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高速公路旧水泥路面共振破碎施工技术研究

邱江涛+吴奕辉
摘 要： 共振碎石化技術具有广阔的前景，它修补速度快、质量高、扰民少，对于保证国家经济大动脉的畅通具有重大的社会意义和经济效益，而且能够实现水泥路面混合旧料再利用，不废弃任何旧混合料，节约资源，保护了生态环境。本文在充分了解共振破碎原理的基础上，对高速公路旧水泥路面共振破碎施工流程及注意事项进行了分析与探究。
关键词： 高速公路；旧水泥路面；共振破碎
水泥混凝土路面在我国路面中占有相当大的比例，其作为一种路面结构形式具有不可替代的作用。随着我国经济发展，不断加重的荷载对路面的承载要求逐渐加大，多数路面承担着重交通荷载，这使得我国早期修建的水泥路面出现了不同程度的错台、坑槽、断板、唧泥、剥落等病害，为了延长水泥混凝土路面的使用寿命，旧水泥路面改造（维修）将是未来几年道路行业需要急于解决的问题。当前，对于水泥路面进行改造的常用方法是“白加黑”（white and black）技术。即在水泥路面上加铺沥青层，恢复路面的使用功能。但这样的处理方法不能从根源上防止反射裂缝的产生。共振碎石化通过对原有路面进行共振破碎，不仅解决了反射裂缝的问题，而且具有噪音污染少、对路基冲击小、对交通影响小、缩短工期的特点，完全符合高效节能环保理念。
一、共振破碎原理
水泥混凝土路面属于非钢筋混凝土结构，路基等级较低，在交通量逐渐增加的情况下，水泥混凝土路面逐渐出现断板、错板、裂缝、坑洞等问题。如何对这些旧水泥混凝土路面进行翻修已经成为摆在施工单位面前的一个难题。现阶段全国多个地区都进行了不同程度地翻新改造工程，如沥青加铺层技术等，但水泥混凝土路面反射裂缝问题仍对加铺层使用年限与性能起着严重的影响。为有效处理水泥混凝土路面反射裂缝情况，共振破碎技术得到了广泛地应用与推广。该技术地应用可是板块均匀分裂，有效提升水泥路面施工整体质量，可达到良好地施工效果。共振式破碎设备通过振动梁带动工作锤头振动，锤头接触路面。锤头振动频率为44HZ，20毫米为振幅。利用锤头振动频率调节，使其与水泥面板固有频率相近，激发其共振，进而达到击碎水泥混凝土面板的作用。一般需将专用传感器安装到工作锤头上，以此对路面振动反馈有效感应。通过计算机对振动频率进行自动调节，寻找被击物的频率，并在锤头下部分位置引起水泥面板共振，以此迅速降低混凝土内部颗粒间的内摩擦阻力，并达到崩溃的效果。
二、高速公路旧水泥路面共振破碎技术的施工流程
随着公路工程建设规模的扩展，交通运输量也逐渐上涨。在公路路面等级与质量提升的同时，路面施工质量也得到了人们的重视。共振破碎技术在公路工程水泥路面施工中的应用，可有效提升工程建设的整体质量，其施工流程如下：
1、路面破碎
公路工程水泥路面共振破碎技术应用中，应遵循由外向内的顺序进行水泥路面破碎施工。2幅破碎面搭接宽度需控制在20厘米左右。施工过程中应对机械行驶速度、频率等进行灵活调节，以此确保均匀破碎。由于锤头无法水平移动，不能破碎路面2侧边缘（50厘米到75厘米），为达到良好地破碎效果，应保证共振机械和边缘之间具有30度到50度夹角。
2、破碎压实
选取钢轮压路机对破碎后的路面进行振动压实，一般需进行3到5遍，以此提升表面混凝土的密实度。施工过程中压实速度可控制在每小时5千米以下，压实的作用是进一步破碎路面表层的扁平颗粒，并稳固下层块料，以此将一个平整表面提供给新铺水泥混凝土面层。在路面综合强度过高或过低的路段，必须有效控制压实度，防止过度压实、表面粒径过小等情况的出现。
3、乳化沥青透层
为确保表面松散粒料具有良好的结合力，可通过慢裂乳化沥青进行透层施工。可在每立方米2.5到3.0升之间进行用量地有效控制。随后将一层粒径为3到5毫升的洁净石屑撒布到乳化沥青透层表面，以不黏轮为石屑用量标准。
4、表面整平
沥青透层加铺前，应对路面共振破碎后表面凹陷位置进行整平施工，以此确保施工路面的平整性。水泥路面平整前后，利用振动梁与提浆滚在模板顶面施工，其平整度确定时，可根据斜向反复滑移进行检测，并利用人工找平的方式进行施工，2.5毫米为其最大偏差，并确保间隙不出现于板面和直尺底面。
5、摊铺与碾压
共振破碎施工中如出现软弱沉陷、基层松散，必须进行换填施工。为确保基层和下承层之间具有紧密性，必须进行水泥浆撒布施工。每前进5米单幅水泥用量为50千克左右。要求对松铺系数进行准确计算，因此对摊铺厚度进行有效控制，并通过相应措施对混合料摊铺厚度、标高等进行有效控制。根据摊铺宽度进行压路机数量的确定，一般选取2台双轮双振压路机、2台轮胎压路机、1台钢轮压路机与静作用压路机进行施工。为稳定、提升铺设层承载力可进行初压施工，一般将其碾压速度控制在每小时3千米以下。为确保路面压实度符合施工规定，可进行复压施工，通常碾压速度控制在每小时4千米以下。终压的作用为消除轮痕，确保路面平整性。其遍数为3次左右，速度需控制在每小时5千米以下。
三、高速公路旧水泥路面共振破碎注意事项
伴随改革开放的不断深入，公路工程对国民经济的推动作用也得到了人们的广泛关注。共振破碎技术作为公路工程水泥混凝土路面施工的重要技术之一，其施工技术水平的高低将直接影响到工程的整体质量，为此，施工单位必须对共振破碎施工中的注意事项加以重视，只有这样才能推动交通工程的快速发展，才能为国民经济增长提供可靠保障。
1、在地势较低、路面积水多的地区不适应进行共振破碎施工。路基黏土含水量大火黏土内混入泥沙，需进行部分路段翻挖施工。共振破碎施工是将原有水泥混凝土路面共振破裂，不是粉碎，因此必须有效控制施工压实度，表面压平、压稳后即可停止施工。施工中可选取钢轮振动压路机（10吨）进行施工，以此对破碎混凝土模量有效提升，随后在表面利用水罐车进行洒水施工。
2、一般在干燥环境中实施共振破碎施工，以便保存混凝土破碎施工中出现的细小颗粒，以此与粗颗粒成为一个整体，并对水泥路面强度进行全面提升。与此同时，干燥环境还可防止土基软弱与沥青混凝土面层出现水损害等情况。为确保排水通畅性可进行边缘排水系统设置，也就是将横向排水管设置在相隔100到300米范围内或设置在较低位置，进而将道路内的水顺利排出，并将多孔塑料管铺设到沟底位置。
四、结束语
综上所述，共振碎石化技术是对旧水泥混凝土路面改造的一种新技术，通过共振碎石化施工，不仅解决了旧路面改造的质量问题，还大大缩短了工期，节约了大量路基材料，大幅降低了工程造价，同时一举解决了碎块垃圾的处理，具有减轻白色污染等优点，是旧水泥混凝土路面翻修改造的理想方法。随着我国旧水泥混凝土路面改造工程规模的不断扩大，这一先进适用的共振碎石化技术将会得到更多的推广应用，也必将带来更好的经济效益和社会效益。■
参考文献
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