共振破碎技術(shù)在舊水泥混凝土路面改建(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上共振破碎技術(shù)在舊水泥混凝土路面改建共振破碎技術(shù)在舊水泥混凝土路面改建 摘要：水泥混凝土路面達(dá)到或超過使用年限后，路面逐漸會出現(xiàn)斷板、板邊緣角隅、接縫的損壞、版面磨損和錯臺等病害。以上病害既影響行車舒適性安全性又影響路容環(huán)境。需對舊水泥混凝土路面進(jìn)行翻修改建。目前對舊水泥混凝土路面的修復(fù)改建方法分為不破碎板和破碎板兩類。本文簡單介紹了共振破碎的基本原理、應(yīng)用及特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：共振破碎技術(shù) 水泥混凝土路面應(yīng)用 中圖分類號：TU528.45文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 引言 我國水泥混凝土路面的發(fā)展是從1988年開始的。近年來隨著公路建設(shè)飛速發(fā)展，水泥砼路面已成為我國公路路

2、面結(jié)構(gòu)的主要形式之一。隨著水泥砼路面的增多和使用年限的增長，水泥砼路面的病害也相應(yīng)增多。為了消除路面病害提高路面各項(xiàng)性能更好地為社會服務(wù)，需對舊水泥砼路面進(jìn)行修復(fù)和改建。 目前對舊水泥路面的改建方法大致分為不破碎板和破碎板兩類。不破碎板的處理方法主要有基層灌漿加固后在舊板上加鋪瀝青面層或移除舊板后加鋪新面層等。但這些方法都存在一些缺陷：耐久性不好；無法解決反射裂縫問題；施工周期長以及造成大量白色垃圾二次搬運(yùn)對周圍環(huán)境和運(yùn)輸所經(jīng)道路造成損害。而破碎板是將舊水泥板原地破碎后作為新建瀝青路面的基層或底基層?？梢韵瓷淞芽p對環(huán)境道路耐久性，行車舒適性方面有諸多好處。因此，舊水泥砼板破碎技術(shù)是當(dāng)前路面

3、改造中最有應(yīng)用前景的一種方法。 共振破碎基理：共振破碎技術(shù)是將持續(xù)產(chǎn)生的高頻低幅的振動能量，通過破碎頭傳遞到水泥板塊內(nèi)，讓水泥板塊與之產(chǎn)生共振，使水泥板內(nèi)部發(fā)生剪切裂變，將其破碎成粒徑大小不一碎塊。共振破碎后的裂紋與路面大致呈35°45°夾角，底層碎塊粒徑稍大且相互嵌鎖，這有利于破碎后的結(jié)構(gòu)仍保持有較好的承載力；表層碎塊粒徑較小，力學(xué)模式更趨向于級配碎石；國內(nèi)有研究資料報(bào)道“共振碎石層的力學(xué)特性更接近于柔性基層，其抗變形能力是一般高品質(zhì)密集配碎石的1.53倍”。所以，破碎層整體上仍具有相當(dāng)結(jié)構(gòu)承載力的柔性基層。目前我國使用的半剛性基層自身存在著不可克服的缺點(diǎn)：溫縮，干縮，產(chǎn)

4、生裂縫，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層早期損壞；使道路路面進(jìn)行“開膛破肚式”大修。而柔性基層不同，其破壞模式主要為瀝青面層表面一定范圍內(nèi)的功能性破壞，進(jìn)行可維護(hù)，保養(yǎng)，修復(fù)就行了；舊水泥路面改造中應(yīng)用共振碎石化技術(shù)的最大貢獻(xiàn)是消除自身裂縫的同時，優(yōu)化了新的路面結(jié)構(gòu)，使層間結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定相容，成為整體性好，變形連續(xù)的柔性路面，達(dá)到使用品質(zhì)高，壽命長的目的。 共振碎石化技術(shù)在美國已有近三十年的應(yīng)用歷史，在中國也應(yīng)用了八年，至今依托工程的路面狀況仍然保持良好。這次我們首次把此項(xiàng)技術(shù)引入應(yīng)用到國道G210銅川段路面改造工程，為確保我國道路的高效率維護(hù)和高品質(zhì)改進(jìn)，作進(jìn)一步應(yīng)用實(shí)踐。 一、工程概況 國道G210K797+440

5、K801+440段路線長4.0km，路基寬12.0m,路面寬10.0m，兩側(cè)各為1.0m的片石砼路肩，面層為25.0cm水泥混凝土。為山嶺重丘區(qū)二級公路。由于近年來經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，運(yùn)輸日益繁忙，車流量劇增，致使該路面強(qiáng)度降低，破損嚴(yán)重。其中K799+160K799+730段尤為嚴(yán)重，路面出現(xiàn)嚴(yán)重?cái)喟?，唧泥，部分錯臺達(dá)到8cm，病害連續(xù)且集中，已嚴(yán)重影響國道G210正常行車。該路段于1992年改建為水泥砼路面，至今已20年。本段路建成后僅進(jìn)行局部換板中修，未進(jìn)行過大修。 二、水泥砼路面改建方案 根據(jù)共振破碎的特點(diǎn)確定采用共振破碎加覆蓋技術(shù)。 1、 共振破碎加覆蓋：將原有的水泥砼路面破碎碾壓后作為基

6、層或底基層，直接加鋪瀝青混凝土面層。 2、共振碎石化施工機(jī)械GZL600全浮動共振機(jī)工作參數(shù)：工作頻率：3555Hz，工作振幅：20mm（可調(diào)），液壓系統(tǒng)最高壓力：35MPa，破碎混凝土最大厚度：400mm（現(xiàn)已工作過的最大厚度），工作效率：2000?/天（8小時計(jì)），錘頭傳感器實(shí)時探測路面狀況，并向電腦傳遞信息，電腦自動調(diào)整振動頻率，改變力度，從而控制碎石尺寸。 3、 GZL600全浮動共振破碎機(jī)加覆蓋施工技術(shù)獨(dú)特的優(yōu)勢特點(diǎn)： 全浮動破碎頭動態(tài)跟蹤舊水泥板表面的變化，同時加載著振動體的重力載荷，這種全浮動式傳遞振動能量，其效果體現(xiàn)在破碎層上面層碎化厚度均勻，密實(shí)，易板結(jié)。全浮動破碎頭能橫向移

7、動，可破碎至道路邊沿，不留死角。其優(yōu)點(diǎn)具體表現(xiàn)為： （1）對舊的路面直接破碎，壓實(shí)，攤鋪，施工速度快，可有效縮短工期。 （2）形成柔性基層，優(yōu)化了路面結(jié)構(gòu)，避免新路面產(chǎn)生反射裂紋，增加了道路的使用壽命。 （3）可保留原有路基，減少新路面厚度。 （4）振動小，絕不傷害路基及其以下設(shè)施。 （5）噪音低，不擾民。 （6）無斷層，保證行駛的舒適度。 （7）防止潮水氣的侵害。提高了路體排水性能。 （8）防止混凝土內(nèi)酸（硅）堿反應(yīng)。 （9）不必清運(yùn)碎石，壓實(shí)后利于穩(wěn)固路基且能避免白色垃圾，保護(hù)環(huán)境。 （10）保證質(zhì)量，造價低，性價比大為提高。 （11）可交叉施工，不影響交通。 4、柔性底基理論：道路各層彈

8、性模量（E）應(yīng)該上強(qiáng)下弱，方可避免反射裂紋的產(chǎn)生。 熱混合瀝青層E共振碎石化層E原基層E原路基E 5、碎石化的目的：砼路面共振碎石化后，破碎層上部形成厚為8cm左右的細(xì)化礫石層，碾壓后密實(shí)，起緩沖減震作用，還具有吸排路面滲水和層間冷凝水作用；破碎層下部為顆粒較大，斜向相互嵌鎖的礫石承重層，具有不可滲透性，確保水不會到達(dá)路基，是路面結(jié)構(gòu)中最特殊的柔性層，既具有柔性層特性又具有較強(qiáng)的承載力。水泥砼的彈性模量大于瀝青層，因此在攤鋪瀝青前，需將原來的水泥砼碎化，使其變?yōu)槿嵝曰鶎樱娇杀苊馍厦娴臑r青層產(chǎn)生反射裂紋！碎石化的目的就是通過破碎，將水泥砼路面原有剛性面層轉(zhuǎn)化為柔性基層。 6、 合格的碎石化工藝

9、所要達(dá)到的理想目標(biāo)： （1）通過碎石化工藝，碎石尺寸應(yīng)在320cm之間且?guī)в欣饨牵@樣碎石之間形成以大尺寸粒徑為骨架，小尺寸粒徑填充密實(shí)，相互之間產(chǎn)生擠壓嵌鎖和密實(shí)作用。如果碎石尺寸太大，反射裂紋仍然會產(chǎn)生；如果碎石尺寸太小，或相互沒有嵌鎖，整個破碎后的水泥砼層就會因沒有骨架支承缺乏強(qiáng)度而失效。 （2）破碎后形成一個完整的基層而沒有斷層，保證行駛的舒適度。 （3）破碎后的砼碎石層具有防止潮濕水氣的侵害作用。 （4）因共振碎石化作用強(qiáng)度只破碎到砼路面，故而保持原路基及路基下設(shè)施的完好無損。 （5）共振碎石化作用到砼路面后，使碎石尺寸變成路面由上向下，上小下大的結(jié)構(gòu)形式，使原來一塊塊整體剛性的砼面

10、層，變成砼碎石上面細(xì)小粒徑密實(shí)，下面大粒徑支承的連續(xù)不斷的柔性砼基層。 三、路面的共振破碎施工及瀝青路面攤鋪 1、舊水泥砼路面共振破碎施工工藝流程： 路況調(diào)查清除瀝青修補(bǔ)層灑水濕潤試振檢測驗(yàn)證共振碎石化清除表面粗粒料壓實(shí)技術(shù)指標(biāo)檢測并處理鋪筑瀝青混合料壓實(shí)保養(yǎng)開放交通 （1） 施工前準(zhǔn)備 ：通過路況調(diào)查，了解路況損壞情況，并進(jìn)行技術(shù)交底及施工要求。做好施工路段過往車輛及道路兩邊住戶的宣傳通告工作 ；施工機(jī)械，設(shè)備，人員進(jìn)入施工現(xiàn)場，由于該路段交通壓力非常大，做好分段，分幅施工，半幅施工，半幅通行，保證交通暢通。 （2）做好路基排水：路基內(nèi)的橫向盲溝與路邊縱向盲溝邊溝連通，盲溝內(nèi)填充粒徑為515

11、cm的礫石，斷級配，以充分透水為佳。 （3）路面的試振：共振破碎施工，專業(yè)水平，按操作規(guī)程進(jìn)行，水泥砼路面共振破碎質(zhì)量主要受到破碎機(jī)施工速度，振幅，破碎順序，破碎施工方向以及不同基層強(qiáng)度剛度條件，對破碎機(jī)調(diào)整要求等，均對破碎程度，粒徑大小排列和形成的破裂面方向影響，要隨時監(jiān)測破碎效果，發(fā)現(xiàn)問題隨時解決。為了確保共振破碎質(zhì)量，施工前必須進(jìn)行破碎試振，試振后，開挖坑穴，檢驗(yàn)破碎粒徑分布情況，均勻程度，確定破碎機(jī)施工參數(shù)及施工組織措施。 （4）路面的破碎：破碎前，在施工段兩頭各擺放道路施工標(biāo)志，限速標(biāo)志及道路變窄標(biāo)志。應(yīng)對破碎車道水泥砼路面灑水濕潤，防止破碎時塵渣飛揚(yáng) ，污染環(huán)境。破碎順序一般由水泥

12、路面的外側(cè)車道沿路肩處開始，從邊緣向中間破碎，每次間隔20cm進(jìn)行單向破碎 。破碎時把施工區(qū)域與車輛通行區(qū)用錐形桶隔離開來，破碎縱向過了路中線后，把破碎機(jī)調(diào)轉(zhuǎn)方向，接著剛才的破碎面，由路中向邊緣順序破碎，與相鄰車道搭接至少15cm。 （5）路面的壓實(shí)：壓實(shí)前，應(yīng)清除舊水泥砼接縫內(nèi)大于5cm的碎石塊，并對凹陷路段采用級配碎石粒料回填。然后采用光輪壓路機(jī)碾壓12遍密實(shí)，即可開放交通。必須灑水保濕，以有利于碎石化上面層板結(jié)及除塵，共振碎石是無位移破碎，原位嵌鎖，通車后表面形成板結(jié)，不起坑槽即可。由于該層具有柔性層性質(zhì)，開放交通會很好的消除脫空和均勻參數(shù)。 （6）路面的檢測及質(zhì)量控制 ：對破碎好的路面

13、，采取外觀鑒別和實(shí)地檢測相結(jié)合的方法，選取具有代表性的路段挖坑穴抽樣檢驗(yàn)，檢測，一般每隔250m處距路邊2.5m位置開挖1?左右的坑穴，深度至路面基層頂面，分析共振破碎效果。鑒別板塊內(nèi)是否產(chǎn)生斜向受力和嵌鎖結(jié)構(gòu)，判斷，分析，評價共振碎裂技術(shù)作用力擴(kuò)展到板塊的何位置完成了能量的傳遞，以及對板塊周圍的結(jié)構(gòu)和基層是否會造成損壞。并且檢測沉降量，彎沉值測定，破碎狀況檢測，縱橫坡度檢測等。對路面檢測彎沉值大的地方，應(yīng)及時進(jìn)行軟基處理，軟基處理好達(dá)到養(yǎng)護(hù)期后，即可進(jìn)行瀝青路面攤鋪。 2、共振破碎后瀝青路面的攤鋪 （1） 共振碎石化后瀝青混合料攤鋪前的準(zhǔn)備：攤鋪前對共振破碎后成型路基的縱橫坡及表面進(jìn)行檢測和清理，采用瀝青碎石ATB-25進(jìn)行調(diào)平為佳，已恢復(fù)路面各項(xiàng)性能指標(biāo)。因?yàn)閷娱g結(jié)構(gòu)性質(zhì)相同的調(diào)平使結(jié)構(gòu)更合理；調(diào)平層厚度可視瀝青層結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算。 （2） 攤鋪瀝青面層 ：砼路面共振破碎后，灑水，微振壓兩遍后，直接攤鋪瀝青層。熱混合瀝青料的級配碎石與碎石化面層的碎石級配接近，直接攤鋪碾壓會使結(jié)合面石料相互嵌擠，達(dá)到層間無光滑面接觸，這樣兩層之間達(dá)到合二為一的效果。攤鋪時，先攤鋪8cm厚瀝青碎石ATB-25下面層，碾壓成型后，再撒上一層乳化瀝青，最后攤鋪5cm厚AC-16上面層瀝青混合