共振碎石化在水泥砼路面改造中的應(yīng)用

1、共振碎石化在水泥砼路面改造中的應(yīng)用北京高路通達(dá)科技北京高路通達(dá)科技發(fā)展有限公司發(fā)展有限公司劉玉彬劉玉凝土道路改造中常規(guī)處理方法p深度更換深度更換p直接加鋪直接加鋪p破碎穩(wěn)固加鋪破碎穩(wěn)固加鋪常規(guī)處理方式的缺陷p 直接加鋪直接加鋪 需要修補(bǔ)或處理：如注漿，修補(bǔ)等需要修補(bǔ)或處理：如注漿，修補(bǔ)等 只能延緩反射裂縫產(chǎn)生的時(shí)間，只能延緩反射裂縫產(chǎn)生的時(shí)間， 不能徹底消除，使用壽命比較短不能徹底消除，使用壽命比較短 后期養(yǎng)護(hù)較為復(fù)雜，養(yǎng)護(hù)成本高后期養(yǎng)護(hù)較為復(fù)雜，養(yǎng)護(hù)成本高p 全深度更換全深度更換 工期較長，工期較長， 交通封閉時(shí)間長，從而增加社會(huì)成本；交通封閉時(shí)間長，從而增加社會(huì)成

2、本； 需要占用大量場地來堆放廢棄舊混凝土板需要占用大量場地來堆放廢棄舊混凝土板p 路面破碎后加鋪路面破碎后加鋪01技技術(shù)術(shù)缺缺陷陷時(shí)時(shí)間間長長代代價(jià)價(jià)高高基基礎(chǔ)礎(chǔ)影影響響換換板板修修補(bǔ)補(bǔ)2021-11-11常規(guī)處理方式的缺陷p 破碎技術(shù)一般又分三種：沖擊壓實(shí)技術(shù)、打裂壓穩(wěn)技術(shù)及破碎技術(shù)一般又分三種：沖擊壓實(shí)技術(shù)、打裂壓穩(wěn)技術(shù)及碎石化技術(shù)。碎石化技術(shù)。p 前兩種方式包括碎石化技術(shù)中的多錘頭技術(shù)可以達(dá)到抑制前兩種方式包括碎石化技術(shù)中的多錘頭技術(shù)可以達(dá)到抑制反射裂縫產(chǎn)生的作用，但是由于水泥板粉碎不夠徹底，這反射裂縫產(chǎn)生的作用，但是由于水泥板粉碎不夠徹底，這幾種技術(shù)也不能完全消除反射裂縫。同時(shí)由于施工

3、時(shí)的沖幾種技術(shù)也不能完全消除反射裂縫。同時(shí)由于施工時(shí)的沖擊力比較大，對周邊的房屋、擋土墻等會(huì)產(chǎn)生影響。對舊擊力比較大，對周邊的房屋、擋土墻等會(huì)產(chǎn)生影響。對舊路面結(jié)構(gòu)層擾動(dòng)、破壞比較嚴(yán)重，可能造成老路承載力不路面結(jié)構(gòu)層擾動(dòng)、破壞比較嚴(yán)重，可能造成老路承載力不足而需要補(bǔ)強(qiáng)。足而需要補(bǔ)強(qiáng)。p 水泥路面共振碎石化技術(shù)率先由美國人開發(fā)使用。水泥路面共振碎石化技術(shù)率先由美國人開發(fā)使用。2004年年由楊偉明、立軍兩位把共振第一代引入我國，從由楊偉明、立軍兩位把共振第一代引入我國，從2005年開年開始、在上海、浙江等地區(qū)逐步開始應(yīng)用。隨后江浙滬等地始、在上海、浙江等地區(qū)逐步開始應(yīng)用。隨后江浙滬等地共振已成為一

4、種成熟化工藝共振已成為一種成熟化工藝p 共振破碎原理：水泥砼路面共振共振破碎原理：水泥砼路面共振 = 20mm振幅振幅 + 44（4）Hz頻率頻率p 以上為水泥砼路面共振基本要求，不同的道路水泥砼固以上為水泥砼路面共振基本要求，不同的道路水泥砼固有頻率可能有所差異。該技術(shù)要求是工作錘頭在有頻率可能有所差異。該技術(shù)要求是工作錘頭在20mm的的振幅下達(dá)到一定頻率，該頻率與混凝土頻率一致時(shí)，引起振幅下達(dá)到一定頻率，該頻率與混凝土頻率一致時(shí)，引起混凝土板共振并迅速破碎開裂，從而達(dá)到破碎舊混凝土板混凝土板共振并迅速破碎開裂，從而達(dá)到破碎舊混凝土板的目的。這種方式與其他碎石化技術(shù)利用純沖擊力作用在的目的。

5、這種方式與其他碎石化技術(shù)利用純沖擊力作用在使用機(jī)理上有很大的區(qū)別。使用機(jī)理上有很大的區(qū)別。共振碎石化技術(shù)簡介22021-11-11共振碎石化技術(shù)簡介p 柔性懸浮式共振式破碎機(jī)（以下簡稱共振第二代）是利用柔性懸浮式共振式破碎機(jī)（以下簡稱共振第二代）是利用偏振塊帶動(dòng)工作錘頭在緩沖器下工作，橡膠緩沖器共有四偏振塊帶動(dòng)工作錘頭在緩沖器下工作，橡膠緩沖器共有四個(gè)分別裝于箱體兩側(cè)，錘頭與路面接觸，錘頭的振動(dòng)頻率個(gè)分別裝于箱體兩側(cè)，錘頭與路面接觸，錘頭的振動(dòng)頻率約約44Hz左右，振幅為左右，振幅為20mm。通過調(diào)節(jié)錘頭的振動(dòng)頻率，。通過調(diào)節(jié)錘頭的振動(dòng)頻率，使其接近水泥面板的固有頻率，激發(fā)其共振。使其接近水泥

6、面板的固有頻率，激發(fā)其共振。p 工作錘頭上裝有專用傳感器，感應(yīng)路面的振動(dòng)反饋，由電工作錘頭上裝有專用傳感器，感應(yīng)路面的振動(dòng)反饋，由電腦自動(dòng)調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率，搜尋被擊物的自有頻率，并引起水腦自動(dòng)調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率，搜尋被擊物的自有頻率，并引起水泥面板在錘頭下局部范圍內(nèi)產(chǎn)生共振，使混凝土內(nèi)部顆粒泥面板在錘頭下局部范圍內(nèi)產(chǎn)生共振，使混凝土內(nèi)部顆粒間的內(nèi)摩擦阻力迅速減小而崩潰，同時(shí)還可控制被擊碎的間的內(nèi)摩擦阻力迅速減小而崩潰，同時(shí)還可控制被擊碎的碎塊粒度和破碎深度。碎塊粒度和破碎深度。2021-11-11共振破碎機(jī)錘頭工作原理圖p 共振第二代工作原理圖共振第二代工作原理圖2021-11-11共振第二代工作錘頭的

7、共振破碎斜向裂縫實(shí)況效果圖2021-11-11共振之優(yōu)勢 技術(shù)上的革新技術(shù)上的革新 共振第二代錘頭在機(jī)器的一側(cè)可以左右上下調(diào)節(jié)不存在共振第二代錘頭在機(jī)器的一側(cè)可以左右上下調(diào)節(jié)不存在盲區(qū)，在工作范圍上彌補(bǔ)了共振第一代邊緣近盲區(qū)，在工作范圍上彌補(bǔ)了共振第一代邊緣近1M無法破無法破碎的缺陷；工作技術(shù)上完全克服了重錘沖擊式破碎法的不碎的缺陷；工作技術(shù)上完全克服了重錘沖擊式破碎法的不足；在水泥路面破碎改造工程中將體現(xiàn)出意想不到的效果。足；在水泥路面破碎改造工程中將體現(xiàn)出意想不到的效果。碎石化尺寸理想均勻碎石化尺寸理想均勻 由于共振破碎力發(fā)生在整個(gè)水泥板塊厚度范圍內(nèi)，能使由于共振破碎力發(fā)生在整個(gè)水泥板塊厚

8、度范圍內(nèi)，能使板塊較均勻地分裂，通過微調(diào)振動(dòng)頻率，改變振動(dòng)的力度，板塊較均勻地分裂，通過微調(diào)振動(dòng)頻率，改變振動(dòng)的力度，可使破碎后的碎塊尺寸達(dá)到可使破碎后的碎塊尺寸達(dá)到2.5-15.2厘米的較理想尺寸。厘米的較理想尺寸。碎后的粒徑自上而下由小到大碎后的粒徑自上而下由小到大 由于振動(dòng)力是由面板上部向下部傳遞的，振動(dòng)錘并不在由于振動(dòng)力是由面板上部向下部傳遞的，振動(dòng)錘并不在一個(gè)點(diǎn)上連續(xù)振動(dòng)，而是快速向前移動(dòng)的，所以振動(dòng)在混一個(gè)點(diǎn)上連續(xù)振動(dòng)，而是快速向前移動(dòng)的，所以振動(dòng)在混凝土中存在衰減梯度，從而使上部的破碎粒度較小，下部凝土中存在衰減梯度，從而使上部的破碎粒度較小，下部的破碎粒度較大。的破碎粒度較大。

9、2021-11-11共振之優(yōu)勢 這樣的結(jié)構(gòu)帶來了更大的好處。首先是小粒度可更好地消這樣的結(jié)構(gòu)帶來了更大的好處。首先是小粒度可更好地消除反射裂縫，同時(shí)下部的較大的粒度提高了路基的承載能除反射裂縫，同時(shí)下部的較大的粒度提高了路基的承載能力。其次是上部小粒度有利于路面滲水的橫向排除，下部力。其次是上部小粒度有利于路面滲水的橫向排除，下部的大粒度又可起到阻止?jié)B水向下滲透的作用。的大粒度又可起到阻止?jié)B水向下滲透的作用。碎石化后的紋路規(guī)則排列，并與路面成碎石化后的紋路規(guī)則排列，并與路面成30-60夾角夾角 共振破碎的工作錘頭在激發(fā)路面共振的同時(shí)快速向前移共振破碎的工作錘頭在激發(fā)路面共振的同時(shí)快速向前移動(dòng)，

10、沖擊的合力指向前下方，從而使振碎的裂紋與路面形動(dòng)，沖擊的合力指向前下方，從而使振碎的裂紋與路面形成了一定的夾角。這一夾角可使碎石塊之間相互嵌合，經(jīng)成了一定的夾角。這一夾角可使碎石塊之間相互嵌合，經(jīng)壓實(shí)后相互嚙合的更緊，從而使碎石層起到更好的礫石穩(wěn)壓實(shí)后相互嚙合的更緊，從而使碎石層起到更好的礫石穩(wěn)定層的作用。而普通重錘沖擊式破碎方法的沖擊力是垂直定層的作用。而普通重錘沖擊式破碎方法的沖擊力是垂直向下的，碎石裂紋也只能是大致垂直于路面的，這不利于向下的，碎石裂紋也只能是大致垂直于路面的，這不利于穩(wěn)定層的承重與穩(wěn)定。穩(wěn)定層的承重與穩(wěn)定。2021-11-11共振之優(yōu)勢破碎深度不沖擊路基，保證路基下的管

11、線設(shè)施完好無損破碎深度不沖擊路基，保證路基下的管線設(shè)施完好無損 共振第二代工作時(shí)以接近混凝土的固有頻率而振動(dòng)，在共振第二代工作時(shí)以接近混凝土的固有頻率而振動(dòng)，在發(fā)生共振的瞬間，錘頭就向前運(yùn)動(dòng)，垂直向下的沖擊力很發(fā)生共振的瞬間，錘頭就向前運(yùn)動(dòng)，垂直向下的沖擊力很小，而且面板下邊的材料為非混凝土，不會(huì)與之共振，避小，而且面板下邊的材料為非混凝土，不會(huì)與之共振，避免了對路基的沖擊，路基下的其它管線設(shè)施不會(huì)受到影響。免了對路基的沖擊，路基下的其它管線設(shè)施不會(huì)受到影響。路基不受沖擊，保持了原有路基的平整度和密實(shí)度的均勻路基不受沖擊，保持了原有路基的平整度和密實(shí)度的均勻性。性。施工效率高施工效率高 機(jī)械設(shè)

12、計(jì)院在湖北武漢，每臺(tái)機(jī)器配有三個(gè)富有經(jīng)驗(yàn)和機(jī)械設(shè)計(jì)院在湖北武漢，每臺(tái)機(jī)器配有三個(gè)富有經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的工作人員，設(shè)備故障維修時(shí)間短。單臺(tái)共振破碎機(jī)技術(shù)的工作人員，設(shè)備故障維修時(shí)間短。單臺(tái)共振破碎機(jī)的生產(chǎn)率的生產(chǎn)率2000m2/班組，根據(jù)施工情況可調(diào)節(jié)為兩個(gè)班組班組，根據(jù)施工情況可調(diào)節(jié)為兩個(gè)班組或增加設(shè)備臺(tái)數(shù)。或增加設(shè)備臺(tái)數(shù)。2021-11-11共振第二代碎石化后試坑實(shí)際效果圖2021-11-11何時(shí)需要共振化技術(shù)p 當(dāng)多于當(dāng)多于12%到到15%的道的道路需要混凝土路面修復(fù)路需要混凝土路面修復(fù)(CPR)時(shí)時(shí)p 當(dāng)當(dāng)50%以上的養(yǎng)護(hù)費(fèi)以上的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用用于用用于CPR時(shí)時(shí)p 當(dāng)期望路面的設(shè)計(jì)使當(dāng)期望路面的設(shè)

13、計(jì)使用壽命在用壽命在15年以上時(shí)年以上時(shí)p(CPR 混凝土路面修混凝土路面修復(fù)，如：更換水泥板或接復(fù)，如：更換水泥板或接縫，破碎，灌漿，打磨等縫，破碎，灌漿，打磨等)2021-11-11共振碎石化施工工藝2021-11-11試驗(yàn)段施工 試驗(yàn)段施工長度試驗(yàn)段施工長度200m左右，全幅車道，破碎應(yīng)該從道路一側(cè)左右，全幅車道，破碎應(yīng)該從道路一側(cè)開放邊緣開始，或者從前面破碎過的邊緣開始，并向?qū)γ媛芳玳_放邊緣開始，或者從前面破碎過的邊緣開始，并向?qū)γ媛芳缁蛘呦蚩v向的中線推進(jìn)。在一次必須攤鋪一個(gè)車道時(shí)，前面的或者向縱向的中線推進(jìn)。在一次必須攤鋪一個(gè)車道時(shí)，前面的破碎應(yīng)至少超出將要攤鋪的寬度破碎應(yīng)至少超出將

14、要攤鋪的寬度250毫米。毫米。p 在破碎操作初始，操作人員會(huì)詳細(xì)記錄下不同的破碎情況相在破碎操作初始，操作人員會(huì)詳細(xì)記錄下不同的破碎情況相對應(yīng)水泥路面破碎機(jī)械的數(shù)據(jù)調(diào)整，如錘頭高度、共振頻率和對應(yīng)水泥路面破碎機(jī)械的數(shù)據(jù)調(diào)整，如錘頭高度、共振頻率和地面行駛速地面行駛速 度等。度等。p 為確保路面被破碎成達(dá)到要求的粒徑，根據(jù)現(xiàn)場工程師要求，為確保路面被破碎成達(dá)到要求的粒徑，根據(jù)現(xiàn)場工程師要求，在行車道中間挖掘在行車道中間挖掘4平方英尺（平方英尺（1.2平方米）的試坑，用來判定平方米）的試坑，用來判定破碎塊是否達(dá)到特定的尺寸要求，根據(jù)現(xiàn)場情況可以增加測試破碎塊是否達(dá)到特定的尺寸要求，根據(jù)現(xiàn)場情況可以

15、增加測試塊。挖開的試坑需要回填，壓實(shí)需要達(dá)到工程師的要求。符合塊。挖開的試坑需要回填，壓實(shí)需要達(dá)到工程師的要求。符合要求的破碎數(shù)據(jù)應(yīng)記錄備查。要求的破碎數(shù)據(jù)應(yīng)記錄備查。2021-11-11施工順序 交通管制交通管制 路面清理路面清理 隱藏構(gòu)造物標(biāo)記隱藏構(gòu)造物標(biāo)記 共振破碎共振破碎 基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng) 灑水碾壓灑水碾壓 路面找平路面找平 瀝青攤鋪瀝青攤鋪 道路標(biāo)線道路標(biāo)線2021-11-11碎石化層（0 0- -1010cm）級(jí)配與級(jí)配碎石級(jí)配對比圖2021-11-11福州東二環(huán)路面碎石化后回彈彎沉檢測記錄2021-11-11福州東二環(huán)路面碎石化后回彈彎沉檢測記錄2021-11-11京港澳國家高速

16、公路(G4)湘潭至耒陽段試驗(yàn)路回彈模量原始記錄2021-11-11共振施工案例 項(xiàng)目項(xiàng)目 施工時(shí)間施工時(shí)間 項(xiàng)目項(xiàng)目 施工時(shí)間施工時(shí)間 國道國道318上海上海1 2005 上海松江上海松江1 2006 上海金山大道上海金山大道 2006 國道國道320上海段上海段 2007 上海松江上海松江2 2007 國道國道318上海上海2 2007 上海松江上海松江3 2008 上海浦東南匯上海浦東南匯 2008 國道國道318上海上海 2009 上海閘北市政上海閘北市政2010/2011 國道國道318上海上海4 2011 成綿高速成綿高速 2008 國道國道212南充段南充段 2009 四川綿梓路四川綿梓路2010 四川綿三路四川綿三路 2010 四川彭州項(xiàng)目四川彭州項(xiàng)目2011 國道國道104林海林海 2006 省道省道35，83，752007/2008/2009 國