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山東興路重工科技有限公司
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2021-09-15
2021-09-15
共振碎石化技術---反射裂縫的克星
由于近年來交通量增長迅速,我國國道、省道、干線公路普遍采用的水泥混凝土路面陸續(xù)開始出現斷板、錯板、裂縫、剝落、坑洞等損害,急需進行路面改造或修復。目前的水泥混凝土路面改造主要有兩種方式:一種是“白加白”,即對舊水泥混凝土路面面層拉毛處理后加鋪一層水泥混凝土;另一種是“白加黑”,即把舊路面經過注漿等工藝處理后作為下臥層,再加鋪瀝青混凝土或者橡膠瀝青混凝土。但是,這兩種路面改造修復方式的大問題都是反射裂縫。
實際工程中有多種措施防治水泥混凝土路面的反射裂縫,如在兩層之間設置橡膠瀝青、土工織物,但都增加成本,且時間一長效果并不理想。
2004年3月RMI公司在中國公路di二屆科技創(chuàng)新高層論壇上做專題報告,介紹了共振碎石化技術。2005年,上海公路管理處聯(lián)合同濟大學、上海市蘭德公路公司,依托新衛(wèi)公路、金山大道、瀘青平公路3條試驗路段,對共振碎石化技術的施工工藝與質量控制等方面進行研究。結果表明,碎石化技術能夠有效防止反射裂縫,同時縮短改造工期。
為了能夠根治路面反射裂縫,目前常用的施工方法就是通過共振設備對舊水泥混凝土面板進行破碎碾壓作為基層,然后再加鋪瀝青混凝土。與舊路面重建相比,水泥混凝土路面破碎后可直接作為路面基層,省去了基層的建造費用,同時也避免了環(huán)境污染,作業(yè)速度快,不擾民。
共振碎石化技術的原理在于通過使共振設備產生的振動頻率與舊水泥混凝土板自身的固有頻率相同而產生共振,將舊混凝土板破碎成小的顆粒,然后加鋪瀝青混凝土。
對比幾種路面改造施工方法的經濟效益:
(1)直接加鋪瀝青層的方案經過省內外多條公路的實踐,已經證明效果較差。因為原水泥混凝土板是剛性結構,易產生脆性破壞,造成瀝青柔性結構層的反射裂縫。不管采取何種材料和路面結構,該方案都不能根治反射裂縫,多延緩裂縫的產生,為后期維護和大修帶來大的麻煩,以及大的維修成本。
(2)多錘頭破碎后鋪水穩(wěn)層和瀝青層的方案,是將800kg的重錘提升到1.2-1.5m的高度,利用強擊振力將水泥混凝土板破碎成不規(guī)則的大塊。其工程質量的控制難掌握,仍然有可能產生反射裂縫;同時,多錘頭破碎會擊碎原路面基層,破壞原有路面結構的穩(wěn)定性,容易產生新的病害。
(3)共振碎石后加鋪瀝青層的方案,是通過共振碎石技術將原路面有規(guī)律地擊碎,由于共振后的水泥板是上下分層結構,上部有效隔絕反射裂縫,下部嵌鎖,保證了原水泥板的結構強度。這種方案既理想又經濟,但共振碎石后的結構是介于半剛性基層和柔性基層中間的一種結構,所以要設計好瀝青面層,使其既不產生反射裂縫,也不發(fā)生疲勞破壞。
對比幾種路面改造施工方法的社會效益:
對已投入使用的公路,如果采用半幅雙向通行方式進行施工,將對人們的出行和運輸造成大影響:輕則車輛大量擁堵,產生環(huán)境污染,出行成本提高,時間浪費嚴重;重則不斷引發(fā)交通事故,給人民群眾的生命財產an全帶來大的隱患。
采用水泥路面共振碎石技術施工,只要能將來往車輛速度控制在40km/h內,就不會沖擊共振碎石下部的嵌鎖層,從而保證碎石基層的強度;同時在通行車輛的膠輪碾壓下,碎石上部細粒層形成板結體,提升了回彈模量,更有利于上基層的穩(wěn)定。所以,可以開放交通進行共振施工;同時,碎石層壓實后即可直接加鋪瀝青面層,大大縮短了施工周期。
總結來說,共振碎石化技術的優(yōu)勢如下:
(1)共振碎石工藝不僅優(yōu)化了路面結構,變剛性面層為半柔半剛的上基層,根治了“白改黑”結構中的反射裂縫難題,解決了舊路面改造的質量問題;又能夠作為路面基層直接使用,并與瀝青面層攤鋪同時流水作業(yè),大大縮短了工期。
(2)共振碎石后加鋪瀝青層的方案可縮短工期,減少通行費損失;同時節(jié)約了大量水穩(wěn)基層材料,大幅降低了工程造價和日后的維護成本,一舉解決了碎塊垃圾的處理問題,有利于減輕白色污染,是舊水泥混凝土路面翻修改造的理想方法,完全符合業(yè)主“保證質量、節(jié)省費用”的要求。
(3)傳統(tǒng)的舊水泥路面改造方式對人們的出行和交通運輸造成大的影響。采用水泥路面共振碎石技術施工,只要能將來往車輛的速度控制在40km/h內,就不會沖擊共振碎石下部的嵌鎖層,可以開放交通進行施工。