共振碎石化在水泥混凝土路面改造中的應用

2019-05-17 11:50:02浏览:99评论:0 发布者:jinanxinglu [查看]   
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 由於近年來我國交通量增長迅速,水泥混凝土路面在交通荷載和各種自然因素長時間綜合作用下,出現了各種結構性損壞,道路服務水平下降,依靠日常修補已不能解決問題,急需對該部分進行改造。常用的處理方式有直接加鋪,全深度更換,破碎後加鋪,以及新的技術--碎石化。

但是這些處理方法又有不同程度的缺陷: 

1、直接加鋪  需要修補或處理:如注漿,修補等;只能延緩反射裂縫產生的時間,不能徹底消除;使用壽命比較短;後期養護較爲複雜,養護成本高; p 

2、全深度更換  工期較長,交通封閉時間長,從而增加成本;需要佔用大量場地來堆放廢棄舊混凝土板; 

3、路面破碎後加鋪  p 

破碎技術一般又分三種:衝擊壓實技術、打裂壓穩技術及碎石化技術。  p

前兩種方式包括碎石化技術中的多錘頭技術可以達到抑制反射裂縫產生的作用,但是由於水泥板粉碎不夠徹底,這幾種技術也不能完全消除反射裂縫。同時,由於施工時的衝擊力比較大,對周邊的房屋、擋土牆等會產生影響。對舊路面結構層擾動、破壞比較嚴重,可能造成老路承載力不足而需要補強。 

共振碎石化技術簡介  p 

水泥路面共振碎石化技術率先由美國人John Brizzell(紐約州運輸部的工程師)使用,美國共振機械公司RMI(Resonant Machines Inc.inc. of Tulsa ,Oklahoma)是從事此機械破碎施工的承包商。2004年,在我國公路第二屆科技創新高層論壇上,RM公司向我國介紹了共振碎石化技術。2005年開始,在上海、浙江等地區逐步開始應用,隨後江浙滬等地共振已成爲一種成熟化工藝。  p 

共振破碎原理:水泥砼路面共振 = 20mm振幅 + 44(±4)Hz频率     

以上爲水泥砼路面共振基本要求,不同的道路水泥砼固有頻率可能有所差異。該技術要求是工作錘頭在20mm的振幅下達到一定頻率,該頻率與混凝土頻率一致時,引起混凝土板共振並迅速破碎開裂,從而達到破碎舊混凝土板的目的。這種方式與其他破碎技術,利用純衝擊力作用在使用機理上有很大的區別。

共振碎石化技術簡介  p

GP60型高頻共振破碎機振動頻率是40-60Hz,振幅是10-20mm,工作原理:利用振動體帶動工作錘頭振動,工作錘頭上裝有專用傳感器,錘頭與路面接觸,感應路面的振動反饋,由電腦自動調節振動頻率,通過調節錘頭的振動頻率,使其接近水泥混凝土面板的固有頻率,引起水泥混凝土面板在錘頭下局部範圍內產生共振,使混凝土內部顆粒間的內有摩擦阻力迅速減小而崩潰,即可將水泥混凝土面板擊碎。

共振之優勢

① 技术上的革新          

相較於美製樑式共振破碎機,GP60高頻共振破碎機可做到全斷面全方位破碎,可破碎到道路邊沿,不留邊角,不需要其他的輔助設備協助破碎;

②碎石化尺寸理想均勻        

由於共振破碎髮生在整個水泥板塊厚度範圍內,能使板塊較均勻地分裂,通過微調振動頻率,改變振動的力度,可使破碎後的碎塊尺寸達到3-30釐米的較理想尺寸。 

③破碎後的粒徑自上而下由小到大        

由於振動力是由面板上部向下部傳遞的,振動錘並不在一個點上連續振動,而是快速向前移動的,所以振動在混凝土中存在衰減梯度,從而使上部的破碎粒度較小,下部的破碎粒度較大。這樣的結構帶來了更大的好處。首先是小粒度可更好地消除反射裂縫,同時下部的較大的粒度提高了路基的承載能力。其次是上部小粒度有利於路面滲水的橫向排除,下部的大粒度又可起到阻止滲水向下滲透的作用。

④碎石化後的紋路規則排列,並與路面成30-60º夹角       

共振破碎的工作錘頭在激發路面共振的同時快速向前移動,衝擊的合力指向前下方,從而使振碎的裂紋與路面形成了一定的夾角。這一夾角可使碎石塊之間相互嵌合,經壓實後相互齧合的更緊,從而使碎石層起到更好的礫石穩定層的作用。而普通重錘衝擊式破碎方法的衝擊力是垂直向下的,碎石裂紋也只能是大致垂直於路面的,這不利於穩定層的承重與穩定。 

⑤破碎深度不衝擊路基,保證路基下的管線設施完好無損        

共振破碎機工作時以接近混凝土的固有頻率而振動,在發生共振的瞬間,錘頭就向前運動,垂直向下的衝擊力很小,而且面板下邊的材料爲非混凝土,不會與之共振,避免了對路基的衝擊,路基下的其它管線設施不會受到影響。路基不受衝擊,保持了原有路基的平整度和密實度的均勻性。

⑥施工效率高       

機械由濟南興路道路工程有限公司生產,每臺機器配有三個富有經驗和技術的工作人員,設備故障維修時間短。單臺共振破碎機的生產率2000m2 /班組,根據施工情況可調節爲兩個班組或增加設備臺數。 

何時需要共振化技術  p       

1、當多於12%到15%的道路需要混凝土路面修復(CPR)時  p      

    2、当50%以上的养护费用用于CPR时  p        

3、當期望路面的設計使用壽命在15年以上時

共振碎石化施工工藝

    试验段施工 

試驗段施工長度200m左右,全幅車道,破碎應該從道路一側開放邊緣開始,或者從前面破碎過的邊緣開始,並向對面路肩或者向縱向的中線推進。在一次必須攤鋪一個車道時,前面的破碎應至少超出將要攤鋪的寬度250毫米。 p    

    在破碎作初始,作人員會詳細記錄下不同的破碎情況相對應水泥路面破碎機械的數據調整,如錘頭高度、共振頻率和地面行駛速度等。  p     

爲確保路面被破碎成達到要求的粒徑,根據現場工程師要求,在行車道中間挖掘4平方英尺(1.2平方米)的試坑,用來判定破碎塊是否達到特定的尺寸要求,根據現場情況可以增加測試塊。挖開的試坑需要回填,壓實需要達到工程師的要求。符合要求的破碎數據應記錄備查。 

施工順序通管制        

交通管制 ---路面清理---隱藏構造物標記---共振破碎 --基础补强---洒水碾压 ----路面找平--沥青摊铺 ---道路标线 

 

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