梅花壓路機在舊公路升級改造中的應用

破損的舊水泥路面
水泥路面在長期的使用過程中不可避免地會出現結構和功能性破壞，如斷板、錯臺、唧泥、脫空等等病害，尤其在最近些年隨著交通量及重載車輛的增加，大量早期修建的水泥混凝土路面都面臨著改造升級的維修任務。
與瀝青路面相比，舊水泥混凝土路面維修相對困難，破損水泥混凝土路面維修處理方法主要有:
(1) 先修復舊水泥混凝土板塊，然后在其上加鋪瀝青混凝土面層。該方法適用于路面破損不嚴重,斷板率較低，且沒有脫空、錯臺等路基缺陷的情況。但它并不能完全消除水泥混凝土板塊間的差異性沉降，這種不均勻沉降容易導致瀝青面層的早期破壞，主要表現為反射裂縫。

水泥路面改瀝青油面
(2)將舊水泥混凝土板全部移除,然后加鋪新路面。該方法針對舊水泥混凝土路面損壞非常嚴重的路段，但舊水泥混凝土板塊的回收利用率較低，造成極大的浪費。

舊水泥路面破碎清理
(3)先破碎舊水泥混凝土板塊,然后在其上加鋪瀝青混凝土面層。該方法適用于路面破損比較嚴重的路段。該法將舊水泥混凝土板塊破碎后作為新建瀝青混凝土路面的基層或底基層，有效地將舊水泥混凝土板塊利用起來，不僅節省投資有利于解決路面反射裂縫的問題，提高路面性能，而且解決了廢料的處置問題。
(3)先破碎舊水泥混凝土板塊,然后在其上加鋪瀝青混凝土面層。該方法適用于路面破損比較嚴重的路段。該法將舊水泥混凝土板塊破碎后作為新建瀝青混凝土路面的基層或底基層，有效地將舊水泥混凝土板塊利用起來，不僅節省投資有利于解決路面反射裂縫的問題，提高路面性能，而且解決了廢料的處置問題。

舊水泥路面破碎再利用
沖擊式壓路機沖擊碾壓輪輪廓曲線上最大半徑滾動至最小半徑處時對地表產生大振幅沖擊剪切，作用力最大可達到45kj，如此大的沖擊力足以將舊路面板擊碎，而非圓曲線輪廓滾過地表又對地表施以揉壓碾壓作用，從而將破碎后的舊路面板穩固到路基上。

舊水泥路面沖擊破碎
破碎后的舊路面板裂紋大小適當，既形成網裂，裂塊間又嵌鎖緊密，能夠保持一定的承載能力，故而，沖擊式壓路機同時完成了破碎和壓實兩項工作。而且，高能源和相對較大的深度影響力又對下層土基起到一定的加強作用，既可以消除板底脫空，減小舊路面板的垂直應力，同時由于尺寸減小，又可以減小溫度變化引起的水平應力。

舊水泥路面沖擊碾壓效果
舊路面經過破碎壓實后能夠為上層加鋪層提供一個無應力狀態的、均勻穩定的基層，從而可以盡可能減緩甚至避免加鋪層反射裂縫的發生。
通過多年的科學研究以及工程實際可以證明, 沖擊式壓路機的破碎穩固技術通過對舊水泥混凝土路面的打裂、破碎從而減小板的有效面積，充分釋放內應力，其板塊打碎后經過壓實形成的嵌擠結構有效地消除應力集中，減少反射裂縫的發生。

無論從環保、使用性能還是從節約成本造價上沖擊式壓路機應用于舊路面的升級改造都具有無法替代的優勢。學術界把沖擊式壓路機沖擊壓實處理舊水泥混凝土路面后的效果分成三種類型：
(1)紋裂穩固－－舊路面板面表面出現縱橫向細微裂紋，尚沒有張開；
舊水泥混凝土路面經過3~5遍的沖擊碾壓（一般在較低的行走速度下操作），就會出現“紋裂穩固”的初期效果——路面出現縱橫細微裂紋，裂紋并未張開，如下圖所示。

沖擊式壓路機具體的碾壓遍數應根據具體路況確定，在“紋裂穩固”效果下，盡管舊混凝土路面已經形成了貫穿、嵌鎖型裂紋，但舊的基層并沒有完全被破壞，但是舊混凝土路面與舊基層貼實，局部存在的脫空得以消除。
這種情況下，可采用加鋪一層瀝青混凝土，為使路面紋裂均勻，沖擊式壓實機需交錯碾壓，當出現若干輕微裂紋，裂紋間距在1~2m左右時，通過灑水或其他方式確認后停機，隨后盡快加鋪加鋪層。
四邊形梅花沖擊式壓路機舊水泥路面破碎視頻案例
這種情況適應于：舊路面下有較為穩固的支撐體系。如，基層為水泥穩定或石灰粉煤粉穩定粒料、瀝青碎石、瀝青混凝土、貧水泥混凝土等回彈模量超過800MPa的材料，路基土為土質砂等；舊板表觀破損輕微，斷板率不超過5%；個別板塊有些微松動或局部輕微脫空；擬采用的加鋪層一般為瀝青混凝土；路段交通不能在白天封閉或控制通行。
為使路面裂紋均勻，應將沖擊壓路機交替均勻作用沖壓舊混凝土板，當出現若干輕微裂紋，裂紋間距一般約在1-2mm左右時，通過灑水或其他方式仔細確認后方可停機，完成沖擊壓實作業后要盡快鋪筑加鋪層。

取樣查看裂紋穩固效果
(2)破裂穩固－－舊路面板面表面出現縱橫交錯的張開型裂紋，寬度一般不超過2mm,裂縫貫穿舊板厚，破裂板間處于相互嵌鎖狀態，破裂板塊度一般在30-50mm；
破裂穩固指的是，破裂后的板塊在相互嵌鎖狀態下，被夯壓到舊基層或路基上，與其密貼（如下圖所示）。

舊水泥路面破裂穩固
在實踐中，主要體現在沖擊壓實舊路面后舊路面頂面沉降顯著，實測彎沉值較為均勻，即離散性小，實測回彈模量值在300-800Mpa范圍等幾個方面。
這種效果適用于：舊路面底脫空及板塊松動明顯，出現明顯的橫向、縱向或斜向裂紋，唧泥、錯臺病害普遍，有明顯的不均勻沉降，原路基密實度不足；舊路面下基層或路基土含水量在其最佳含水量范圍，路基兩側沒有大量水滲入的條件；只有一部分板塊碎裂嚴重，并出現沉陷。這種作用效果特別適用于處理“非正常性破損”的舊水泥混凝土路面－－許多水泥混凝土路面普遍存在的問題。
由于舊底板支承條件較差，要將諸多脫空或薄弱基層徹底消除，必將以舊混凝土板破裂為更小的塊度為代價，同時對下承層進行補壓。

沖擊式壓路機在沖壓時應綜合考慮舊混凝土板的破裂程度和舊路面下基層的壓實情況，可選擇沖擊能量中等偏上的沖擊壓實機，行駛速度一般為10km/h左右，這樣既可以以較大的沖擊力使舊混凝土板產生裂紋，又可使破裂后的舊混凝土板穩固到舊基層上。
沖壓時還應使沖擊壓路機的沖擊輪均勻作用于舊混凝土板上，以使沖壓后的舊混凝土板形成穩定、均勻的整體。對于碎裂嚴重的板塊，可以預先將其挖除，回填砂礫，采用普通壓路機壓實。

舊水泥路面局部清理
(3)舊層破裂－－舊路面板面完全被打碎，并嵌入舊土基或基層形成土石（混凝土）混合體。
舊層破碎有兩種情況，一是將舊路面完全打碎成10-15cm左右以下塊度的碎塊(見下圖)，使其嵌入或與舊基層或土基混合，形成密實的土石（水泥混凝土碎塊）混合體，作為加輔層的基礎；

10~15cm碎塊
再有就是采用換填的方式，即將舊路面打碎分離方便裝運的碎塊后，將其運走，重新鋪筑路面（如下圖所示）。

舊路面破碎清理
這種效果適用于：
（1）舊板出現大面積破損、碎裂或沉陷，斷板率大于20%，板下基層或土基密實度嚴重不足、或沒有基層、或基層料完全不合格；舊路面下基層或路基土含水量大致在其最佳含水量范圍，路基兩側沒有大量水滲入的條件，即舊板破裂后無法作為一個結構層利用。這種情況下，舊板破裂后無法與舊基層或土基一起作為新加輔層的結構層之一，頂多可以與舊基層或土基形成土石混合體作為新加輔層的路床。
（2）舊板出現大面積破損、碎裂或沉陷，斷板率大于20%，舊路面下基層或土基材料和密實度均很差；舊路面下基層或路基土含水量超出其最佳含水量范圍較多，路基兩側有大量水滲入的條件，需進行路基改善處理。這種情況下，由于水的問題，一般是要將破碎塊連同舊基層或土基取走，換填合適的材料。

四邊形沖擊壓路機路面破碎
由于沖擊需達到破碎的效果，故沖壓力應盡可能大的為好。可選擇較高沖擊能量的沖擊壓實機，沖壓時速度宜為10-15km/h。沖壓作業過程中注意觀察，一旦出現“彈簧土”路段，應停機分析，采取繞行、提升沖壓輪等措施。
安徽205國道天長段，全長29km，寬24.5m。舊水泥路面使用沖擊壓實破碎壓實，形成塊度45-65cm之間，裂縫貫穿但又嵌鎖緊密的下墊層。
K83+253斷面的沉降量沖至5遍時為1.83cm；10遍為3.64cm15遍時為4.54cm;20遍時為5.28cm，沉降量的獲取消除了板底脫空，并使板下土路基一定程度得到加寬。

五邊形沖擊壓路機路面破碎
破碎、壓實后的水泥面板作為無應力狀態下穩定下墊層與加密后的土路基一起為其上修建的新的加鋪層提供穩定的支撐，具備一定的承載能力。
與傳統重錘破碎相比，采用沖擊破碎、壓實的方法每平方米節約近14元，整個項目節約518萬元。
由此可知，沖擊式壓實機用于就路面的升級改造，既可以充分利用廢舊資源，有利于環保，同時又減免了從現有路面表面大清除以及返工的部分成本，加快了改建進度，已經被證明收益率高達60%的節省成本以及相比傳統方法的時間，因此代表了舊公路的升級改造新的技術發展方向。