共振碎石化在水泥砼路面改造中的應(yīng)用

共振碎石化在水泥砼路面改造中的應(yīng)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(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，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)成本高全深度更換工期較長(zhǎng)，交通封閉時(shí)間長(zhǎng)，從而增加社會(huì)成本；需要占用大量場(chǎng)地來(lái)堆放廢棄舊混凝土板路面破碎后加鋪01技術(shù)缺陷時(shí)間長(zhǎng)代價(jià)高基礎(chǔ)影響換板修補(bǔ)2022/11/28常規(guī)處理方式的缺陷破碎技術(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)。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(duì)周邊的房屋、擋土墻等會(huì)產(chǎn)生影響。對(duì)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足而需要補(bǔ)強(qiáng)。水泥路面共振碎石化技術(shù)率先由美國(guó)人開(kāi)發(fā)使用。2004年由楊偉明、立軍兩位把共振第一代引入我國(guó)，從2005年開(kāi)始、在上海、浙江等地區(qū)逐步開(kāi)始應(yīng)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(shù)要求是工作錘頭在20mm的振幅下達(dá)到一定頻率，該頻率與混凝土頻率一致時(shí)，引起混凝土板共振并迅速破碎開(kāi)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使用機(jī)理上有很大的區(qū)別。共振碎石化技術(shù)簡(jiǎn)介22022/11/28共振碎石化技術(shù)簡(jiǎn)介柔性懸浮式共振式破碎機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)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44Hz左右，振幅為20mm。通過(guò)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。工作錘頭上裝有專(zhuān)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)還可控制被擊碎的碎塊粒度和破碎深度。2022/11/28共振破碎機(jī)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(shí)況效果圖2022/11/28共振之優(yōu)勢(shì)①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)不存在盲區(qū)，在工作范圍上彌補(bǔ)了共振第一代邊緣近1M無(wú)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(gè)水泥板塊厚度范圍內(nèi)，能使板塊較均勻地分裂，通過(guò)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(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(shì)這樣的結(jié)構(gòu)帶來(lái)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(shí)快速向前移動(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)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(shì)勢(shì)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(xiàn)線(xiàn)設(shè)施施完好好無(wú)損損共振第第二代代工作作時(shí)以以接近近混凝凝土的的固有有頻率率而振振動(dòng)，，在發(fā)發(fā)生共共振的的瞬間間，錘錘頭就就向前前運(yùn)動(dòng)動(dòng)，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(huì)與與之共共振，，避免免了對(duì)對(duì)路基基的沖沖擊，，路基基下的的其它它管線(xiàn)線(xiàn)設(shè)施施不會(huì)會(huì)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(shí)實(shí)度的的均勻勻性。。⑥施工工效率率高機(jī)械設(shè)設(shè)計(jì)院院在湖湖北武武漢，，每臺(tái)臺(tái)機(jī)器器配有有三個(gè)個(gè)富有有經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)和技技術(shù)的的工作作人員員，設(shè)設(shè)備故故障維維修時(shí)時(shí)間短短。單單臺(tái)共共振破破碎機(jī)機(jī)的生生產(chǎn)率率2000m2/班組組，根根據(jù)施施工情情況可可調(diào)節(jié)節(jié)為兩兩個(gè)班班組或或增加加設(shè)備備臺(tái)數(shù)數(shù)。2022/11/25共振第第二代代碎石石化后后試坑坑實(shí)際際效果果圖2022/11/25何時(shí)需需要共共振化化技術(shù)術(shù)當(dāng)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(fù)(CPR)時(shí)當(dāng)50%以以上的的養(yǎng)護(hù)護(hù)費(fèi)用用用于于CPR時(shí)時(shí)當(dāng)期望望路面面的設(shè)設(shè)計(jì)使使用壽壽命在在15年以以上時(shí)時(shí)(CPR––混混凝凝土路路面修修復(fù)，，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(yàn)段段施工工試驗(yàn)段段施工工長(zhǎng)度度200m左右右，全全幅車(chē)車(chē)道，，破碎碎應(yīng)該該從道道路一一側(cè)開(kāi)開(kāi)放邊邊緣開(kāi)開(kāi)始，，或者者從前前面破破碎過(guò)過(guò)的邊邊緣開(kāi)開(kāi)始，，并向向?qū)γ婷媛芳缂缁蛘哒呦蚩v縱向的的中線(xiàn)線(xiàn)推進(jìn)進(jìn)。在在一次次必須須攤鋪鋪一個(gè)個(gè)車(chē)道道時(shí)，，前面面的破破碎應(yīng)應(yīng)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(huì)會(huì)詳細(xì)細(xì)記錄錄下不不同的的破碎碎情況況相對(duì)對(duì)應(yīng)水水泥路路面破破碎機(jī)機(jī)械的的數(shù)據(jù)據(jù)調(diào)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(dá)到到要求求的粒粒徑，，根據(jù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)工程程師要要求，，在行行車(chē)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(lái)判判定破破碎塊塊是否否達(dá)到到特定定的尺尺寸要要求，，根據(jù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)情況況可以以增加加測(cè)試試塊。。挖開(kāi)開(kāi)的試試坑需需要回回填，，壓實(shí)實(shí)需要要達(dá)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(yīng)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(gòu)造造物標(biāo)記記共共振振破碎基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)灑灑水水碾壓路面找平平瀝瀝青青攤鋪道路標(biāo)線(xiàn)線(xiàn)2022/11/25碎石化層層（0-10cm）級(jí)配與與級(jí)配碎碎石級(jí)配配對(duì)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(cè)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(cè)記錄錄2022/11/25京港澳國(guó)國(guó)家高速速公路(G4)湘潭至至耒陽(yáng)段段

試驗(yàn)驗(yàn)路回彈彈模量原原始記錄錄2022/11/25共振施工工案例項(xiàng)目施施工時(shí)時(shí)間項(xiàng)項(xiàng)目目施施工時(shí)間間國(guó)道318上海海12005上上海海松江12006上海金山山大道2006國(guó)國(guó)道320上海海段2007上海松江江22007國(guó)國(guó)道318上海海22007上海松江江32008上上海海浦東南南匯2008國(guó)道318上海海2009上上海海閘北市市政2010/2011國(guó)道318上海海42011成成綿綿高速2008國(guó)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(xiàng)項(xiàng)目2011國(guó)道104林海海2006省省道35，83，752007/2008/2009國(guó)道212南部部段2011國(guó)國(guó)道104椒江江段2009國(guó)道104黃