水泥混凝土路面碎石化是一種舊水泥混凝土路面破碎處治技術，于上個世紀20年代起源于美國，它將水泥混凝土路面的面板通過專用設備一次性破碎為碎塊柔性結構，因破碎后顆粒粒徑小、力學模式更趨向于級配碎石，因而將這種處治技術命名為碎石化，是對舊水泥混凝土路面大修或改造的重要手段。多錘頭破碎機（Multiple Head Breaker，簡稱MHB）是碎石化的主要設備。多錘頭破碎技術因其防反射裂縫效果好、施工速度快、功效高、對環境和交通影響小等優點而被廣泛應用。本文結合國道324線羅梅公路大修工程研究適合本地區多錘頭碎石化施工工藝參數及工藝流程。同時，在沖羅公路修筑4種含碎石化結構層的試驗路分析碎石化結構層的應用范圍。
1、羅梅公路碎石化施工
1.1工程概況
    羅梅公路全長35. 338km，城區路段路基寬40m，一般路段路基寬21. Sm。本次按水泥混凝土路面一級公路標準進行路面大修。城區段對破損板進行挖補，一般路段采用如下大修結構：多錘頭碎石化后的舊水泥混凝土路面+20cm水泥穩定級配碎石+28cm水泥混凝土。試驗路選在了國道324線羅梅的城區及附城段的K1216 +300~ K1217 +600處。
1.2碎石化前的路基路面檢測
    (1)斷板率和錯臺調查
    由于原路破損比較嚴重，在使用期間對嚴重破損的地方用瀝青或碎石進行了填補，但經過雨水的沖刷又出現了嚴重的坑槽和碎板。在實施碎石化前，對所選的試驗路段左幅的斷板率、錯臺等其他病害進行了調查，調查結果見表1。該表可以看出，其斷板率高達63. 8%，表面破損嚴重。
    (2)芯樣無側限抗壓強度
    在試驗路段內，每100m選擇一個測點，鉆芯取樣，測試芯樣的7天無側限抗壓強度。同時，對鉆出的芯樣和鉆坑觀察分析水泥混凝土路面是否存在較嚴重的堿集料反應、凍脹、膨脹和松散等破壞，調查結果如表2所示。
    由表2數據可以計算出，舊水泥混凝土路面芯樣的平均無側限抗壓強度為23. 12 MPa，標準差為5.48MPa，變異系數Cv為0.24。
    (3)基層頂面回彈模量和路基填料性質檢測
    開挖長20m、寬3.85m、厚26cm的試坑，采用貝克曼梁法測試出基層頂面靜彎沉，然后根據《公路路面基層施工規范》(JTJ034 - 2000)的經驗公式反算出基層頂面回彈模量，其平均值為99. 39MPa。同時還對路基填料性質做了檢測，檢測結果見表3。
1.3碎石化施工技術要求
    (1)破碎尺寸控。75%的混凝土路面破碎成表面最大尺寸不超過7. 5cm，中間不超過22. Scm，底部不超過37. Scm的粒徑。若破碎后的塊徑超過最大尺寸，應該用其他方法進行再破碎或清除，然后用密級配的破碎粒料替換并壓實。
    (2)搭接寬度。與相鄰破碎車道應搭接一部分，搭接寬度至少是15cm。
    (3)破碎混凝土路面的養護。除了指定的用于開放橫穿交通的區域外，破碎后的混凝土路面的任何路段均不得開放交通（包括不必要的施工運輸）。
1.4碎石化后灑布透層油
    (1)灑布透層油前的準備。透層油噴灑前，人工把碎石化層表面清掃干凈，對人工構造物（如路緣石）進行適當防護，以防止污染。
    (2)試驗段透層油的施工
    ①透層瀝青選用慢裂的灑布型乳化瀝青噴灑，溫度一般控制在80—120℃。
    ②采用的透層油的液體瀝青用量為2.5~ 3kg/m2，其中瀝青含量50~55%．為保證質量，試灑1m×1m的麻布確定行車速度等參數。做了兩組灑布量測定試驗，平均灑布量為1.4kg/m2。根據所測的灑布量，對比要求的瀝青用量，噴灑兩遍可以達到要求。
    ③在碎石化層灑布完透層瀝青后，立即用人工灑
布2~3m3／1000m2石屑一層。碎石灑布完即用20t
的光輪壓路機穩壓2遍，壓實效果以不粘輪為準。
1.5加鋪稀漿封層
    本試驗段采用慢裂拌合型乳化瀝青鋪筑，一次鋪筑厚度可達到8~12mm。由于試驗段要求稀漿封層的厚度達到2.5cm左右，所以分兩層進行攤鋪。第一次攤鋪結束后，成型后的平均厚度為12mm，第二次攤鋪在第一次攤鋪30h后進行，兩次攤鋪厚度可達到24mm左右。
1.6碎石化施工工藝參數的確定
    對國道324線羅梅的城區及附城段的K1216+300~K1217+600段按照落錘高度1.0、1.1、1.2、1. 3m，錘跡間距6、8、10、12 cm，進行正交試驗設計。共16個試驗段，每個試驗段長50~100m．具體布置如表4所示。
    碎石化后對16個試驗段做了以下試驗進行對比分析（試驗對比分析結果見表5）：
    (1)篩分試驗：在每個試驗段內選擇3～5個測點，對碎石化破碎層表面2~ 3cm左右的碎屑進行篩分試驗，確定小于0. 075mm的顆粒含量。小于0. 075mm的顆粒含量過多，將會阻止透層瀝青的滲透，使得碎石化層的頂面成為一個軟弱夾層。
    (2)粒徑調查：在每個試驗段選擇3～5個測點，并在這些測點開挖面積為Im xlm的試坑，試坑位置為隨機選取，清除破碎層表面2~ 3cm左右的碎屑至碎石化嵌擠層頂，觀察上部粒徑；然后再開挖至基層頂面，測量下部粒徑，一般測量多次計算其平均值。
    (3)透油深度：噴灑完畢幾小時后即可觀察透層油的滲透效果，在每個試驗段沿垂直行車方向挖3～5個平面尺寸為50cm×10cm的試坑來觀察透層油的滲透效果，其中每個試坑測3個點，取3點滲透深度平均值作為該試坑的透油深度。
    (4)靜彎沉和回彈模量：在每個試驗段選定7個測點（每段長為50m，選擇距每段起點4m、1 Jn．、18m、25m、32m、39m、46m處），在每個測點測試回彈模量（現場承載板法）和靜彎沉（貝克曼梁法）。
    根據以下要求對于碎石化效果進行分析：  (1)75 010的}昆凝土路面破碎成表面最大尺寸不超過7. 5cm，中間不超過22.5 cm，底部不超過37. Scm的粒徑，試驗段6、8、10、11、12、13、14滿足該要求；(2)透油深度越深越好，可以形成穩定的粘結層，故試驗段6、8、10、13較為理想；(3)加鋪封層后即測的回彈模量和加鋪封層一個月后測得的回彈模量都應滿足大于150MPa的基本要求，只有試驗段8、10滿足。但是試驗段8加鋪封層一個月后測得的回彈模量比加鋪封層后即測的回彈模量小，即強度有所衰減；(4)小于0.075mm’的顆粒含量越小越好，可以有效地減緩反射裂縫。
    綜上所述，試驗段10碎石化效果最為理想，所以確定的落錘高度和錘跡間距分別為1.1m和8cm。但在施工時，由于舊路的基層變異性較大，可以根據具體的碎石化效果進行調整，落錘高度宜在1.1~1. 2m之間調整，錘跡間距宜在8~lOcm之間調整。
1.7碎石化施工工藝流程
    結合16個試驗段的施工過程及其物理、力學性能測試結果，確定的碎石化施工工藝流程如下：用MHB破碎一遍；用級配碎石回填凹處；用20t的Z型壓路機振動壓實2遍；用20t的鋼輪壓路機靜壓2~3遍；撒布乳化瀝青透層油；破乳后撒布石屑再用光輪壓路機靜壓2~。3遍；8~ 12h后攤鋪基層及面層。
2、沖羅公路試驗路施工方案
    在羅梅公路碎石化技術施工研究的基礎上，結合沖羅公路的具體現狀，試驗路選在了K1210+800~K1211+600處，通過修建不同結構的試驗段分析碎石化層的應用范圍。
2.1試驗段布置方案
    在沖羅公路修建了4種結構的試驗路，具體路面結構組成如下：
    (1)類型I：碎石化后的1日水泥混凝土+透層瀝青+2~2.Scm稀漿封層+水泥混凝土面層
    (2)類型Ⅱ：碎石化后的舊水泥混凝土+透層瀝青+2. 5cm AC - 10（密級配）+水泥混凝土面層
    (3)類型Ⅲ：碎石化后的舊水泥混凝土+透層瀝青+ 4cm AC -10（密級配）+水泥混凝土面層
    (4)類型Ⅳ：碎石化后的舊水泥混凝土+20Cm水泥穩定碎石基層+透層油+單層瀝青表處滑動封閉層+水泥混凝土面層
試驗路具體布置如下：K1210+800~K1211+000，類型I；K1211+000~K1211+200，類型Ⅱ；K1211+200～K1211+400，類型Ⅲ;K1211+400～K1211+600，類型Ⅳ。
2.2碎石化后基層頂面彎沉和回彈模量對比分析
    對4個試驗段碎石化后基層頂面彎沉和回彈模量進行了測試和對比分析（每20m -個測點），結果見表6，基層頂面的回彈模量都滿足大于150MPa的基本要求。
3、結論
    本文結合國道324線羅梅公路大修工程，根據舊路調查、試驗檢測分析及落錘高度和錘跡間距的正交試驗結果分析，提出了適合本地區多錘頭碎石化施工工藝參數及工藝流程；在沖羅公路修筑了4個試驗路，并測試了彎沉和回彈模量。研究得到以下成果和結論：
    (1)適合本地區的碎石化最佳落錘高度和錘跡間距分別為1. Im和8cm。由于碎石化技術和舊水泥混凝土路面及施工機器的關系比較大，可以根據具體的碎石化效果進行調整，落錘高度宜調整在1.1~1. 2m，錘跡間距宜調整在8~lOcm。
    (2)提出了適合本地區的碎石化施工工藝流程：用MHB破碎1遍；用級配碎石回填凹處；用20t的Z型壓路機振動壓實2遍；用20t的鋼輪壓路機靜壓2~3遍；撒布乳化瀝青透層油；破乳后撒布石屑再用光輪壓路機靜壓2~3遍；8~ 12h后攤鋪基層及面層。
    (3)沖羅公路4種試驗路基層頂面回彈模量均滿足水泥混凝土路面基層的要求。