在我國,有近1/3的高速公路為水泥路面,有近百分之80的縣鄉(xiāng)道路為水泥路面,隨著使用年限的增長，以及我國交通建設(shè)的不斷發(fā)展,部分水泥路面相繼出現(xiàn)開裂、斷板、錯臺等病害,嚴(yán)重影響了路面行車通行性能,許多的水泥路面養(yǎng)護維修不及時,路面使用性能逐漸變壞,直到難以通行時才不得不采取維修措施,而此時路面早已發(fā)生嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性損壞,維修往往不得不采取“開膛破肚”式的維修,與其說是維修,不如說是新建。不僅造成交通擁堵,還造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,社會影響及其不好。無論是經(jīng)濟效益還是社會效益都是不劃算。
　　對于水泥路面的維修,銑刨工藝是不無法實施的。目前通常采取的措施是破碎鑿除,一方面造成材料的浪費,另一方面造成環(huán)境的污染。
　　為相應(yīng)黨建設(shè)節(jié)約型社會,做到可持續(xù)發(fā)展,各種路面再生利用技術(shù)陸續(xù)出現(xiàn);其中,碎石化技術(shù)就是一種行之有效的，針對水泥路面養(yǎng)護維修和再生利用的新技術(shù)。將原有的舊水泥混凝土路面通過專用設(shè)備碎石化后作為基層或下面層,其上再加鋪一層瀝青面層,從而達到恢復(fù)路面性能的目的。
　　對于舊水泥混凝土路面改建為瀝青路面所要解決的主要問題是防止舊砼面板的溫濕變形、翹曲應(yīng)力上傳至瀝青面層而引起開裂,導(dǎo)致瀝青路面的使用壽命縮短。而碎石化技術(shù)即先把砼板的予以破碎,達到一定尺寸后,形成相互嵌擠的碎石化結(jié)構(gòu)層,類似于級配碎石層,碎石化結(jié)構(gòu)層能夠大限度的吸收路面結(jié)構(gòu)層應(yīng)力,從而有效避免了應(yīng)力集中現(xiàn)象,大限度的減少了反射裂縫出現(xiàn)的可能。所以說,碎石化技術(shù)從“根源”上解決了加鋪瀝青層反射裂縫的問題。
　　碎石化技術(shù)可以充分利用原有路面結(jié)構(gòu)材料,大限度減少對環(huán)境的影響,并且大限度的減少了路面在后期使用過程中可能出現(xiàn)的反射裂縫。?采用“白改黑”,即在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層是針對水泥混凝土路面改建的有效措施,目前被國內(nèi)各地區(qū)廣泛采用。
　　目前,針對舊水泥混凝土路面的處治技術(shù)有沖擊壓實、打裂壓穩(wěn)和碎石化三種。
　　各種措施的對比分析如下
　　沖擊壓實技術(shù)是以藍派斷裂穩(wěn)固處理舊砼路面的“五棱形”設(shè)備為代表,其工藝原理為通過牽引機車拖動非圓形壓實輪(正五邊形為主)以一定的速度行走,通過壓實輪的棱角和帶肋鋼筋達到對砼路面的高沖擊壓實及揉搓,以便促使砼路面的斷裂,然后穩(wěn)固的目的,通過一定的壓實遍數(shù),鋼凸形輪使舊砼路面先產(chǎn)生橫向裂縫,并逐漸延伸產(chǎn)生縱向裂縫,使舊砼板形成相互嵌擠的路面結(jié)構(gòu)層,但板破裂的尺寸并不是非常理想(幾何尺寸一般控制在50-70cm為限),對上覆瀝青層的應(yīng)力吸收效果不是佳尺寸,路面使用時間長后仍然會產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象,延長路面使用壽命效果不佳
　　打裂壓穩(wěn)所采用的破碎設(shè)備為門式剪刀破碎機,其門式?jīng)_擊錘的重量在5t以上,寬度約有?214m寬,沖擊錘提升到一定高度后(高度一般依砼路面厚度而定),自由下落產(chǎn)生巨大的沖擊力將舊砼路面橫向打裂,再通過振動壓路機碾壓使舊路面產(chǎn)生縱裂并穩(wěn)固,其效果是百分之75的面板不規(guī)則開裂,尺寸控制在0.4~0.6m范圍內(nèi)。但是整個面板的開裂情況并不均勻。實踐表明該方法延長路面使用壽命也有限。
　　碎石化技術(shù)是采用多錘頭破碎機，改變舊砼路面結(jié)構(gòu)強度和模量,能使舊砼路面結(jié)構(gòu)的下層形成37.5cm、中層形成22.5cm的嵌擠結(jié)構(gòu)層、上層尺寸不超過7.5cm的碎石結(jié)構(gòu)層。多錘頭破碎機由動力系統(tǒng)和破碎系統(tǒng)組成,中間備有2排各3對650Kg的錘頭,兩側(cè)各有1對865Kg的翼錘,每對錘頭的高度可根據(jù)砼板的強度和厚度調(diào)節(jié)。以實際破碎效果為準(zhǔn)。
　　應(yīng)用碎石化技術(shù)須注意的問題
　　板體破碎程度問題。
　　碎石化設(shè)備的錘頭落距是根據(jù)路面的強度和模量隨機而定的,實際施工時,落距由技術(shù)人員根據(jù)已破碎路面的破碎程度隨機人為調(diào)整。20余公里的水泥混凝土路面,實際上各段的強度、厚度和模量離散性還是相當(dāng)大的,這樣勢必造成整個路面在人為的操控下進行破碎,肯定影響破碎的整體效果,導(dǎo)致破碎板的尺寸大小不很均勻,結(jié)構(gòu)破壞的程度很難把握到好的區(qū)域。
　　相關(guān)研究表明:破碎后水泥砼路面的有效模量隨著結(jié)構(gòu)破壞程度的變大而減小,而反射裂縫出現(xiàn)的可能性隨著結(jié)構(gòu)破壞程度的減小而變大。研究和實踐表明:破碎粒徑應(yīng)根據(jù)路面交通量大小和組成,加鋪層結(jié)構(gòu)形式、下臥層結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性等綜合而定,實際操作中,可采用工程類比法參照以往類似工程進行。破碎后,應(yīng)進行充分的碾壓,并及時對碎石化后的結(jié)構(gòu)層表面進行封閉處理,避免表面遭到車輛荷載和降雨的破壞。建議對頂面彎沉進行檢測,彎沉標(biāo)準(zhǔn)可參照相關(guān)工程經(jīng)驗和設(shè)計要求執(zhí)行。
　　破碎后表面處治問題。
　　碎石化后,為了消除表面薄層的混凝土片,并對舊混凝土路面進行進一步壓實,通常采用“Z”型壓路機進行碾壓。碾壓過后,表面層存在一層厚2cm左右的粒徑小于0.5cm的薄層,該層實際上是由一層石屑和石粉組成,在施工過程中不穩(wěn)定,容易被風(fēng)或者施工車輛輪胎帶走,并且嚴(yán)重影響瀝青加鋪層與碎石化層的粘結(jié),因此,在碾壓完成后,有必要對碎石化層進行表面處治,通常采用噴灑乳化瀝青粘層油進行表層處治,乳化瀝青噴灑量根據(jù)實際工程通過現(xiàn)場灑布試驗來確定。
　　破碎后平整度問題。
　　碎石化后的表層平整度也是比較難保證的,這給上覆瀝青層的平整度帶來了一定的隱患,尤其是作為柔性基層的碎石層并沒有很合適的平整度驗收標(biāo)準(zhǔn),無疑厚度不均勻的上覆層又會帶來瀝青路面的受力不均衡,再加上覆瀝青層的追密現(xiàn)象,致使改造路在使用一段時間后,平整度這一指標(biāo)降低較大,使路面的整體使用效果較差。
　　路面結(jié)構(gòu)層排水問題。
　　碎石化后的路面結(jié)構(gòu)層排水通路無法確定,由于碎石化后的老路基層受到一定的破壞,實際新建路面結(jié)構(gòu)層的水下滲后沒有比較理想的排水通路。由于碎石化后的表面并不平整,透層瀝青也無法起到封層的作用,所以路面結(jié)構(gòu)層間水有可能對新舊路基層和碎石化后的石屑層產(chǎn)生不良的影響,有可能產(chǎn)生唧漿等病害,進而造成新老路之間的聯(lián)結(jié)強度和老路基層受到破壞。
　　路面技術(shù)規(guī)范及質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)。
　　舊砼路面經(jīng)碎石化技術(shù)處理后,該層結(jié)構(gòu)實際上是作為柔性基層使用的,目前國內(nèi)大部分規(guī)范和驗收標(biāo)準(zhǔn)都是針對半剛性基層的。而作為柔性基層的該層結(jié)構(gòu)目前還沒有相應(yīng)的驗收標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范,例如:彎沉、平整度等指標(biāo)實際上是沒有辦法驗收的,所以該層結(jié)構(gòu)的驗收實際上是沒有什么很明確的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù),即便對國外制定的有些破碎效果標(biāo)準(zhǔn),目前在原意的理解上,不同的專家們之間還存在相當(dāng)多的分歧,這樣勢必就給該技術(shù)的推廣和現(xiàn)場管理人員的管理帶來了一定的麻煩。