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防治反射裂缝,共振碎石化技术来帮您!

防治反射裂缝,共振碎石化技术来帮您!

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【摘要】:
毫无疑问,碎石化是目前防止反射裂缝的最好方法。为了防治反射裂缝,碎石化技术已成为旧水泥路面改造的首选,碎石化技术按照工艺可分为多锤头碎石化和共振碎石化。本文主要针对共振碎石化在防止反射裂缝中的功能展开研究。

毫无疑问,碎石化是目前防止反射裂缝的最好方法。为了防治反射裂缝,碎石化技术已成为旧水泥路面改造的首选碎石化技术按照工艺分为多锤头碎石化和共振碎石化。本文主要针对共振碎石化在防止反射裂缝中的功能展开研究

一、碎石化工艺选择

我们一般是通过两种破碎工艺优劣势的对比分析, 结合工程地点的实际情况,选定碎石化工艺。

多锤头碎石化是通过锤头自身的重力势能,达到破碎水泥板的目的,因此,此技术适用于板体情况强度无显著下降,基层无明显裂缝、沉陷,土基CBR>5的水泥路面施工。

而共振碎石化是通过电脑调整锤头的振动频率,自动改变力度,且对路基无任何影响,因此适用于各种水泥路面施工。

二、共振碎石化施工设备

山东兴路重工已自主研发共振破碎设备RPB-GP60其原理是利用振动体带动工作锤头探动,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摩擦阻力迅速减小而崩溃,即可将水泥混凝土面板击碎。

与美国的共振破碎机相比,山东兴路重工的设备具有振动频率更高、施工不留边角、故障率低等优势,经过近几年的实践,RPB-GP60共振破碎更适合我国各种复杂的路况施工。

三、共振碎石化前准备工作

(1)交通管制。在共振碎石化施工之前,施工单位应制定全面的交通疏导组织措施,以满足交通需求。施工过程中,应严格控制施工车辆在碎石化层顶面的行驶,避免由于车轮的摩擦和制动导致碎石化层结构破坏。

(2)修补材料的清除。沥青层的存在,使得锤头与水泥路面之间形成夹层,消弱作用力,直接影响碎石化施工质量。

(3)排水系统设置。路面共振碎石化施工前,应将土路肩挖除至混凝土路面底层同一高度或以下,设置碎石盲沟,以使碎石化层底部水分排干,避免其对基层的扰动。

(4)严重病害部位的处理。在路面破碎之前应对出现软弱沉陷、松散基层等严重病害的部位进行修复处理。

(5)构造物的标记和保护。施工前,应调查核实现有结构物情况,并在现场做出明确标记,必须在确保这些构造物不会因施工造成损坏的前提下,方可进行施工。

四、施工控制

在共振碎石化施工过程中应注意以下几点:

(1)共振碎石化施工顺序一般由外侧车道开始,顺着车道方向进行施工。每遍破碎宽度约0.2米会对相邻约5cm区域造成一定的碎裂,故为了避免过度破碎,可在破碎第遍时与第遍区域间隔5cm。

(2)碎石化施工后碾压,禁止强振碾压,弱振或静压即可满足整平需求。由于共振碎石化与多锤头碎石化最大的区别在于共振碎石化破碎粒径更小,在强振作用下,上部碎石化层被碾压破碎为粉状,后期封层施工时,乳化沥青渗透困难,上部形成一层油皮,不利于强度的形成及封水。

(3)封层石料的选择。在沥青封层施工中撒布石料,主要作用是为了防止沥青粘轮,石料太细和撒布量过多,将会吸附大量的沥青,变相减少封层沥青用量,因此在施工中选择4.75~9.5mm的石料,洒布量以不粘轮为标准。

五、共振碎石化消除反射裂缝的原理

对于碎石化施工后的水泥混凝土路面,结构层中的细密裂纹间相互嵌挤作用,使得原来单一的贯通裂缝成为了上下两个独立的部分。通过将碎石化层看做一个模量受损降低的均匀介质,可将原贯通裂纹处于沥青混凝土层中的部分视为一个置于模量降低后的水泥混凝土上的独立裂纹。

裂纹名义长度变短将使得应力强度因子减小。从弹性力学和断裂力学理论分析,碎石化层的模量会较未破碎前的减小,但模量减小只会增大路面的层间拉应变和裂纹的应力强度因子,这会使路面寿命缩短。碎石化层(尤其是碎石化表层)中的细密裂纹大大降低了原有贯通裂纹所产生的应力集中,消除了水泥混凝土层中原有贯通裂纹对沥青混凝土层中裂纹的影响。破碎后模量的降低不是碎石化控制反射裂缝的原因,裂纹长度变短才是碎石化控制反射裂缝的原因。

碎石化层结构类似级配碎石,具有较高抗压和抗剪能力,但是抗拉能力较差,但在实际应用过程中,碎石化层是三面受压状态,长程有序短程无序的裂缝,能够吸收和消散以及荷载作用下的裂缝应变能,从另一侧面印证碎石化层能够有效改善反射裂缝病害的产生。

同时碎石化层还在一定程度上起到结构排水作用,保证基层和土基的干燥,避免由于结构层内水的存在促使半刚性产生冲刷脱空,最终减少反射裂缝的产生源头。

六、结语

通过断裂力学分析,水泥混凝土路面经过碎石化施工后,能够明显缩短裂缝长,降低裂缝尖端能量,削弱裂缝扩散能力;

共振碎石化施工过程中,应严格控制破碎粒径,避免由于过度破碎,在碎石化层表层形成致密层,使得乳化沥青难以透入,降低施工质量。

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