旧水泥混凝土板粉碎技术是通过专用设施对旧水泥混凝土路面进行打裂、粉碎,从而减小板的有效面积,充分释放内应力,降低因温度、湿度变化和车辆荷载的综合作用而产生的板块位移,从而解决反射裂缝等病害对加铺层的损坏问题。
旧水泥混凝土板粉碎处理技术具有很多优点,能够缩短施工工期,优化路面结构,节约投资,并且使资源得以就地再生利用,在减少废料丢弃的同时,又能保护生态环境,实现资源环境可持续发展,具有十分明显的环境效益、经济效益和社会效益。
2旧水泥混凝土板粉碎技术
2.1多边形冲击粉碎技术冲击粉碎采用冲击压路机,将传统光轮压路机的圆形钢轮改为多边形,工作原理是利用钢轮轮面与地面的阻力作用,使轮轴反复抬升和落下,从而使钢轮对路面产生冲击力。目前常用的冲击压路机有两种。可以看出,三边形冲击压路机所具有的能量要比五边形高得多,对于水泥混凝土路面板来说,将水泥板破裂压稳,对基层补充压实只是一个辅助的作用,如果采用三边形进行冲压,能量过大,将使水泥混凝土板过于粉碎,影响作为基层的使用。所以在旧水泥混凝土路面的革新中,一般都是采用五边形冲击压路机。冲击压路机可以产生很大的冲击波,作用深度可以达到5m,有效的作用深度也在2m左右。目前,该设施在国内主要用于高填土路堤碾压,应用结果表明,其在减小路基工后沉降,提高路基整体强度及加固软弱地基方面比常规碾压的效果要好。该技术在路基压实方面的应用较多,但在旧水泥混凝土路面上进行冲压粉碎的工程实例并不多。
2.2碎石化技术碎石化技术是水泥混凝土路面粉碎工艺中较为常用、有效的一种施工工艺。美国沥青学会将碎石化定义为:一种将水泥混凝土路面粉碎成颗粒的加工过程。在含有钢筋的混凝土中,应将钢筋与混凝土颗粒分离,粉碎颗粒应呈一定的角度互相啮合。根据使用机械设施的不同,碎石化有两种途径:通过重锤下落进行粉碎和通过振动进行粉碎。水泥混凝土路面碎石化设施常采用多锤头粉碎机MHB,该设施具有橡胶轮胎,以柴油机作为动力源,在其后部有两排重锤,重锤重量为1000磅~1200磅,每对重锤单独地以一套液压提升系统为动力,在粉碎时按一定规律下落。重锤下落时可产生1000磅~8000磅的冲击能量。通过扼制重锤下落高度可以扼制粉碎后的颗粒尺寸,一般来说,颗粒范围在7.5cm~30cm之间能取得良好的使用效果。共振型碎石机械是利用振动梁带动工作锤头振动,锤头与路面接触,通过调节锤头的振动频率,使其接近水泥面板的固有频率,激发其共振,将水泥混凝土面板击碎。工作锤头上装有专用传感器,感应路面的振动反馈,由电脑自动调节振动频率,搜寻被击物的自有频率,并引起水泥面板在锤头下局部范围内产生共振,使混凝土内部颗粒间的内摩擦阻力迅速减小而崩溃。高频低幅的共振设施振动小、噪声低,对环境影响小。粉碎后的粒料经压路机碾压4~6次,按预设要求摊铺到新的沥青混凝土路面或水泥混凝土路面上。
2.3粉碎技术对比剖析主要粉碎技术的对比剖析如表2所示。从表2中可以看出:冲击粉碎技术与碎石化技术对道路两侧建筑物的影响范围不同,冲击粉碎技术为30m,而碎石化技术为20m.冲击粉碎技术相对于碎石化技术对原病害板的处理数量较多,但是防止反射裂缝的效果没有碎石化技术好。在选择具体方案时,应结合经济因素,根据道路现状及周围环境综合进行。
3旧水泥混凝土板粉碎施工扼制要点
3.1施工前的准备根据施工路段的基本情况,如工程概况、交通路线、路面结构、路面状况和性能等综合确定进行粉碎的路段。对采用粉碎技术处理的路段进行现场查验,由于粉碎机的冲击力会对其直接作用的结构物造成破坏,因此在粉碎施工前,对于埋深在1m以内(若埋深大于1m,粉碎机的影响较小,可不予考虑)的隐蔽工程,施工前应标明桩号,采用换板等其他举措进行处理,不能进行粉碎。对于桥梁、通道等,应粉碎到桥头搭板的后端。需对粉碎路段进行封闭,禁止车辆及行人滞留在施工路段,确保施工安全。
3.2原路面的粉碎
3.2.1对于水泥混凝土冲击粉碎,可采用“路肩→行车道→超车道”的顺序,因为压实机械在水泥板水平方向的约束力越小,其粉碎效果越好。应根据旧水泥混凝土路面的实际情况,确定压实机的冲压遍数。一般情况下,冲压20遍左右,旧路面可达到稳定。冲压前几遍,以粉碎为主要目的,行驶速度可扼制为7km/h~9km/h,后几遍要达到粉碎和稳固的双重目的,行驶速度宜扼制为9km/h~12km/h.
3.2.2对于水泥混凝土的碎石化,粉碎效果与粉碎机的落锤高度以及水泥混凝土面板的病害情况、板体强度等因素有关,因此,粉碎施工时要及时检查路面的粉碎程度以及粉碎粒径的大小,并根据实际情况及时调整落锤的高度,使粉碎后的路面均匀一致,达到粉碎施工的目标要求。粉碎机粉碎时应从水泥混凝土路面高处向低处进行,粉碎宽度应超过一个车道,与相邻车道搭接一部分,其宽度不小于15cm,以保证搭接部分的粉碎质量。
3.2.3另外,进行粉碎施工时容易对沿线设施产生破坏作用,因此,施工时要特别注意对沿线设施的保护。
3.3粉碎后的稳固粉碎后稳固板块的目的是使板块与基础充分接触,提高承载力。常用的稳压方式是采用重型胶轮压路机(15t以上)进行多次碾压,碾压过程中如发现有松动的板块要及时消除并用碎集料回填,直至板块均匀稳固,无明显变形为止。
4结语
粉碎技术是旧水泥混凝土路面革新中的一项新技术。旧水泥混凝土路面革新时,采用粉碎新技术对旧路面板进行粉碎后,可直接作为路面基层使用,其加铺层不会产生严重的反射裂缝,具有良好的经济和社会效益。水泥混凝土路面在我国一直使用较多,并且发展较快,故旧水泥混凝土板粉碎技术在我国具有十分广阔的应用前景。
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