论与建议

根据实际检测数据，弯沉偏大，均大于设计27.4的要求，就算参考《公路水泥混凝土路面再生利用技术细则》（JTG/TF31-2014）相应顶面当量回弹模量150MPa即弯沉为84.6的要求，也无法达到。

建议对原设计K74+108～K74+825段旧砼路面共振化碎石施工方案做重新评估，或采取有效的基层补强措施或增强路面结构层设计。

附件：《回弹弯沉试验报告》和施工过程有关工程图片。