淺析共振碎石化技術(shù)及其應(yīng)用

李學(xué)禹

(紅河州彌勒市公路路政管理大隊(duì)，云南 彌勒　652399)

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淺析共振碎石化技術(shù)及其應(yīng)用

李學(xué)禹

(紅河州彌勒市公路路政管理大隊(duì)，云南 彌勒652399)

摘要：闡述了共振碎石化技術(shù)基本原理以及主要特征，然后結(jié)合實(shí)際案例對(duì)共振碎石化技術(shù)進(jìn)行科學(xué)分析，以期為促進(jìn)共振碎石化技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：共振碎石化技術(shù)；水泥混凝土路面；應(yīng)用

1共振碎石化技術(shù)基本原理以及主要特征

1.1共振碎石化技術(shù)的基本原理

如圖1所示，這種技術(shù)基本原理主要基于共振破碎設(shè)備使用振動(dòng)梁帶動(dòng)相應(yīng)的錘頭進(jìn)行振動(dòng)，當(dāng)錘頭接觸待處理路面時(shí)，其采用控制錘頭振動(dòng)頻率方式將振動(dòng)能量傳遞至水泥混凝土板，當(dāng)錘頭的實(shí)際振動(dòng)頻率與水泥面板的固有頻率相當(dāng)時(shí)，其會(huì)使得水泥混凝土板形成有效共振，從而導(dǎo)致整體水泥混凝土板出現(xiàn)均勻破碎。一般來說，共振破碎設(shè)備使用的錘頭配置一定的專用傳感器，這樣可有效感應(yīng)路面的振動(dòng)反饋情況，同時(shí)錘頭的振動(dòng)頻率為40～60 Hz，而振幅則是10～20 mm。這種技術(shù)施工較為簡(jiǎn)單、施工效果高、施工周期相對(duì)較短以及產(chǎn)生揚(yáng)塵量少，同時(shí)其使用破碎塊作為路面基層材料，這樣可以節(jié)省大量的路基材料，從而有效減少工程造價(jià)。

圖1　共振碎石化技術(shù)效果圖

1.2共振碎石化技術(shù)的主要特征

該技術(shù)主要利用高頻低幅振動(dòng)能量將原有的舊水泥混凝土路面實(shí)施完整性結(jié)構(gòu)破壞。同時(shí)其使用的共振破碎設(shè)備動(dòng)量相對(duì)較高，并且與水泥板塊的實(shí)際接觸時(shí)間相對(duì)較短，其可將板塊表面產(chǎn)生的裂紋短時(shí)間內(nèi)均勻擴(kuò)展至板塊底部，并能對(duì)實(shí)際破碎深度實(shí)施有效控制。一般來說，這種裂紋能量只能穿透路面，其能量不會(huì)將混凝土碎塊擠壓入基層材料，這樣可以有效保證整體底基層結(jié)構(gòu)的完整性以及較強(qiáng)的承載力，從而實(shí)現(xiàn)鋼筋和相應(yīng)的混凝土顆粒實(shí)現(xiàn)分離的目的，同時(shí)其還可降低鋼筋以及連接水泥碎塊對(duì)新面層的反射影響，這有利于保護(hù)地下設(shè)施。

2共振化碎石技術(shù)的使用條件

道路出現(xiàn)大量的錯(cuò)臺(tái)、翻漿以及角隅破壞等接縫缺陷，并且其程度已超過20%；道路有超過20%板已出現(xiàn)一定程度的開裂情況；該道路超過20%的路面已被修補(bǔ)后或急待修補(bǔ)；已修補(bǔ)路面且使用壽命超過15年；道路路面結(jié)構(gòu)承載力喪失。

3共振化碎石技術(shù)的施工工藝流程

首先施工作業(yè)前，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、地下附屬設(shè)備、沿線建筑以及機(jī)械設(shè)備維護(hù)情況進(jìn)行有效調(diào)查，從而制定出相應(yīng)的施工方案。然后施工人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)行排水系統(tǒng)布設(shè)，其需保證布設(shè)效果達(dá)到相關(guān)要求，同時(shí)技術(shù)人員需要實(shí)施相應(yīng)的試振和試坑實(shí)驗(yàn)，從而確保破碎參數(shù)達(dá)標(biāo)。再次做好交通控制以及舊路面處置工作。接下來進(jìn)行具體碎石施工，其應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整相關(guān)參數(shù)，并對(duì)特殊地段進(jìn)行有效處理，然后實(shí)現(xiàn)碎石層整備和碾壓作業(yè)。最后施工人員進(jìn)行加鋪層的相關(guān)作業(yè)并且開放交通。

4共振碎石化技術(shù)施工應(yīng)用分析

4.1前期路況勘察

施工前，技術(shù)人員對(duì)原有舊水泥混凝土路面進(jìn)行實(shí)地路況勘察，其主要針對(duì)沿線構(gòu)造物、地下管線以及公路兩側(cè)房屋分布情況等因素，并且還就上述因素對(duì)碎石化施工的實(shí)際影響情況實(shí)施有效評(píng)估。技術(shù)人員測(cè)量并記錄各個(gè)樁號(hào)、位置、結(jié)構(gòu)形式以及埋置深度，同時(shí)需要進(jìn)行實(shí)地標(biāo)注。

4.2舊路處置

根據(jù)前期勘察結(jié)果，當(dāng)原有路基實(shí)際承載力CBR值較低時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致路基產(chǎn)生軟弱、彈簧、沉陷等路面損壞問題。針對(duì)這些問題，通常需要采用換填、增加碎石盲溝排水等方法進(jìn)行路基軟弱處理。一般來說，換填作業(yè)過程使用的材料主要是透水性材料，同時(shí)確保處理完畢后的路基承載力達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)要求。

4.3排水系統(tǒng)設(shè)置

當(dāng)對(duì)原有路面實(shí)施共振碎石化處理并經(jīng)檢查合格后便可實(shí)施路面基層及面層的施工，當(dāng)采用瀝青面層鋪設(shè)作業(yè)時(shí)，即使這種鋪設(shè)層材料采用密級(jí)配瀝青混合料，其仍難以防止雨水滲入。對(duì)于加鋪面層底部的碎石化層來說，其上半部分結(jié)構(gòu)為散粒狀，實(shí)際透水性相對(duì)較大，同時(shí)其下半部分存在大量的細(xì)長(zhǎng)裂縫，滲入碎粉會(huì)隨著這些裂縫滲入到舊路半剛性基層，尤其這部分密實(shí)度相對(duì)較高，其使得滲入水分積聚在該基層頂部，這樣長(zhǎng)期積累會(huì)對(duì)道路整體內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的不良影響。因此需要施工人員根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)要求建立起相應(yīng)的內(nèi)部排水系統(tǒng)，其主要是縱橫向盲溝，從而將滲入水分及時(shí)排出。

4.4共振碎石化施工

一般來說，共振碎石化作業(yè)應(yīng)盡可能避免在雨天進(jìn)行施工。首先施工作業(yè)前，應(yīng)該使用灑水車對(duì)舊路面實(shí)施灑水降塵處理。其次應(yīng)當(dāng)根據(jù)給定的施工參數(shù)選擇合適的破碎機(jī)，并且各臺(tái)破碎機(jī)應(yīng)當(dāng)配備相應(yīng)的檢查人員，其主要針對(duì)破碎后的顆粒粒徑和均勻性實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量沒達(dá)到相關(guān)要求時(shí)，則需通知破碎機(jī)操作人員及時(shí)調(diào)整相關(guān)參數(shù)。再次破碎施工順序?yàn)橄嚷访鎯蓚?cè)車道然后中間行車道，同時(shí)對(duì)于破碎出現(xiàn)的重復(fù)破碎搭接面，其實(shí)際搭接寬度應(yīng)大于5 cm。接下來實(shí)際施工階段，施工人員臨時(shí)發(fā)現(xiàn)軟弱路基問題時(shí)，其需要及時(shí)依據(jù)相關(guān)舊路處置要求進(jìn)行實(shí)際處理。當(dāng)出現(xiàn)水泥板強(qiáng)度超出設(shè)計(jì)要求時(shí)，其應(yīng)當(dāng)合理調(diào)整振動(dòng)頻率或?qū)嵤╊A(yù)裂處理。最后完成破碎作業(yè)后，施工人員應(yīng)對(duì)頂面高程進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，然后依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)要求實(shí)施縱、橫坡調(diào)平層施工，通常施工材料為級(jí)配碎石或?yàn)r青碎石。

4.5碾壓

一般來說，共振破碎的水泥混凝土路面出現(xiàn)過分膨脹情況相對(duì)較少，其產(chǎn)生的碎石化面和原有路面高度相同，因此其實(shí)際密度相對(duì)較高，這樣碾壓作業(yè)僅需將碎石化面進(jìn)行壓平以及壓穩(wěn)便可。通常碾壓作業(yè)前，施工人員需要將原有路面嵌縫料、表面粗粒料以及外露鋼筋等及時(shí)去除，并且使用15T鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)實(shí)施2遍靜壓處理，接下來進(jìn)行石屑嵌縫以及灑水浸濕作業(yè)，最后施工人員使用相關(guān)設(shè)備實(shí)施振動(dòng)碾壓處理。

4.6攤鋪瀝青層

本工程主要使用6 cm厚中粒式瀝青混凝土以及3 cm厚細(xì)粒式瀝青混凝土，因此施工人員應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)要求使用瀝青拌合設(shè)備分別拌制相應(yīng)的瀝青混合料，然后使用找平瀝青攤鋪機(jī)進(jìn)行具體攤鋪以及刮平作業(yè)。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)過程中，施工人員應(yīng)保證瀝青混合料緩慢、均勻以及連續(xù)不間斷地?cái)備仯豢呻S意變換速度或中途停頓。當(dāng)完成上述作業(yè)后，施工人員便可對(duì)不規(guī)則表面進(jìn)行整平，并進(jìn)行全面均勻壓實(shí)作業(yè)。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，共振碎石化技術(shù)對(duì)舊水泥混凝土路面的實(shí)際改造效果較為明顯，采用共振碎石化技術(shù)能夠縮短工期、節(jié)約成本、特別是能解決在舊混凝土路面改造中產(chǎn)生的建筑垃圾達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。因此在施工過程中需要相關(guān)人員做好各個(gè)施工工序的質(zhì)量控制工作，才能從根本上提升路面改造質(zhì)量，從而有效保證道路交通的流暢性以及安全性，充分的利用好碎石共振化技術(shù)。

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收稿日期：2016-03-11

作者簡(jiǎn)介：李學(xué)禹(1975-)，男，工程師，研究方向：公路工程。

中圖分類號(hào)：U416.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)04-0057-02