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共振碎石化技術(shù)---反射裂縫的克星

發(fā)布時(shí)間：

2021-04-26

由于近年來交通量增長(zhǎng)迅速，我國(guó)國(guó)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(xiàn)斷板、錯(cuò)板、裂縫、剝落、坑洞等損害，急需進(jìn)行路面改造或修復(fù)。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(duì)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(jīng)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(fù)方式的大問題都是反射裂縫。

實(shí)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(shè)置橡膠瀝青、土工織物，但都增加成本，且時(shí)間一長(zhǎng)效果并不理想。

2004年3月RMI公司在中國(guó)公路di二屆科技創(chuàng)新高層論壇上做專題報(bào)告，介紹了共振碎石化技術(shù)。2005年，上海公路管理處聯(lián)合同濟(jì)大學(xué)、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(yàn)路段，對(duì)共振碎石化技術(shù)的施工工藝與質(zhì)量控制等方面進(jìn)行研究。結(jié)果表明，碎石化技術(shù)能夠有效防止反射裂縫，同時(shí)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(shè)備對(duì)舊水泥混凝土面板進(jìn)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(fèi)用，同時(shí)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(shù)的原理在于通過使共振設(shè)備產(chǎn)生的振動(dòng)頻率與舊水泥混凝土板自身的固有頻率相同而產(chǎn)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(duì)比幾種路面改造施工方法的經(jīng)濟(jì)效益：

(1)直接加鋪瀝青層的方案經(jīng)過省內(nèi)外多條公路的實(shí)踐，已經(jīng)證明效果較差。因?yàn)樵嗷炷涟迨莿傂越Y(jié)構(gòu)，易產(chǎn)生脆性破壞，造成瀝青柔性結(jié)構(gòu)層的反射裂縫。不管采取何種材料和路面結(jié)構(gòu)，該方案都不能根治反射裂縫，多延緩裂縫的產(chǎn)生，為后期維護(hù)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(qiáng)擊振力將水泥混凝土板破碎成不規(guī)則的大塊。其工程質(zhì)量的控制難掌握，仍然有可能產(chǎn)生反射裂縫；同時(shí)，多錘頭破碎會(huì)擊碎原路面基層，破壞原有路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，容易產(chǎn)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(shù)將原路面有規(guī)律地?fù)羲?，由于共振后的水泥板是上下分層結(jié)構(gòu)，上部有效隔絕反射裂縫，下部嵌鎖，保證了原水泥板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。這種方案既理想又經(jīng)濟(jì)，但共振碎石后的結(jié)構(gòu)是介于半剛性基層和柔性基層中間的一種結(jié)構(gòu)，所以要設(shè)計(jì)好瀝青面層，使其既不產(chǎn)生反射裂縫，也不發(fā)生疲勞破壞。

對(duì)比幾種路面改造施工方法的社會(huì)效益：

對(duì)已投入使用的公路，如果采用半幅雙向通行方式進(jìn)行施工，將對(duì)人們的出行和運(yùn)輸造成大影響：輕則車輛大量擁堵，產(chǎn)生環(huán)境污染，出行成本提高，時(shí)間浪費(fèi)嚴(yán)重；重則不斷引發(fā)交通事故，給人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)an全帶來大的隱患。

采用水泥路面共振碎石技術(shù)施工，只要能將來往車輛速度控制在40km/h內(nèi)，就不會(huì)沖擊共振碎石下部的嵌鎖層，從而保證碎石基層的強(qiáng)度；同時(shí)在通行車輛的膠輪碾壓下，碎石上部細(xì)粒層形成板結(jié)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(jìn)行共振施工；同時(shí)，碎石層壓實(shí)后即可直接加鋪瀝青面層，大大縮短了施工周期。

總結(jié)來說，共振碎石化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)如下：

（1）共振碎石工藝不僅優(yōu)化了路面結(jié)構(gòu)，變剛性面層為半柔半剛的上基層，根治了“白改黑”結(jié)構(gòu)中的反射裂縫難題，解決了舊路面改造的質(zhì)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(shí)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(fèi)損失；同時(shí)節(jié)約了大量水穩(wěn)基層材料，大幅降低了工程造價(jià)和日后的維護(hù)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(zhì)量、節(jié)省費(fèi)用”的要求。

（3）傳統(tǒng)的舊水泥路面改造方式對(duì)人們的出行和交通運(yùn)輸造成大的影響。采用水泥路面共振碎石技術(shù)施工，只要能將來往車輛的速度控制在40km/h內(nèi)，就不會(huì)沖擊共振碎石下部的嵌鎖層，可以開放交通進(jìn)行施工。

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