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共振碎石化技术---反射裂缝的克星

共振碎石化技术---反射裂缝的克星

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【摘要】:
由于近年来交通量增长迅速,我国国道、省道、干线公路普遍采用的水泥混凝土路面陆续开始出现断板、错板、裂缝、剥落、坑洞等损害,急需进行路面改造或修复。目前的水泥混凝土路面改造主要有两种方式:一种是“白加白”,即对旧水泥混凝土路面面层拉毛处理后加铺一层水泥混凝土;另一种是“白加黑”,即把旧路面经过注浆等工艺处理后作为下卧层,再加铺沥青混凝土或者橡胶沥青混凝土。但是,这两种路面改造修复方式的最大问题都是反

由于近年来交通量增长迅速,我国国道、省道、干线公路普遍采用的水泥混凝土路面陆续开始出现断板、错板、裂缝、剥落、坑洞等损害,急需进行路面改造或修复。目前的水泥混凝土路面改造主要有种方式:一种是“白加白”,对旧水泥混凝土路面面层拉毛处理后加铺一层水泥混凝土;另一种是“白加黑”,把旧路面经过注浆等工艺处理后作为下卧层,再加铺沥青混凝土或者橡胶沥青混凝土。但是,这种路面改造修复方式的最大问题都是反射裂缝

 

实际工程中有多种措施防治水泥混凝土路面的反射裂缝,如在两层之间设置橡胶沥青、土工织物,但都增加成本,且时间一长效果并不理想。

 

2004年3月RMI公司在中国公路第二届科技创新高层论坛上做专题报告,介绍了共振碎石化技术。2005年,上海公路管理处联合同济大学、上海市兰德公路公司,依托新卫公路、金山大道、泸青平公路3条试验路段,对共振碎石化技术的施工工艺与质量控制等方面进行研究。结果表明,碎石化技术能够有效防止反射裂缝,同时缩短改造工期。

 

为了能够根治路面反射裂缝,目前最常用的施工方法就是通过共振设备对旧水泥混凝土面板进行破碎碾压作为基层,然后再加铺沥青混凝土。与旧路面重建相比,水泥混凝土路面破碎后可直接作为路面基层,省去了基层的建造费用,同时也避免了环境污染,作业速度快,不扰民。

 

共振碎石化技术的原理在于通过使共振设备产生的振动频率与旧水泥混凝土板自身的固有频率相同而产生共振,将旧混凝土板破碎成小的颗粒,然后加铺沥青混凝土。

 

对比几种路面改造施工方法的经济效益:

(1)直接加铺沥青层的方案经过省内外多条公路的实践,已经证明效果较差。因为原水泥混凝土板是刚性结构,极易产生脆性破坏,造成沥青柔性结构层的反射裂缝。不管采取何种材料和路面结构,该方案都不能根治反射裂缝,最多延缓裂缝的产生,为后期维护和大修带来极大的麻烦,以及极大的维修成本。

 

(2)多锤头破碎后铺水稳层和沥青层的方案是将800kg的重锤提升到1.2-1.5m的高度,利用强击振力将水泥混凝土板破碎成不规则的大块。其工程质量的控制极难掌握,仍然有可能产生反射裂缝;同时,多锤头破碎会击碎原路面基层,破坏原有路面结构的稳定性,容易产生新的病害。

 

(3)共振碎石后加铺沥青层的方案是通过共振碎石技术将原路面有规律地击碎,由于共振后的水泥板是上下分层结构,上部有效隔绝反射裂缝,下部嵌锁,保证了原水泥板的结构强度这种方案既理想又经济,但共振碎石后的结构是介于半刚性基层和柔性基层中间的一种结构,所以要设计好沥青面层,使其既不产生反射裂缝,也不发生疲劳破坏。

 

对比几种路面改造施工方法的社会效益:

对已投入使用的公路,如果采用半幅双向通行方式进行施工,将对人们的出行和运输造成极大影响:轻则车辆大量拥堵,产生环境污染,出行成本提高,时间浪费严重;重则不断引发交通事故,给人民群众的生命财产安全带来极大的隐患。

 

采用水泥路面共振碎石技术施工,只要能将来往车辆速度控制在40km/h内,就不会冲击共振碎石下部的嵌锁层,从而保证碎石基层的强度;同时在通行车辆的胶轮碾压下,碎石上部细粒层形成板结体,提升了回弹模量,更有利于上基层的稳定。所以,可以开放交通进行共振施工;同时,碎石层压实后即可直接加铺沥青面层,大大缩短了施工周期。

 

总结来说,共振碎石化技术的优势如下:

(1)共振碎石工艺不仅优化了路面结构,变刚性面层为半柔半刚的上基层,根治了“白改黑”结构中的反射裂缝难题,解决了旧路面改造的质量问题;又能够作为路面基层直接使用,并与沥青面层摊铺同时流水作业,大大缩短了工期。

 

(2)共振碎石后加铺沥青层的方案可缩短工期,减少通行费损失;同时节约了大量水稳基层材料,大幅降低了工程造价和日后的维护成本,一举解决了碎块垃圾的处理问题,有利于减轻白色污染,是旧水泥混凝土路面翻修改造的理想方法,完全符合业主“保证质量、节省费用”的要求。

 

(3)传统的旧水泥路面改造方式对人们的出行和交通运输造成极大的影响。采用水泥路面共振碎石技术施工,只要能将来往车辆的速度控制在40km/h内,就不会冲击共振碎石下部的嵌锁层,可以开放交通进行施工。