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水泥混凝土路面共振碎石化到底好在哪里?

水泥混凝土路面共振碎石化到底好在哪里?

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【摘要】:
旧水泥混凝土路面共振碎石化技术具有施工效率高、彻底消除反射裂缝和不产生废弃建筑材料等特点,在目前大量水泥旧水泥混凝土路面的修复、加铺中应用广泛。但大家对共振碎石化技术的了解较少,因此本文就共振碎石化原理、碎石化层的特点和性能影响因素以及共振碎石化施工要点进行重点介绍。  

    旧水泥混凝土路面共振碎石化技术具有施工效率高、彻底消除反射裂缝和不产生废弃建筑材料等特点,在目前大量水泥旧水泥混凝土路面的修复、加铺中应用广泛。但大家对共振碎石化技术的了解较少,因此本文就共振碎石化原理、碎石化层的特点和性能影响因素以及共振碎石化施工要点进行重点介绍。   
    目前,很多水泥混凝土路面在交通荷载和各种自然因素长时间综合作用下,出现了各种结构性损坏,道路服务水平下降,严重影响了行车的安全与舒适性。而现在常采用的解决方法一般是修复或加铺:一种是在旧水泥混凝土路面之上直接加铺沥青混凝土,即“白加黑”;一种是把旧路面经过处理后作为下卧层再铺筑沥青混凝土,即 “白改黑”。
    “白加黑”、“白改黑”路面工程的最大问题是反射裂缝,针对该问题目前较成功的做法是采用旧水泥混凝土路面碎石化技术。该技术是将水泥混凝土的面板,通过专用设备(共振破碎机或多锤头破碎机)一次性破碎为碎块柔性结构,因破碎后颗粒粒径小,力学模式更趋于级配碎石,因而将其命名为碎石化。   
    碎石化技术根据破碎原理和施工机械的不同分为两类:共振碎石化和多锤头碎石化。但是由于多锤头碎石化在控制反射裂缝方面并不十分明显,而共振碎石化技术将混凝土板破碎成高强粒料层,是目前能够彻底消除反射裂缝的唯一的破碎技术。 因此,共振碎石化技术成为目前路面改造工程的最佳选择。
    1、共振碎石化原理
    共振破碎机利用振动体带动工作锤头振动,锤头与路面接触,通过调节锤头的振动频率,使其接近水泥混凝土面板的固有频率,引起水泥混凝土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有摩擦阻力迅速减小而崩溃,即可将水泥混凝土面板击碎。
    共振碎石化技术是将持续产生的高频低幅的振动能量,通过玻碎锤头传递到水泥板块内,让水泥板与之产生共振后达到破碎效果。共振破碎后的裂纹与路平面大致呈30-45度夹角,底层碎块粒径稍大且相互嵌锁,有利于破碎后的结构仍保持有较好的承载力;表层碎块粒径略小,力学模式更趋向于级配碎石。国内有研究资料表明:“共振碎石层的力学特性更接近于柔性基层,其抗变形能力是一般高品质密级配碎石的1.5-3倍”。所以,破碎层整体上是仍具有相当结构承载力的柔性基层。
    2、碎石化层特点
    优化路面结构,可以直接加铺沥青面层;
    彻底根除反射裂缝;
    绝不伤害路基及地下结构物;
    有利于排水;
    噪音低、无振动,不扰民;
    无断层,保证路面行驶的舒适度;
    防止混凝土内酸(硅)碱反应,避免膨胀变形。
   3、性能影响因素
   碎石化道路加铺设计,最终要使加铺层既满足结构性要求,又需满足功能性要求。功能性病害可能会因反射裂缝的产生而出现;结构性病害可能因结构承载能力的不足而出现。
要阻止反射裂缝的产生,要求碎块尺寸减小到足够小,以致旧路接裂缝处产生的位移不足以使得今后对应的加铺层层底的拉应力或剪应力过大;而旧板碎石化程度越充分,则碎石化层有效模量越低,旧路承载能力丧失也越大。
   因此,旧水泥混凝土碎石化后的尺寸大小很重要,存在一个适合的范围,要满足加铺路面结构性和功能性两方面的要求。碎石化层最佳碎石化粒径为2.5~20cm。
同时,碎石化层的性能还与粒径的形状和级配有关。但碎石化工艺及质量控制,直接决定了碎石层粒径大小、形状、级配组成、碎石化层模量;而碎石化的碾压工艺及质量控制,直接决定了碎石化层的压实度。因此,碎石化路面的成功,与其施工工艺密切相关。 
    4、 路面改造工程共振碎石化施工注意事项 
 (1)排水设施需在破碎施工前设置好,保证旧路面破碎后,基层排水状态良好。同时,还应确保路基干燥,防止土基松软,并将强大的支承强度提供给加铺层,避免沥青混凝土面层出现病害。由于共振碎石施工中产生的激振力相对较大,可能会对排水系统造成一定的影响,因此需要检查排水设施是否通畅,如果存在堵塞的现象应该及时疏通。 
  雨水极易侵害破碎后的旧水泥混凝土板块,因此完成破碎作业后,需做好防水作业。完成碎石化作业后,摊铺施工需及时开展,要求当天完成碎石、碾压及摊铺工作。如无法完成摊铺作业,需采取塑料薄膜等加盖施工,避免侵入大量雨水。 
 (2)粒径直接决定破碎层强度,施工过程中必须对破碎粒径加以严控。在施工面积较大的情况下,需做好试破碎工作,要求对破碎后粒径分布情况、强度等进行详细记录,合理确定设备参数,为全段施工提供指导。 
  (3)在碎石层碾压的需要采用洒水车进行适量的洒水,既能够有效的提高压实的质量,也在一定程度上避免了扬尘污染。在洒布沥青层之前必须保证工作面处于完全干燥的状态,在必要的情况下还可以开挖检查坑观测碎石层的干燥情况。另外,为了保证洒布沥青层对周边的路段或者构造物造成影响,可在搭接处的顶面铺设土木格栅。