舊水泥混凝土路面共振碎石化技術應用研究論文
摘 要：著重介紹了舊水泥混凝土路面改造選用共掁碎石化技術應用，施工周期短，節約資源，環境污染少，有效防止或限制瀝青混凝土路面反射裂縫的發生、發展作用，延長路面的使用壽命。
關鍵詞：碎石化；舊水泥混凝土路面；應用
1 引言
近年來，20世紀90年代初期修建的水泥混凝土路面，隨著使用年限的增長和重載車輛的反復行駛，水泥混凝土路面損壞嚴重，出現了斷板、縱橫向裂縫、角隅斷裂、錯臺、唧泥等病害現象，路面技術狀況日趨下降，直接影響行車安全和舒適性。面臨舊水泥混凝土路面維修改造新技術新課題研究，采用傳統的加層式、破碎后加鋪基層和挖除式重建等方式，施工周期長，投資大，環境污染嚴重，影響車輛通行安全。根據省公路局要求，對104國道臨海境1687K＋000-1693K＋000路段和35省道臨石線臨海境8K＋700-9K＋900路段實施舊泥混凝土路面共振碎石化技術試驗段，共振碎石化技術具有施工周期性短、環境污染少、有效防止或延緩瀝青混凝土面層出現的反射裂縫等病害，采用共振碎石化技術實施的“白改黑”路段建成通車后，效果良好，有效地改善了路容路貌。
2 試驗路段概況
104國道1687k+000-1693k+000路段和35省道臨石線8K＋700-9K＋900路段，分別于1991年11月和1992年9月建成通車，2006年104國道平均日交通量6323輛／日、35省道臨石線9926輛／日，原路面結構組合為22cm水泥混凝土路面+20cm水泥穩定基底+15cm級配碎石底基層，水泥混凝土設計抗折強度4.5Mpa。水泥混凝土路面破損嚴重，主要表現為碎板、斷板、縱橫向裂縫、角隅斷裂、錯臺、脫空、唧泥、接縫料散失等。據調查統計104國道水泥混凝土路面破板率平均達到50.49％；臨石線水泥混凝土路面破板率平均達到49.3％。近幾年多次進行挖補，局部路段已采用挖除碎板重新修筑水泥板，部分路段采用了瀝青混合料修補板塊、瀝青混合料修補板塊長度數十米至百米左右不等，但板塊修補效果不佳，影響行車安全�，F路面結構改為舊水泥混凝土路面使用共振碎石化后，碾壓密實，作為路面基層，直接鋪筑4㎝細粒式瀝青混凝土＋5㎝中粒式瀝青混凝土＋6㎝粗粒式瀝青混凝土路面結構。
3 共振碎石化施工工藝
3.1 機械設備選擇
共振破碎機械，選用美國共振機器公司生產的RB500系列共振破碎機，設備具有獨特的共振技術可以持續產生高頻低幅的振動能量，通過破碎錘頭傳遞到水泥板塊里。在特制振動梁偏心軸驅動下，產生振動諧波，支點與配重點振幅為零，破碎頭以高頻低幅（2㎝）敲擊路面，混凝土路面產生裂紋，并隨著振動迅速有規律地擴展到材料邊界，由于沖擊力很小，且裂紋只擴展到邊界，所以對基層沒有任何損害。壓實機械選用重型鋼輪壓路機。
3.2 技術特點
共振碎裂技術產生的高頻低幅振動能量，通過破碎錘頭傳遞到水泥板塊里，使舊水泥混凝土板塊表面4-6㎝深度范圍碎裂成3㎝以下粒徑的碎石層。由于共振破碎機動量高，和板塊接觸時間短，將水泥板塊表面的“裂紋”瞬間均勻地“擴展”到板塊底部，作用于水泥板塊內部的高頻振動力使得整體碎裂均勻，碎塊大小和方向極其規律，水泥板塊產生斜向裂紋，與路面呈30-40度夾角。水泥板塊表層粒徑較小，較松散；下層粒徑較大，嵌鎖良好，使碎石層下部形成“裂而不碎、契合良好、聯鎖咬合”的塊體結構，具有良好的“拱效應”，能將豎向壓力變為水平推力，利于從根本上減小或避免反射裂縫的發生，對基層、路基及周圍的結構設施無損傷。
3.3 施工程序
舊水泥混凝土路面共振碎石化技術施工程序：路況調查——清除瀝青修補層——灑水濕潤——試振——檢測驗證——共振碎石化——清除表面粗粒料——壓實——技術指標檢測——鋪筑瀝青混合料——壓實——保養——開放交通。
3.4 試振
舊水泥混凝土路面共振破碎質量主要受到破碎機施工速度、振幅、破碎順序、破碎施工方向以及不同基層強度、剛度條件、對破碎機調整要求等，均對破碎程度、粒徑大小排列和形成的破裂面方向影響。為了確保共振破碎質量，實施共振破碎豢必須進行破碎試振。試振后，通過開挖坑穴，檢驗破碎粒徑分布情況，以及均勻程度，確定破碎機施工參數及施工組織措施等。 3.5 破碎施工順序
破碎前，應對破碎車道水泥混凝土路面表面灑水濕潤，防止破碎時揚塵飛揚，污染環境。破碎順序一般由水泥路面外側車道開始，從邊緣向中間破碎，每次間隔20cm進行往復破碎。如果縱向車道作了縱向切割，也可由中向邊順序破碎。破碎一個車道的寬度，實際破碎寬度應超過一個車道，與其相鄰車道搭接至少15cm。
3.6 壓實
壓實前，應清除舊水泥混凝土路面接縫內大于5cm的碎石塊，并對凹陷的路段采用級配碎石粒料回填。然后采用光輪壓路機碾壓密實。
3.7 技術指標檢測
舊水泥混凝土路面實施共振碎石化后，采取外觀鑒別和實地檢測相結合的方法，選取具有代表性的路段挖坑穴抽樣檢驗、檢測，一般每隔250m處距路邊2.5m位置處開挖1㎡左右的坑穴，深度至路面基層頂面，分析共振破裂效果。鑒別板塊內是否產生斜向受力和嵌緊結構，判斷、分析、評價共振碎裂技術作用力擴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構物和基層是否會造成損壞。同時，定點檢測沉降量，回彈彎沉值測定、破碎狀況檢測、縱橫坡度檢測等。結果表明：共振破碎使舊水泥混凝土路面縱、橫坡度發生變化較��；沉降量和側向位移相對較�。换貜棌澇林禍y定舊水泥混凝土路面回彈彎沉值小，共振碎石化碾壓后回彈彎沉值大，符合充當基層的回彈彎沉值，鋪筑瀝青混凝土路面后路表回彈彎沉值測定小于路面容許彎沉值，符合設計要求。
4 效果分析
共振碎石化技術鋪筑瀝青混凝土路面能夠快速、有效地修建路面工程，施工周期短，環境污染少，節省投資，節約資源。共振破碎機正常作業每臺班破碎一條車道1600-2700m，采用流水作業法施工3-5天即可完成單車道鋪筑瀝青混凝土路面，開放交通。若采用挖除舊水泥混凝土路面板塊，重新修筑基、面層，施工周期長，挖除的水泥混凝土板塊廢棄，造成環境污染。遇雨、雪天氣，造成路基排水不暢、積水，路基松軟、強度降低，直接影響車輛通行安全。104國道1687k+000-1693k+000路段和35省道臨石線8K＋700-9K＋900路段實施共振碎石化技術鋪筑的瀝青混凝土路面表面平整密實，建成通車后，路面未出現網裂、裂縫和坑洞病害現象，共振碎石化技術應用有效地控制和延緩了反射裂縫的發生，路面技術狀況良好。
5 結語
舊水泥混凝土路面采用共振碎石化應用技術，通過破碎將舊水泥混凝土路面結構強度降低到一定程度，防止反射裂縫的發生，同時能夠實現兩者較好的平衡，且具有快速、有效地修建路面工程，改善路面狀況，施工周期短，節約資源，環境污染少,有效解決面臨水泥混凝土路面改造難題。采用傳統的加層式或挖除重新鋪筑法修建水泥混凝土路面已經不適應舊路改造，施工周期長，投資成本大，浪費資源，環境污染嚴重。在舊水泥混凝土路面維修改造時，推薦優先選擇共振碎裂化技術方法。盡管共振碎石化技術化后，加鋪瀝青混凝土路面一般不小于15㎝，但是，采用較厚的瀝青加鋪層配合，預期達到較長的使用壽命。采用共振碎裂技術是一項新的課題有待推廣應用。
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