浅谈旧水泥混凝土路面冲压再生利用施工

 水泥混凝土路面病害严重且无论采用何种养护方法已经无法保证路面的使用性能时，以往通常采用原位移除处理，从原位移除的破碎后水泥混凝土板块颗粒的尺寸不适宜作为新路面结构的基层或底基层，这种处理方式成本较高且往往造成对环境的不利影响。采用冲压技术对旧水泥混凝土路面进行原位再生利用，可以解决上述问题，该技术是通过采用冲压机械冲击压实旧水泥路面板，从而形成嵌锁稳固的新路面底基层或基层，为加铺层提供均匀稳定的支撑体系，而且能有效减少和缓解反射裂缝。
1 工艺原理
冲压技术是利用多边形碾压轮的外接半径和内切半径的差值，和碾压轮自重产生的势能，再加上碾压轮行走产生的动能，在碾压面上施加一定的外力，从而改变碾压体内部的各层面的结构，达到破碎旧水泥混凝土路面的效果。通过这样的冲压施工，不仅能够有效发挥旧水泥混凝土面板的残余承载能力，使混凝土碎块形成块状料嵌锁型基层结构，形成高强度的路面基层或底基层，大大减少和缓和原路面板反射裂缝，而且还能消除旧路基的病害，最终为后续路面加铺层提供一个均匀稳定的支撑体系。
2 施工工艺流程及操作要点
2.1 施工工艺流程（图1）
2.2 施工操作要点
2.2.1 准备工作 尽量在冲压施工前的两周前做好排水系统，以保证路基路面排水系统在冲压施工过程中能正常运行，一般情况下，需要在凹型竖曲线、平曲线超高段的低边、唧泥明显处以及所有其它存在排水问题的区域设置暗沟。
2.2.2 沥青罩面和沥青修补的清除 为了不影响旧水泥混凝土路面的冲压，在冲压施工前，应安排铣刨机械对混凝土板块上存在的沥青（包括现存的沥青罩面和沥青表面修补）进行清除。为了避免额外的运输、处理费用，可以将所有铣刨下来的颗粒作为路肩材料进行利用。
2.2.3 特殊路段的处治 车辙、错台、翻浆等缺陷路段首先清除混凝土面板，开挖到有足够稳定性的深度，然后用级配碎石进行换填，高度从路基到混凝土板底，并进行适当的摊铺和压实，最小控制尺寸应不小于全车道宽或1.2米，以保证压实效果。如果存在软弱基层和底基层，在冲压之前也应进行修复。
2.2.4 锯缝 混凝土路面需要保留不动的地方，必须进行锯缝，锯缝时在已有接缝的位置，进行新的、全深度范围内的锯缝，切断计划冲压和计划保留的混凝土路面间所有的传荷装置。
2.2.5 构造物的标记和保护 在破碎宽度范围内，切断构造物与水泥混凝土板块间的联接，具体可采用在板块全深范围内进行锯缝的办法。在距离构造物5m以上时，调节冲压凸轮停止破碎，在离开构造物5m以上时继续锤击。当水泥混凝土板块下存在各种管线时，可在管线前后一定范围内用人工结合小型机械进行破碎。检查小桥与涵洞的使用状况，估计破碎可能带来的影响，为了防止小桥和涵洞在破碎过程中受到损坏，可以采用人工配合小型机械完成破碎。旧水泥混凝土路面与桥连接处，桥头前后5m范围内，不应采用冲压破碎，应全部由人工挖除，低于周围水泥混凝土板块的部分在铺筑面层时用沥青混凝土补平。
2.2.6 设置高程控制点 板底脱空程度严重、板角断裂较大及裂缝较大处等破坏较严重的路段应进行标高测定，以便在施工中监测高程的变化情况，通过施工中的高程变化情况，选择对这些路段进行处理。
2.2.7 冲压处理 进行冲击破碎工作前，检查人员做好一切准备工作，主要包括施工路段上的涵洞、通道及桥台的位置，破碎压实范围和控制点应用白灰标明。冲击机械的行驶速度一般为10-12Km/h，根据沉降量和混凝土块的破碎情况来确定冲压遍数。冲压时，冲击能量足够大且路基不是很刚的情况下，首先沿路面中部进行，这样利于提高破碎效率，当混凝土面板被充分破碎后，再沿路面板边缘行驶，并根据破碎情况改变冲压机的起步位置；当路基较刚，冲击破碎较困难时，可利用板边路线弯拉应力大的特性，先沿板边缘逐渐向中部推进的方法进行冲击破碎，各个击破。
2.2.8 冲压之后的处理 旧路面冲压完成之后应做好清扫工作，及时扫除冲压施工期间产生的碎屑颗粒，若不能及时进行上层路面结构层的施工，应准备铺乳化沥青稀浆封层或用防雨布覆盖以防止雨水渗入旧路面结构层内。
3 质量控制
旧水泥路面板块应破碎成45cm～75cm左右的水泥板，各板块之间应相互嵌锁，压实后的水泥板块不得过度破碎松散，否则应予挖除重新摊铺底基层材料；
冲击碾压后的沉降量趋于收敛与稳定，一般情况下应以最后3遍的平均沉降量不超过5mm作为标准，或者其平均沉降量占总沉降量的5～10%作为控制标准，具体数值可结合实际情况，通过试验确定；
控制一定的碾压遍数，一般四边形冲击压路机在7～15遍之间，五边形冲击压路机范围在10～20遍之间，可根据旧路等级、原路基路面的质量状况等通过试验确定。对于冲碾25遍后仍达不到规定要求的，应停止冲碾，采用其它措施进行破碎稳固。
4 效益分析
以修复10000m2水泥路面为例，若采用“置换板修补法”施工，按最少挖路槽40cm计，则应弃渣4000方，由此需征用大面积土地堆放弃渣，增加恢复弃渣场地绿化植被投资，易产生水土流失，破坏生态自然环境。而采用冲压技术，就可完全消除这些问题。
5 结语
冲压技术使用的冲击压路机施工速度快、冲击能量大、影响深度深、冲击压实效果好，大大提高了压实度，增强了水稳定性，提高了整体强度，减小了沉降变形。采用冲压施工，材料可以再生利用，既减少了弃渣，也减少了环境污染，大大地节约了工程造价，经济效益与社会效益显著。