國道G539線澄海萊美路段路面改造工程及配套專案
混凝土路面共振化碎石試驗段施工總結
（K74+108～K74+308）
河北建設集團股份有限公司
G539澄海萊美段路面改造工程專案經理部
2020年05月13日
一、編制依據
1、業主提供的《國道539線澄海萊美路段路面改造工程一階段施工圖設計》圖紙；
2、本工程施工組織設計及共振化碎石施工方案；
3、《公路瀝青路面施工技術規範》（JTGF40—2004）
4、《公路路基施工技術規範》（JTGF10-2006 ）
5、《公路工程質量檢驗評定標準》（JTGF80/1-2017）
6、《公路水泥混凝土路面再生利用技術細則》（JTG/T F31-2014）
7、《公路養護安全作業規程》（JTG H30-2015）
8、其它相關規範及標準
二、工程概況
國道539線澄海萊美段路面改造工程及配套專案，起於現狀萊美路與國道324線平交口，沿南排渠北側自西向東走向，途經上埭、美埭、港口、白沙、下水、頭分至南堤 ，再沿海堤達萊美島，終於萊蕪渡口，全長為12.129km。專案路線國道539線K66+479～K76+870.467採用一級公路兼城市道路標準，雙向四車道，設計速度60km/h； K0+000~K1+727.694（交界點至終點萊蕪渡口）採用二級公路兼城市道路標準，雙向四車道，設計速度60km/h。
本專案主要內容：原路面病害處理（更換破損水泥砼板），舊路砼碎化利用，新建路基、路面排水系統，原橋加固改造、涵洞清淤，鋪設瀝青砼路面，人行步道鋪設，完善交通工程及沿線設施（照明）， 路樹補植綠化，包括增加的環保品質（迎亞青會）提升工程。工期要求：12個月，缺陷責任期2年。質量要求：合格。安全要求：安全無事故。
為合理充分再生利用公路水泥混凝土路面，節約資源，減少成本，原設計採取舊砼路面共振化碎石施工工藝，其里程為K74+108～K76+825，總面程約6萬m2。
三、道路結構設計
本段為一級公路設計，主線分三車道採用“碎石化”方式改造。試驗段右幅路面寬為11.75m，1車道寬4m（除中分帶0.5m），2車道寬3.5m，3車道（即硬路肩）寬3.75m。主線車道瀝青面層採用三層結構，上面層為4cmS細粒式SBS改性瀝青混凝土（GAC-13C）；中面層為6cm中粒式SBS改性瀝青混凝土（GAC-20C型）；下層為8-23cm瀝青碎石ATB-25基層，區域性填厚大於33cm的用5%水泥穩定碎石基層施工。
碎石化改造路面結構層如下圖。
四、現場施工條件
本萊美路段是汕頭東部經濟帶及澄海區東西向重要的運輸通道，連線南澳、汕頭及澄海市區，在路網中的地位非常重要。
沿線道路交叉口多，北側鄰接商鋪、廠房，民居密佈，南側鄰河，同時路面施工期間必須保證車輛正常通行，因此交通管制壓力巨大。
五、試驗段位置確定
舊水泥混凝土路面破碎質量主要受破碎機械自身引數設定、破碎順序、破碎施工方向以及不同基層強度、剛度條件對破碎機械調整要求等的影響，這些因素均對舊水泥混凝土路面的破碎程度、粒徑大小排列、形成的破碎面方向、破碎深度等產生影響。因此，在正式的大規模破碎化施工前有必要進行試破碎，即設定試驗段，通過試驗段的試破碎進行破碎機械引數的除錯和施工組織措施，以達到規定的粒徑和強度要求。
在路面共振碎石化施工正式開始前，應根據路況，在有代表性的路段選擇一段200m長、半幅路面為試驗段。
本工程選取試驗段在K74+108～K74+308段右幅200m，實際共振面積約2290m2。
試驗段具體位置見下圖。
六、施工過程
1、封道時間
為進行試驗段混凝土路面共振碎石化工作，經交通管理部門同意，我部於2020年5月1日對試驗段進行了封道。試驗路段共振時間段安排為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
第一次共振時間2020年5月9日8:30開始進行共振碎石化工作，至16:30完成試驗段共振碎石化工作。
5月10日上午和5月11上午採用鋼輪壓路機對路面進行第一批次的碾壓（未上石屑）。
3、試驗檢測
5月11日下午對試驗段進行了彎沉檢測和檢查坑開挖檢測碎石層粒徑。
4、天氣
5月10日中午第一次共振施工及試驗檢測期間，天氣出現降雨現象。
5、第二次碾壓及檢測
5月12日下午和5月13日上午，機械攤鋪石屑（粉），人工整平，壓路機第二批次進行碾壓作業；5月13日下午3：00，重新檢測彎沉值。
七、主要機械裝置選用
1、裝置介紹
本試驗段採用國產的JsL600共振破碎機，其主要技術引數：
整機功率：600hp，工作頻率：45HZ，工作振幅：10~20mm，破碎頭寬度：220~280mm，工作效率：400m2/h，最大破碎板厚：30cm，破碎時最大浮動距離：100mm，最大爬坡能力：20%，整機整備質量：30000kg，整機外型尺寸（長×寬×高）： 7000×2600×2550mm。
本機可輕而易舉地一次性破碎厚度達300㎜的水泥板塊，破碎厚度隨水泥板塊厚度而調節，錘頭振動頻率可調節，破碎粒徑主要分佈在5～20㎝左右，並滿足上小下大、碎塊相互嵌鎖、紋理傾斜等工程要求，施工振動衝擊小，效率高。
2、主要施工引數控制
頻率：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、其他裝置儀器：
20T鋼輪振動壓路機1臺、8T灑水車1部、BZZ-100汽車1輛、3方裝載機1部、5.4m貝克曼樑彎沉儀1套。
八、人員配置
混凝土路面共振班組人員配置16人：組長1人，技術人員2人，測量2人、質檢試驗2人、安全員1人、機修工2人，司機2人，普工4人。
九、施工工藝
1、水泥混凝土路面碎石化施工流程如下：
設定排水設施→不穩定特殊路段挖補處理→設定測量控制點→試驗確定施工引數→共振碎石化施工→清除表面大塊石→鋪石屑整平→碾壓成型→技術指標檢測
2、工程共振破碎之前，參建各方對試驗段位置進行了詳細調查，對於破損嚴重的板塊進行了更換，該段板塊更換在5月8日前已完成。
3、共振施工
在試驗段開始時，共振破碎機的振動頻率為45Hz，振幅為20mm，目測破碎效果，並逐級適當調整，當碎石化後的路表呈鱗片狀時，碎石層粉塵（小於0.075mm）含量不大於7%。破碎層在0～5cm以內時級配控制在級配碎（礫）範圍以內，破碎層在5～20cm以內時級配接近級配碎（礫）石。
施工時，先破碎路面兩側的行車道，然後破碎中部的行車道，即破碎的順序為由兩側向中間逐步進行。
兩幅破碎一般要保證20cm左右的搭接破碎寬度。
機械施工過程中靈活調整速度、頻率等，儘量達到破碎均勻。
測量定位，每10ｍ一個橫斷面，測量碎石化前後路面的沉陷量，該部分工程量需要在後續上瀝青結構層施工時予以考慮。
十、路面壓實
壓實的作用主要是將破碎的路面的扁平顆粒進一步的破碎，同時穩固下層塊料，為新鋪築的水穩及瀝青面層提供一個平整的表面。
1、碾壓順序
碎石化層碾壓按初壓、復壓、終壓三個階段進行，採用鋼輪振動壓路機。直線和不設超高的平曲線段，由兩側路肩開始向路中心碾壓；設超高的平曲線段，由內側路肩向外側路肩進行碾壓。
2、機械選型與配套
自重20t鋼輪振動壓路機1臺；另可配置1臺8t灑水車。
3、碾壓方案組合
初壓：靜壓2-3遍、復壓：振動碾壓3-4遍、終壓：靜壓2遍。
4、振動壓路機碾壓相鄰碾壓帶應重疊寬度200mm，折回時應停止振動。
5、對路面邊緣、加寬等大型壓路機難於碾壓的部位，宜採用自重1t的小型振動壓路機補充碾壓。
6、上面層必須灑水達最佳含水量±2%才能碾壓，一般採用平壓1次——振壓2-3次——平壓1-2次為宜。
十一、技術指標檢測
1、設計要求
①粒徑
碎石化層破碎後粒徑宜符合以下要求：表面層0～3cm以內小於3cm，3～1/2厚度部分3～7.5cm，1/2厚度以下部分7.5～23cm；含有鋼筋的舊水泥混凝土碎石化層，鋼筋以上部分碎塊粒徑7.5cm以內，鋼筋以下部分碎塊粒徑在23cm以內；碎石化層小於0.075mm含量不大於7%。
②級配
碎石化層0～10cm以內級配宜在級配碎（礫）石範圍以內；0～18cm以內的碎石化層級配宜接近級配碎（礫）石。
③回彈模量
碎石化層模量（靜態）應大於500Mpa，但宜小於1500 Mpa。以L0=9308*E0-0.938
設計彎沉值應不大於27.4、不小於9.8（1/100mm）。
2、《公路水泥混凝土路面再生利用技術細則》（JTG/TF31-2014）
共振碎石化施工質量檢驗標準
檢查內容標準合格率檢查方法和頻率
頂面最大粒徑/cm≤575%卡（直）尺，不小於每車道2處/公里
上部最大粒徑/cm≤1075%
下部最大粒徑/cm≤1875%
回彈彎沉值/0.01mm84.6全段，每20m一點，每一評定段不少於20點
頂面當量回彈模量/MPa150-230參考基層為二灰土、≦抗壓30MPa
注：破碎粒徑應滿足質量檢驗標準，但不宜過碎。
十二、試驗路段資料總結
在2020年5月13日已完成200m試驗段路面共振碎石化，得出試驗資料。
1、料徑篩分
①K74+180第2車道中部檢查坑（1.2m*1.2m*板厚23cm）：
人工挖至板厚12cm處，實測坑體總質量為408Kg，因下部大塊砼，難於挖除，估查為15cm料徑以上。頂層3cm，得103Kg，其中通過3cm的篩重為86Kg，未通過的17Kg（最大粒徑達5cm），通過率83.5%；上部3-12cm，得305Kg，其中通過7.5cm的篩重為265Kg，未通過的40Kg（最大粒徑達12cm），通過率86.9%。
②K74+134第3車道邊緣檢查坑，0.5*0.5m，挖至坑底見黃色土質基層，破碎粒徑較小，未見大於18cm以上的砼塊。
由此得知，粒徑未能達到設計要求，但與JTG/TF31-2014較接近。
2、彎沉值檢測
①2020年5月11日第一次檢測（未撒石粉前碾壓後）：三車道共測38個點，彎沉平均值110.5，標準差31.9，彎沉代表值為174.3。
②2020年5月13日第二次檢測（撒石粉後並重新碾壓後）：共測46個點，彎沉平均值105.0，標準差19.3，彎沉代表值為143.5。
以此得知，碎石化後的路面加石屑整平後加強碾壓遍數可減少適當彎沉值，減少30.8，從而提高路面的強度，但路面的整體強度依然無法滿足設計的要求。
3、路面高程：碎石化施工後，經測量整體路段標高均有下沉2-3cm，區域性邊緣處因受共振嵌鎖和碾壓推擠反而從擁起變化，高度在3cm左右。
十三、結論與建議
根據實際檢測資料，彎沉偏大，均大於設計27.4的要求，就算參考《公路水泥混凝土路面再生利用技術細則》（JTG/TF31-2014）相應頂面當量回彈模量150MPa即彎沉為84.6的要求，也無法達到。
建議對原設計K74+108～K74+825段舊砼路面共振化碎石施工方案做重新評估，或採取有效的基層補強措施或增強路面結構層設計。
附件：《回彈彎沉試驗報告》和施工過程有關工程圖片。