共振碎石化在水泥砼路面改造中的应用

共振碎石化在水泥砼路面改造中的应用混凝土道路改造中常规处理方法深度更换直接加铺破碎稳固加铺常规处理方式的缺陷直接加铺需要修补或处理：如注浆，修补等只能延缓反射裂缝产生的时间，不能彻底消除，使用寿命比较短后期养护较为复杂，养护成本高全深度更换工期较长，交通封闭时间长，从而增加社会成本；需要占用大量场地来堆放废弃旧混凝土板路面破碎后加铺01技术缺陷时间长代价高基础影响换板修补2022/11/28常规处理方式的缺陷破碎技术一般又分三种：冲击压实技术、打裂压稳技术及碎石化技术。前两种方式包括碎石化技术中的多锤头技术可以达到抑制反射裂缝产生的作用，但是由于水泥板粉碎不够彻底，这几种技术也不能完全消除反射裂缝。同时由于施工时的冲击力比较大，对周边的房屋、挡土墙等会产生影响。对旧路面结构层扰动、破坏比较严重，可能造成老路承载力不足而需要补强。水泥路面共振碎石化技术率先由美国人开发使用。2004年由杨伟明、立军两位把共振第一代引入我国，从2005年开始、在上海、浙江等地区逐步开始应用。随后江浙沪等地共振已成为一种成熟化工艺共振破碎原理：水泥砼路面共振=20mm振幅+44（±4）Hz频率以上为水泥砼路面共振基本要求，不同的道路水泥砼固有频率可能有所差异。该技术要求是工作锤头在20mm的振幅下达到一定频率，该频率与混凝土频率一致时，引起混凝土板共振并迅速破碎开裂，从而达到破碎旧混凝土板的目的。这种方式与其他碎石化技术利用纯冲击力作用在使用机理上有很大的区别。共振碎石化技术简介22022/11/28共振碎石化技术简介柔性悬浮式共振式破碎机（以下简称共振第二代）是利用偏振块带动工作锤头在缓冲器下工作，橡胶缓冲器共有四个分别装于箱体两侧，锤头与路面接触，锤头的振动频率约44Hz左右，振幅为20mm。通过调节锤头的振动频率，使其接近水泥面板的固有频率，激发其共振。工作锤头上装有专用传感器，感应路面的振动反馈，由电脑自动调节振动频率，搜寻被击物的自有频率，并引起水泥面板在锤头下局部范围内产生共振，使混凝土内部颗粒间的内摩擦阻力迅速减小而崩溃，同时还可控制被击碎的碎块粒度和破碎深度。2022/11/28共振破碎机锤头工作原理图共振第二代工作原理图2022/11/28共振第二代工作锤头的共振破碎斜向裂缝实况效果图2022/11/28共振之优势①技术上的革新共振第二代锤头在机器的一侧可以左右上下调节不存在盲区，在工作范围上弥补了共振第一代边缘近1M无法破碎的缺陷；工作技术上完全克服了重锤冲击式破碎法的不足；在水泥路面破碎改造工程中将体现出意想不到的效果。②碎石化尺寸理想均匀由于共振破碎力发生在整个水泥板块厚度范围内，能使板块较均匀地分裂，通过微调振动频率，改变振动的力度，可使破碎后的碎块尺寸达到2.5-15.2厘米的较理想尺寸。③碎后的粒径自上而下由小到大由于振动力是由面板上部向下部传递的，振动锤并不在一个点上连续振动，而是快速向前移动的，所以振动在混凝土中存在衰减梯度，从而使上部的破碎粒度较小，下部的破碎粒度较大。2022/11/28共振之优势这样的结构带来了更大的好处。首先是小粒度可更好地消除反射裂缝，同时下部的较大的粒度提高了路基的承载能力。其次是上部小粒度有利于路面渗水的横向排除，下部的大粒度又可起到阻止渗水向下渗透的作用。④碎石化后的纹路规则排列，并与路面成30-60º夹角共振破碎的工作锤头在激发路面共振的同时快速向前移动，冲击的合力指向前下方，从而使振碎的裂纹与路面形成了一定的夹角。这一夹角可使碎石块之间相互嵌合，经压实后相互啮合的更紧，从而使碎石层起到更好的砾石稳定层的作用。而普通重锤冲击式破碎方法的冲击力是垂直向下的，碎石裂纹也只能是大致垂直于路面的，这不利于稳定层的承重与稳定。2022/11/25共振之之优势势⑤破碎碎深度度不冲冲击路路基，，保证证路基基下的的管线线设施施完好好无损损共振第第二代代工作作时以以接近近混凝凝土的的固有有频率率而振振动，，在发发生共共振的的瞬间间，锤锤头就就向前前运动动，垂垂直向向下的的冲击击力很很小，，而且且面板板下边边的材材料为为非混混凝土土，不不会与与之共共振，，避免免了对对路基基的冲冲击，，路基基下的的其它它管线线设施施不会会受到到影响响。路路基不不受冲冲击，，保持持了原原有路路基的的平整整度和和密实实度的的均匀匀性。。⑥施工工效率率高机械设设计院院在湖湖北武武汉，，每台台机器器配有有三个个富有有经验验和技技术的的工作作人员员，设设备故故障维维修时时间短短。单单台共共振破破碎机机的生生产率率2000m2/班组组，根根据施施工情情况可可调节节为两两个班班组或或增加加设备备台数数。2022/11/25共振第第二代代碎石石化后后试坑坑实际际效果果图2022/11/25何时需需要共共振化化技术术当多于于12%到到15%的的道路路需要要混凝凝土路路面修修复(CPR)时当50%以以上的的养护护费用用用于于CPR时时当期望望路面面的设设计使使用寿寿命在在15年以以上时时(CPR––混混凝凝土路路面修修复，，如：：更换换水泥泥板或或接缝缝，破破碎，，灌浆浆，打打磨等等)2022/11/25共振碎碎石化化施工工工艺艺2022/11/25试验段段施工工试验段段施工工长度度200m左右右，全全幅车车道，，破碎碎应该该从道道路一一侧开开放边边缘开开始，，或者者从前前面破破碎过过的边边缘开开始，，并向向对面面路肩肩或者者向纵纵向的的中线线推进进。在在一次次必须须摊铺铺一个个车道道时，，前面面的破破碎应应至少少超出出将要要摊铺铺的宽宽度250毫米米。在破碎碎操作作初始始，操操作人人员会会详细细记录录下不不同的的破碎碎情况况相对对应水水泥路路面破破碎机机械的的数据据调整整，如如锤头头高度度、共共振频频率和和地面面行驶驶速度度等等。为确保保路面面被破破碎成成达到到要求求的粒粒径，，根据据现场场工程程师要要求，，在行行车道道中间间挖掘掘4平平方英英尺（（1.2平平方米米）的的试坑坑，用用来判判定破破碎块块是否否达到到特定定的尺尺寸要要求，，根据据现场场情况况可以以增加加测试试块。。挖开开的试试坑需需要回回填，，压实实需要要达到到工程程师的的要求求。符符合要要求的的破碎碎数据据应记记录备备查。。2022/11/25施工顺序序交通管制制路路面清理理隐藏构造造物标记记共共振振破碎基础补强强洒洒水水碾压路面找平平沥沥青青摊铺道路标线线2022/11/25碎石化层层（0-10cm）级配与与级配碎碎石级配配对比图图2022/11/25福州东二二环路面面碎石化化后回弹弹弯沉检检测记录录2022/11/25福州东二二环路面面碎石化化后回弹弹弯沉检检测记录录2022/11/25京港澳国国家高速速公路(G4)湘潭至至耒阳段段

试验验路回弹弹模量原原始记录录2022/11/25共振施工工案例项目施施工时时间项项目目施施工时间间国道318上海海12005上上海海松江12006上海金山山大道2006国国道320上海海段2007上海松江江22007国国道318上海海22007上海松江江32008上上海海浦东南南汇2008国道318上海海2009上上海海闸北市市政2010/2011国道318上海海42011成成绵绵高速2008国道212南充充段2009四四川绵梓梓路2010四川绵三三路2010四四川川彭州项项目2011国道104林海海2006省省道35，83，752007/2008/2009国道212南部部段2011国国道104椒江江段2009国道104黄