共振碎石化在水泥砼路面改造中的應用

共振碎石化在水泥砼路面改造中的應用混凝土道路改造中常規(guī)處理方法深度更換直接加鋪破碎穩(wěn)固加鋪常規(guī)處理方式的缺陷直接加鋪需要修補或處理：如注漿，修補等只能延緩反射裂縫產(chǎn)生的時間，不能徹底消除，使用壽命比較短后期養(yǎng)護較為復雜，養(yǎng)護成本高全深度更換工期較長，交通封閉時間長，從而增加社會成本；需要占用大量場地來堆放廢棄舊混凝土板路面破碎后加鋪01技術缺陷時間長代價高基礎影響換板修補2022/11/28常規(guī)處理方式的缺陷破碎技術一般又分三種：沖擊壓實技術、打裂壓穩(wěn)技術及碎石化技術。前兩種方式包括碎石化技術中的多錘頭技術可以達到抑制反射裂縫產(chǎn)生的作用，但是由于水泥板粉碎不夠徹底，這幾種技術也不能完全消除反射裂縫。同時由于施工時的沖擊力比較大，對周邊的房屋、擋土墻等會產(chǎn)生影響。對舊路面結構層擾動、破壞比較嚴重，可能造成老路承載力不足而需要補強。水泥路面共振碎石化技術率先由美國人開發(fā)使用。2004年由楊偉明、立軍兩位把共振第一代引入我國，從2005年開始、在上海、浙江等地區(qū)逐步開始應用。隨后江浙滬等地共振已成為一種成熟化工藝共振破碎原理：水泥砼路面共振=20mm振幅+44（±4）Hz頻率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。該技術要求是工作錘頭在20mm的振幅下達到一定頻率，該頻率與混凝土頻率一致時，引起混凝土板共振并迅速破碎開裂，從而達到破碎舊混凝土板的目的。這種方式與其他碎石化技術利用純沖擊力作用在使用機理上有很大的區(qū)別。共振碎石化技術簡介22022/11/28共振碎石化技術簡介柔性懸浮式共振式破碎機（以下簡稱共振第二代）是利用偏振塊帶動工作錘頭在緩沖器下工作，橡膠緩沖器共有四個分別裝于箱體兩側，錘頭與路面接觸，錘頭的振動頻率約44Hz左右，振幅為20mm。通過調節(jié)錘頭的振動頻率，使其接近水泥面板的固有頻率，激發(fā)其共振。工作錘頭上裝有專用傳感器，感應路面的振動反饋，由電腦自動調節(jié)振動頻率，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產(chǎn)生共振，使混凝土內部顆粒間的內摩擦阻力迅速減小而崩潰，同時還可控制被擊碎的碎塊粒度和破碎深度。2022/11/28共振破碎機錘頭工作原理圖共振第二代工作原理圖2022/11/28共振第二代工作錘頭的共振破碎斜向裂縫實況效果圖2022/11/28共振之優(yōu)勢①技術上的革新共振第二代錘頭在機器的一側可以左右上下調節(jié)不存在盲區(qū)，在工作范圍上彌補了共振第一代邊緣近1M無法破碎的缺陷；工作技術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。②碎石化尺寸理想均勻由于共振破碎力發(fā)生在整個水泥板塊厚度范圍內，能使板塊較均勻地分裂，通過微調振動頻率，改變振動的力度，可使破碎后的碎塊尺寸達到2.5-15.2厘米的較理想尺寸。③碎后的粒徑自上而下由小到大由于振動力是由面板上部向下部傳遞的，振動錘并不在一個點上連續(xù)振動，而是快速向前移動的，所以振動在混凝土中存在衰減梯度，從而使上部的破碎粒度較小，下部的破碎粒度較大。2022/11/28共振之優(yōu)勢這樣的結構帶來了更大的好處。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，下部的大粒度又可起到阻止?jié)B水向下滲透的作用。④碎石化后的紋路規(guī)則排列，并與路面成30-60o夾角共振破碎的工作錘頭在激發(fā)路面共振的同時快速向前移動，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)壓實后相互嚙合的更緊，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。2022/11/25共振之之優(yōu)勢勢⑤破碎碎深度度不沖沖擊路路基，，保證證路基基下的的管線線設施施完好好無損損共振第第二代代工作作時以以接近近混凝凝土的的固有有頻率率而振振動，，在發(fā)發(fā)生共共振的的瞬間間，錘錘頭就就向前前運動動，垂垂直向向下的的沖擊擊力很很小，，而且且面板板下邊邊的材材料為為非混混凝土土，不不會與與之共共振，，避免免了對對路基基的沖沖擊，，路基基下的的其它它管線線設施施不會會受到到影響響。路路基不不受沖沖擊，，保持持了原原有路路基的的平整整度和和密實實度的的均勻勻性。。⑥施工工效率率高機械設設計院院在湖湖北武武漢，，每臺臺機器器配有有三個個富有有經(jīng)驗驗和技技術的的工作作人員員，設設備故故障維維修時時間短短。單單臺共共振破破碎機機的生生產(chǎn)率率2000m2/班組組，根根據(jù)施施工情情況可可調節(jié)節(jié)為兩兩個班班組或或增加加設備備臺數(shù)數(shù)。2022/11/25共振第第二代代碎石石化后后試坑坑實際際效果果圖2022/11/25何時需需要共共振化化技術術當多于于12%到到15%的的道路路需要要混凝凝土路路面修修復(CPR)時當50%以以上的的養(yǎng)護護費用用用于于CPR時時當期望望路面面的設設計使使用壽壽命在在15年以以上時時(CPR––混混凝凝土路路面修修復，，如：：更換換水泥泥板或或接縫縫，破破碎，，灌漿漿，打打磨等等)2022/11/25共振碎碎石化化施工工工藝藝2022/11/25試驗段段施工工試驗段段施工工長度度200m左右右，全全幅車車道，，破碎碎應該該從道道路一一側開開放邊邊緣開開始，，或者者從前前面破破碎過過的邊邊緣開開始，，并向向對面面路肩肩或者者向縱縱向的的中線線推進進。在在一次次必須須攤鋪鋪一個個車道道時，，前面面的破破碎應應至少少超出出將要要攤鋪鋪的寬寬度250毫米米。在破碎碎操作作初始始，操操作人人員會會詳細細記錄錄下不不同的的破碎碎情況況相對對應水水泥路路面破破碎機機械的的數(shù)據(jù)據(jù)調整整，如如錘頭頭高度度、共共振頻頻率和和地面面行駛駛速度度等等。為確保保路面面被破破碎成成達到到要求求的粒粒徑，，根據(jù)據(jù)現(xiàn)場場工程程師要要求，，在行行車道道中間間挖掘掘4平平方英英尺（（1.2平平方米米）的的試坑坑，用用來判判定破破碎塊塊是否否達到到特定定的尺尺寸要要求，，根據(jù)據(jù)現(xiàn)場場情況況可以以增加加測試試塊。。挖開開的試試坑需需要回回填，，壓實實需要要達到到工程程師的的要求求。符符合要要求的的破碎碎數(shù)據(jù)據(jù)應記記錄備備查。。2022/11/25施工順序序交通管制制路路面清理理隱藏構造造物標記記共共振振破碎基礎補強強灑灑水水碾壓路面找平平瀝瀝青青攤鋪道路標線線2022/11/25碎石化層層（0-10cm）級配與與級配碎碎石級配配對比圖圖2022/11/25福州東二二環(huán)路面面碎石化化后回彈彈彎沉檢檢測記錄錄2022/11/25福州東二二環(huán)路面面碎石化化后回彈彈彎沉檢檢測記錄錄2022/11/25京港澳國國家高速速公路(G4)湘潭至至耒陽段段

試驗驗路回彈彈模量原原始記錄錄2022/11/25共振施工工案例項目施施工時時間項項目目施施工時間間國道318上海海12005上上海海松江12006上海金山山大道2006國國道320上海海段2007上海松江江22007國國道318上海海22007上海松江江32008上上海海浦東南南匯2008國道318上海海2009上上海海閘北市市政2010/2011國道318上海海42011成成綿綿高速2008國道212南充充段2009四四川綿梓梓路2010四川綿三三路2010四四川川彭州項項目2011國道104林海海2006省省道35，83，752007/2008/2009國道212南部部段2011國國道104椒江江段2009國道104黃