水泥混凝土路面改造工程中共振机械碎石化施工技术初探

王伟国

【摘要】碎石化是指針对旧水泥混凝土路面大面积破坏已丧失了整体承载能力，并且通过局部的挖除、压浆等处治方式已不能恢复其使用功能，或已不能达到结构强度要求的情况下，为了解决通常情况下的加铺方式存在反射裂缝等问题，而对旧水泥混凝土板块采用的一种最终处理方法，是当前旧水泥混凝土路面改造中最成熟的一项技术。本文介绍了水泥混凝土路面共振碎石化施工技术中施工机械设备的选择和施工技术的特点，分别论述了施工的基本程序、破碎试振的情况、破碎施工的顺序，对技术指标进行了检测，并开展了成效分析。

【关键词】水泥混凝土；路面改造；碎石化技术

引 言

近年来，随着上个世纪末期所建造的水泥混凝土路面使用年限的不断增长，在众多重载车辆的反复行驶之下，水泥混凝土路面出现了严重的损坏，甚至还出现了断板、纵横向裂缝、角隅断裂及唧泥等有害现象，路面的技术状况逐渐下降，直接影响到行车的安全与舒适。面对旧水泥混凝土路面维修之中出现的新问题，运用传统加层式或挖除式重建技术，不仅施工的周期长，而且投资巨大，还容易影响到车辆的通行安全。笔者认为，采取泥混凝土路面共振碎石化技术之后，具有施工周期相对较短、环境污染相对较少，能够有效防止或者延缓混凝土面路面出现反射裂缝等情况，且运用共振碎石化技术改造的路段建成通车之后，效果较好，能够有效改进了路容与路貌。

一、施工机械设备的选择

对于共振破碎机械，应当选用专业的共振破碎机，这种设备具有很好的共振技术，能够持续产生高频与低幅之振动能量，并运用破碎锤头传递到水泥板块之中。在特制振动梁偏心轴的驱动之下，形成振动谐波，且支点和配重点的振幅为零，破碎头用高频低幅敲击路面之后，混凝土路面出现裂纹，并随着振动快速而有规律地延伸到材料的边界，因为冲击力十分小，而且裂纹只会扩展到边界上，因此对于基层并未造成任何的损害。

二、共振机械碎石化施工技术的特点

运用共振碎裂技术所产生的高频低幅振动能量，能够通过破碎锤头传递到水泥板块之中，从而使旧水泥混凝土板块表面的4-6cm深度范围内碎裂成3cm以下粒径之碎石层。因为共振破碎机的动量较高，与板块接触的时间较短，能够将水泥板块表面的裂纹在短时间均匀地扩展到板块的底部，并作用于水泥板块内部的高频振动力，从而使整体碎裂较为均匀，碎块的大小与方向都十分有规律，水泥板块会形成斜向裂纹，并和路面呈现出30-40度的夹角。水泥板块表层的粒径比较小，而且松散，而下层粒径比较大，嵌锁比较好，可以让碎石层的下部产生裂而不碎与联锁咬合的块体结构，并具备较好的拱效应，变竖向压力为水平推力，从而在根本上减小或者避免反射裂缝之发生，并基层、路基和周围结构设施也没有损伤。

三、共振机械碎石化施工的基本程序

在水泥混凝土路面上实施共振碎石化技术的施工基本程序为：先进行路况调查，再清除路面的沥青修补层，进行洒水湿润，实施试振，开展检测验证，再进行共振碎石化，接下来清除表面粗粒料，进行压实，实施技术指标检测，再铺筑沥青混合料，在压实之后进行保养，最后再开放交通。

四、破碎试振的情况

水泥混凝土路面的共振破碎质量大致受到了破碎机的施工速度、振幅及破碎顺序，破碎施工的方向与不同的基层强度、刚度条件、对破碎机进行调整的要求等，都对破碎的程度、粒径大小的排列与所形成的破裂面方向等产生影响。为保障共振破碎的质量，进行共振破碎前一定要实施破碎试振。在试振之后开挖坑穴，并检验破碎粒径的分布情况、均匀程度，从而确定破碎机的施工参数。

五、破碎施工的顺序

在破碎之前，应当对破碎车道的水泥混凝土路面表面进行洒水湿润，以防止破碎时出现扬尘飞扬，从而污染环境。破碎的顺序一般是从水泥路面的外侧车道开始实施，从边缘再往中间进行破碎，每一次的间隔为20cm，再开展往复破碎。一旦纵向车道也进行了纵向切割，也可从中向边进行顺序破碎，而破碎一个车道时的实际破碎宽度应当超过了一个车道，和其相邻的车道搭接至少在15cm以上。在压实之前，应当清除旧水泥混凝土路面接缝中超过5cm 的碎石块，并对凹陷路段实施级配碎石粒料的回填，并应用光轮压路机加以碾压密实。

六、技术指标检测

对水泥混凝土路面进行共振碎石化之后，可以运用外观识别与实地检测相互结合之方法，选择最具代表性的路段进行挖坑穴抽样检验与检测，一般每隔250m处距离路边2.5m的位置处开挖1m2大小的坑穴，深度为路面基层的顶面，并分析共振破裂的效果。识别板块里是否产生了斜向受力与嵌紧结构，判断与分析评价共振碎裂技术作用，扩展到板块的哪一位置上完成了能量之传递，并对板块周围的结构物与基层是否可能产生损坏进行检测。与此同时，要定点检测沉降量与回弹弯沉值、破碎状况及纵横坡度等。事实表明，共振破碎所造成旧水泥混凝土路面的纵、横坡度发生变化相对较小，而且沉降量与侧向位移比较小，回弹弯沉值所测定的旧水泥混凝土路面要比回弹弯沉值更小，共振碎石化碾压之后回弹弯的沉值更大，能够符合设计的要求。

七、成效分析

采用共振碎石化技术进行沥青混凝土路面建设，能够快速而有效地修建起路面工程。共振破碎机在正常作业时，每台班能够破碎一条车道达1600至2700m，运用流水作业法进行施工3至5天就可实现单车道铺筑混凝土路面，并开放交通。如果采用挖除水泥混凝土路面的话，不仅施工周期较长，而且容易造成环境污染，一旦遇到雨雪天气还会影响到车辆的通行安全。运用新技术所铺筑的混凝土路面不仅表面平整而密实，而且建成通车之后，路面不会出现网裂与裂缝、坑洞等病害现象，路面技术状况满意。

八、结束语

综上所述，对水泥混凝土路面实施共振碎石化技术，使用碎石化技术把旧水泥混凝土路面的结构强度减小到相当的程度，以阻止反射裂缝之发生，同时还能实现以上两者之间的较好平衡，并且具有快速而有效地建设路面工程与改进路面状况，减低施工周期与节约资源，防止环境污染与合理解决水泥混凝土路面改造当中的困难。利用传统加层式技术或者挖除后重新铺筑技术来修建水泥混凝土路面难以适应对旧路进行改造，而且施工周期较长，投资成本过大，容易造成严重的环境污染。故而在对旧水泥混凝土路面实施维修改造之时，应优先采用共振碎裂化技术手段。

参考文献：

[1]王志强. 旧水泥混凝土路面碎石化技术控制要点[J]. 黑龙江交通科技，2012（5）.

[2]王斌洲. 旧水泥混凝土路面碎石化技术应用[J]. 科技信息，2013（17）.

[3]王威. 水泥混凝土路面碎石化改造技术及施工方案[J]. 科技致富导向，2014（5）.