1.水泥混凝土路面因具有材料来源广泛、施工工艺和施工设备简单、建设初期养护成本低、刚度大、能承受重交通荷载等优点，在国内外得到了广泛的应用。但是也普遍存在后期维修困难、工艺复杂、费用高等致命缺陷。当水泥混凝土路面使用34年后，板体破损数量开始逐年增加；当达到1/3使用寿命甚至更短时间时，破损程度已经严重影响了道路的使用功能；当达到1/22/3使用寿命甚至更短时间时，破损程度已经导致道路丧失了使用功能。国外于二十世纪90年代加紧了水泥混凝土板破碎稳固技术的研究和应用，国外应用的成熟经验表明：当混凝土板断板率较高、破坏面积较大、达到使用期限或基本丧失了使用功能时，应采用冲击压实等技术对混凝土板进行破碎稳固处理后再加铺沥青面层的方法进行改建。破碎稳固通过缩小板块几何尺寸来减小接缝处的应力（主要是温度应力）集中现象，从而达到防止减缓沥青加铺层反射裂缝的目的。目前，板的破碎规格及破碎机械的选用，尚处于不规范状态，同类工程难以比较，施工质量不易控制，所以，破碎及碾压机械的选择、优化，原板破碎的规格及要求，是该技术的重点和难点。
2.水泥混凝土板破碎机械及其性能介绍
混凝土板的破碎机械主要有：液压式开凿机、落锤式水泥路面破碎机、风镐、冲击压路机、断裂固定（BreakSeat，B／S）机和破裂固定（CreakSeat，C/S）机、MHB（MultipleDHead Breaker）多锤头破碎机等。
不同机械破碎原理和破碎效果也不尽相同。
（1）液压式开凿机劳动强度低，但工作效率较高，板块破碎时对相邻板块影响小。
（2）落锤式水泥路面破碎机中小型落锤式破碎机除了可以破碎混凝土板，还可以用于混凝土上开沟，剥离表层，也能用于打桩、拨桩、夯实路基等作业，目前已得到了广泛应用。
（3）风镐劳动强度大，但工作效率低，且环境污染严重，仅适用于小面积水泥混凝土板破碎维修。
（4）冲击压路机
南非蓝派（Land-PAC）公司研制的15T5-15KJ五边形压实机，三明重机厂5YCT20型和郑州工程厂5YT20型，都为五边形压路机。另外，郑州工程厂还生产有3YT20型和3YT25型三边形压路机。美国的IMPACTOR2000冲击压路机，澳大利亚的BH－1- 300冲击压路机，都是焊有凸条的四边形冲击轮，它们在国外已有十几年破碎混凝土路面的施工历史，90年代末，这种机型才引入国内。
目前从事混凝土路面的破碎作业的主要是上述五边形、三边形冲击压路机。国内生产的机型转弯半径在10m以上，国外生产的机型转弯半径较小，适合于半幅路面的施工。
采用冲击压实技术修复混凝土路面的质量目标是：破碎并稳固混凝土板，使破碎板块紧密嵌挤，与压实后的原路面基层形成稳固、厚实的基层，有效减少和缓解反射裂缝。考虑采用以下控制指标：路面沉降量、冲击遍数和板块破碎情况。
（5）断裂固定（BreakSeat，B／S）机和破裂固定（CreakSeat，C/S）机实践表明，前者适用于钢筋混凝土路面，裂缝间距为15至60cm，后者适用于非钢筋混凝土路面。在混凝土罩面之前，将旧的混凝土板打成具有微小裂缝的小板，可以减少反射裂缝。
破裂固定（CreakSeat，C/S）机又称“打裂缝”机，该设备打裂的微小细缝一般肉眼不好观察可以通过在板上浇水的方法来观察，一般来说待水蒸发后就可看到板上被打裂的细纹。混凝土板被打成小块后一般采用常规的压路机进行压实，通过检测被压路面的弹性模量值等参数来确定路基强度是否符合罩面施工标准。
罩面工艺是：在合格的面板上铺上一层沥青混凝土，初步平整后喷上沥青粘接层和土工布，*后铺沥青混凝土面层。
这两种方法是基于将板块变小，使板块移动所产生的应力足够小，不足以造成加铺层产生裂缝，但是实际的效果并不理想。
（6）MHB（MultipleDHead Breaker）多锤头破碎机国内有的省份（山东省公路局）近年引进了MHB （MultipleDHead Breaker，多锤头破碎机）类水泥混凝土路面碎石化（Rubblization）设备。
实践表明，MHB设备比使用冲击压实机具破碎的水泥混凝土路面具有更好的强度均匀性，可以作为新加铺路面的基层。实际施工中，冲击压实设备需在水泥混凝土路面行驶多次，以达到对其进行均匀冲击的效果，而MHB类设备则是一次完成破碎。
3.破碎稳固方法
水泥混凝土的破碎稳固方法按破坏特性不同分为3种：碎石化、震裂压稳和碎裂压稳。
3.1碎石化技术碎石化技术*早是美国亚拉巴马州交通局用来处理损害较重的混凝土板。所谓碎石化技术，就是将水泥混凝土板破碎成颗粒粒径不大于40cm，且75%颗粒在深度方向的分布满足：表面*大尺寸不超过7.5 cm、中间不超过22.5cm、底部不超过37.5cm的紧密结合、内部嵌挤的混凝土块，用以限制新铺的热拌沥青HMA罩面上出现的反射裂缝，并产生一种适用于HMA罩面的均匀基层，提高新建路面结构的可靠性和耐久性。
大量工程实践表明，碎石化技术是水泥混凝土路面破碎工艺中较为常用、对消除加铺层反射裂缝也更有效的一种施工工艺。
（1）碎石化技术的特点①碎石化技术是目前解决反射裂缝问题的*有效的方法；②破碎并压实混凝土路面，其破碎混凝土块紧密结合、内部嵌挤，形成密实的材料层，为HMA罩面提供很强的结构强度；③完全利用原路面结构层，环保，无污染；④破碎材料具有较强的抗车辙能力和抗剪强度，但不能支持柔性应力；⑤施工简便迅速：每小时破碎面积约为1600m 2，约400m/h；⑥综合造价较低。
（2）碎石化技术的设备：①多锤头碎石机（MHB）②共振型碎石化共振型碎石化机械是由凸轮转动产生的偏心力在机械与路面处产生高频低幅的振动，并接近水泥板的固有频率而产生共振，能量多被板吸收，破碎时影响范围较小。
本技术采用Z振动压路机和振动刚轮压路机，用于破碎混凝土后的补充破碎和表面压实，为HMA罩面提供平坦、破碎后的混凝土路面表面。
混凝土板碎石化是一种原位利用混凝土板的技术。当原混凝土路面达到使用寿命或已经丧失使用功能而采用其他方法不能起到好的效果时，均可以使用碎石化技术。
（3）碎石化施工技术适用范围及注意事项为了达到预期的技术和经济效果，与任何修复技术或现场再生技术一样，一定要对旧面层进行前期评估以确定是否适合碎石化处理。
如果认为可行，要对沥青加铺层或混凝土加铺层的厚度进行设计计算。因为碎石化后的混凝土碎块，虽然被当作基层处理，但是在整个破碎过程中，从来没有考虑混凝土碎块级配和密实度的问题。所以关于路面的碎石化可行性的工程预评估，以及碎石化路面沥青加铺层和混凝土加铺层的设计问题应进行深入地研究。
碎石化处理是重建的一种，因此水泥混凝土板首先应该考虑修缮复原或重新铺面这两种修复方法。当水泥混凝土板有下面一种或几种类型的破坏时，可以考虑采用现场碎石化加加铺层的处理方法：①混凝土板有严重的D形裂缝。D形裂缝是某些骨料处于饱和状态时，经冰冻、膨胀导致的破坏开裂；②混凝土板有严重的碱骨料反应。碱骨料反应中有胶体产生，吸收水分造成膨胀（碱胀），进而开裂降低混凝土的耐久性；③受严重冻融破坏的混凝土板。冻融破坏一般发生在没有加气的混凝土中。如果气孔体积或者气孔间距不适当，混凝土在受冻时会膨胀开裂。这一过程持续几年会使混凝土板严重破坏。
④混凝土板有大于10％的修补和严重连续不断的破坏；⑤路面失去结构承载力。
即使混凝土板满足上述一项或几项条件还要考虑环境及路面断面几何尺寸变化的影响。*后对于用何种再铺面，即用混凝土再铺面还是沥青混凝土再铺面（所谓“白转黑”）还应进行使用寿命周期费用分析；要考虑**次建设费用、分期施工的费用、设计使用寿命、养护费用、残留价值等。分析方法可采用AASHT0的路面设计概要中的分析方法。
用碎石化现场处理旧混凝土板，在施工中需要注意或可能遇到的问题有：a.灰尘的控制，承包商可能需要自备水车作为灰尘控制及碾压时使用；b.操作人员必需随时调整机器能量，避免破坏路面下的结构、设施；c.湿土在冲击振动下可能会局部变软，应随时调整机器运行速度、落锤间距等。混凝土板下部情况应该在前期评估中勘查清楚，特别是有很弱的地基土的路段。如果混凝土结构承载力完好，在混凝土没有破坏时，还可以承担一部分载力；混凝土板一旦破坏，重达9t的单头式破碎机或重达20多t的多头式破碎机，坐落在破坏的混凝土和软土地基上，可能进一步破坏地基土，引起其他不良问题，还要不得不加厚沥青层或维修局部软土地基。密执安州的研究报告发现碎石化和沥青加铺费用可能比单纯混凝土加铺层要贵。另外在新建路肩要安装排水系统。
在碎石化操作之前，路面上所有填补的沥青都要去掉，也要去掉填缝胶及膨胀材料等。在碎石化以后，破碎的混凝土中如有上述杂物，也应清除掉。破碎机要一次达到破碎粒径和深度要求，因此开始施工时要开挖1m2的试验坑来检验粒料尺寸和破碎深度。
3.2水泥混凝土板震裂压稳和碎裂压稳技术
震裂压稳和碎裂压稳都是通过特殊的设备将混凝土板块纵向破碎成较短长度，然后用较大的（50t）胶轮压路机碾压，使其牢固嵌挤在基层顶面上，然后再进行摊铺。震裂压稳和碎裂压稳的主要区别是震裂压稳破碎后的裂缝不明显，这与破碎时的机械冲击作用不同有关。
根据国外的研究成果，震裂压稳和碎裂压稳技术处理的旧水泥混凝土路面上的沥青混凝土加铺层也会产生反射裂缝，不过与不进行破碎的类似结构相比，其反射裂缝出现的时间会推迟2-3年，同时反射裂缝的数目相对减少20%左右。与碎石化工艺相比，震裂压稳和碎裂压稳技术对水泥混凝土路面的结构性破碎得不够彻底。
目前，国内引进的震裂压稳和碎裂压稳设备主要有板式冲击锤和兰派冲击压实机。
（1）板式冲击锤
板式冲击锤打裂设备，装备有宽度为2.5米宽的板式冲击锤，锤头重5吨，提升高度可在0到2.5米内自由调节，具备足够的能量使混凝土板产生深度的开裂；设备冲击破碎间距可根据需要在1米以内任意调节。
（2）兰派冲击压实机冲击压实机是利用多边形钢轮行走时反复升落，将巨大的冲击能量作用于地面，与普通振动压路机的自振式高频低幅不同，它具有低频、高振幅动力特性。
4.水泥混凝土板打裂压稳技术与碎石化技术对比
（1）破碎设备目前我国进行碎石化的相关设备主要是冲击压实设备，*近几年还有从国外引进的MHB（Multiple Head Breaker）类设备等。冲击压实设备作用机理是通过三角形或五角形轮对水泥混凝土板形成间歇有周期的冲击作用，从而使其破裂。MHB类破碎设备是一种自行式多锤头设备，它通过重锤垂直下落的冲击作用，使水泥混凝土板产生破碎。这两类设备的基本方法都是通过重力冲击起作用，但作用方式不同。相对而言，冲击压实设备的作用间距较长，MHB类设备的破碎作用点分布均匀而密集。实际施工中，冲击压实设备须在混凝土板上行驶多次，以达到均匀冲击的效果，而MHB类设备则是一次完成破碎。
正因为两种设备的破碎方式不同，所以其破碎效果也不一样。冲击压实设备破碎后混凝土板出现贯穿板厚竖向的裂缝，相当于将混凝土板破碎成多个小的水泥岩块，MHB类设备破碎后其颗粒粒径在不同深度处是不同的，上部板块破碎粒径较小的颗粒，而下面部分粒径则较大（达到30cm左右），破碎后形成的裂纹不是竖向贯穿的，这样混凝土板破碎后除表面局部厚度范围（小于2cm）外，在其原位形成了裂面不碎的嵌挤效果。一般情况下，碎石化后的旧水泥混凝土层作为基层使用，其上加铺沥青混凝土面层。
（2）破碎效果①MHB与冲击压实设备相比，破碎后平面位置上强度变异性较低，破碎后层顶回弹弯沉、回弹模量标准差较小。
②冲击压实设备随冲击辗压遍数的增加，其强度变异性（由回弹弯沉变异性表征）有增加的趋势，这可能与施工时控制方式有关，例如施工中未能将轮迹合理安排。
③MHB破碎后层顶强度与落锤高度密切相关，高度越小，对混凝土板块的破碎程度越低，从而表现出较高的强度，但标准差增大，变异性增加，这表明单纯用回弹弯沉或回弹模量作为评价破碎效果的指标是不合理的，需要结合标准差，即平面上的强度变异性综合评定。
④冲击压实设备随辗压遍数提高，破碎层强度逐渐下降，标准差也逐步缩小，说明破碎更加均匀，但总体上其标准差高于MHB类设备破碎后的测试数据标准差。
⑤对比2种水泥混凝土破碎设备的破碎效果可以发现，MHB类设备由于采用小重量、高频度、多位置的冲击作用形成强度更加均匀的破碎层，为加铺沥青面层提供了更好的基础条件，是一种优良的混凝土板破碎（碎石化）设备。
（3）破碎尺寸①碎石化技术破碎尺寸MHB碎石化技术将混凝土板破碎成颗粒粒径不大于40cm，且75%颗粒在深度方向的分布满足：表面*大尺寸不超过7.5cm、中间不超过22.5cm、底部不超过37.5cm的结合紧密、内部嵌挤的混凝土块。
共振碎石化技术必须确保其碎石尺寸在7.5～21cm之间。这是因为碎石的尺寸如果过大会产生反射裂纹，尺寸过小则可能导致整体路基结构失效。
②打裂压稳和破裂压稳技术破碎尺寸打裂压稳通常用于消除沥青面层的反射裂缝。打裂压稳处理后的板块长度应在30～100mm，（一般控制破裂面积控制在0.40.6m2左右）这就可以将板块水平方向上位移的积累减小到沥青面层可以承受的程度，从而消除反射裂缝的产生。
（4）结论一般路段推荐采用多锤头破碎机（MHB）、冲击压实设备破碎，构造物、高挡墙路段推荐采用板式冲击锤打裂压稳、共振型碎石化机械破碎。
5.预填骨料混凝土
预填骨料混凝土，是指预先在混凝土模具内填充粗骨料并振实，然后向粗骨料空隙内强制灌注搅拌好的水泥砂浆而形成的混凝土。
预填骨料混凝土与普通混凝土的不同之处，就在于前者的粗骨料百分率较高。因为粗骨料是直接填在模板中的，粗骨料之间是点对点的接触，而不是包含在流动性的塑性拌合物中，所以预填骨料混凝土的性能更加取决于粗骨料。其弹性模量略高于普通混凝土，而干缩率则低于普通混凝土的一半。
当混凝土板断板率较高、破坏面积较大时，可采用冲击压实等技术对其进行破碎稳固处理，将破碎后并达到一定级配要求的混凝土碎块作为预填骨料混凝土的粗骨料，然后按照一定的工艺流程进行压浆处理，具体的技术方案还需要通过设计计算、室内试验及试验路段的效果来确定。
6.加铺沥青面层
水泥混凝土板经过破碎稳固作为改建后新的路面基层，应根据交通量预测结果、道路等级、承载力要求、服务水平进行加铺沥青面层设计，并根据设计要求加沥青面层。
7.结束
水泥混凝土板破碎稳固技术具有施工简便、充分利用旧路面废料、减少生态破坏和环境污染、缩短施工周期、降低工程费用等优点，作为水泥混凝土路面的改造方案，技术上是可行的，也是经济的，值得积极推广。同时，也需要广大公路技术人员进行深入研究，大胆实践，为该项技术的理论化、成熟化提供技术支持。
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