淺談舊水泥混凝土路面碎石化技術(shù)

袁愛強(qiáng)

(濰坊市工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司 山東濰坊 261000)

淺談舊水泥混凝土路面碎石化技術(shù)

袁愛強(qiáng)

(濰坊市工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司 山東濰坊 261000)

舊水泥混凝土路面的處理方法就是碎石化技術(shù)，在國(guó)外碎石化技術(shù)已有三十多年的歷史。碎石化技術(shù)就是指對(duì)舊水泥混凝土路面利用專門的設(shè)備進(jìn)行破碎和壓穩(wěn)的施工方法。這種施工方法的優(yōu)點(diǎn)就在于能夠?qū)愉亴拥姆瓷淞芽p問題進(jìn)行根治，對(duì)水泥混凝土路面破碎難以維護(hù)的問題進(jìn)行有效地解決，同時(shí)這種方法還具有高效、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。本文圍繞著舊水泥混凝土路面碎石化技術(shù)這一主題展開了討論。

水泥混凝土路面；碎石化；施工

1 碎石化技術(shù)的類型

1.1 打碎壓穩(wěn)

對(duì)舊水泥混凝土路面使用低頻振動(dòng)落錘等方式可以碎裂路面，隨后再使用相關(guān)的機(jī)械進(jìn)行碾壓，從而使其形成上細(xì)下粗的碎石結(jié)構(gòu)層，這種碎石化技術(shù)就是打碎壓穩(wěn)工藝。這種結(jié)構(gòu)層的均勻性明顯高于打裂壓穩(wěn)工藝下形成的結(jié)構(gòu)層，但打裂壓穩(wěn)工藝的結(jié)構(gòu)整體剛度較強(qiáng)。共振式破碎機(jī)以及多錘頭沖擊破碎機(jī)為打碎壓穩(wěn)工藝的兩種代表性機(jī)械設(shè)備[1]。

1.2 打裂壓穩(wěn)

將高能量低頻沖擊外力應(yīng)用于舊水泥混凝土路面，從而達(dá)到使舊水泥混凝土路面板出現(xiàn)裂縫，從而造成其板體性喪失的碎石化技術(shù)就是就是打裂壓穩(wěn)工藝。在路面出現(xiàn)裂縫之后，還要應(yīng)用壓實(shí)機(jī)械碾壓路面，使得結(jié)構(gòu)層形成，保證其均勻而穩(wěn)定。舊水泥混凝土路面在高能量低頻沖擊外力下，會(huì)出現(xiàn)細(xì)微而不規(guī)則的裂縫，然而此時(shí)的舊水泥混凝土路面雖然開裂，但其整體剛性仍然較高，但其具有較差的均勻性，如果將很薄的瀝青混凝土直接鋪上舊水泥混凝土路面之上，就有可能出現(xiàn)反射裂縫。鍘刀式?jīng)_擊破碎機(jī)以及沖擊式壓路機(jī)是打裂壓穩(wěn)工藝的兩種代表性機(jī)械設(shè)備。

1.3 集料化

作為一種非常徹底的重建手段，集料化就是再生舊水泥混凝土路面，使其再次成為集料，隨后再將其用來(lái)進(jìn)行墊層、底基層以及基層的修筑，其主要工藝過(guò)程有三個(gè)步驟。

（1）路面破碎與清運(yùn)

這一步驟是破碎舊水泥路面，再將其挖掘裝運(yùn)到集料處理場(chǎng)[2]。

（2）加工集料

首先要對(duì)水泥混凝土碎塊上的泥土和基層材料進(jìn)行清除，隨后使用對(duì)水泥混凝土塊使用破碎機(jī)進(jìn)行破碎，將其破碎為碎塊，粒徑低于152 毫米，并將路面板中的鋼筋使用電磁鐵進(jìn)行剔除。再破碎超過(guò)76毫米粒徑的碎塊，將沒有清理干凈的鋼筋清除干凈。再使用雙篩網(wǎng)篩分機(jī)篩出分級(jí)過(guò)篩粒徑在76毫米以下再生集料。

（3）利用再生集料

再生集料主要用在進(jìn)行墊層、底基層以及基層的修筑中。

2 碎石化設(shè)備及其技術(shù)特點(diǎn)

2.1 共振式破碎機(jī)

打碎壓穩(wěn)類機(jī)械中包含了共振式破碎機(jī)，舊水泥混凝土路面在接觸機(jī)械的時(shí)候，破碎機(jī)的凸輪在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)偏心力，在這種情況下，會(huì)出現(xiàn)低幅高頻的振動(dòng)，水泥混凝土能夠吸收大部分的振動(dòng)能量，從而破碎水泥混凝土路面。美國(guó)制造的共振式破碎機(jī)PB4，就有一塊厚度為0.16米，寬度在0.5到0.55米之間、長(zhǎng)度為3.8米的振動(dòng)鋼梁懸掛在機(jī)械下方，這塊鋼梁有軸連接著偏心塊，在轉(zhuǎn)動(dòng)偏心軸的時(shí)候，鋼梁的振動(dòng)頻率為44赫茲，最大振幅約為10毫米[3]。

在對(duì)水泥混凝土路面進(jìn)行破壞時(shí)，PB4具有非常好的破碎效果，在路面深度不斷增大的情況下，其振動(dòng)能量也會(huì)隨之而降低。所以，破碎后的路面形態(tài)也呈現(xiàn)出下粗上細(xì)的狀態(tài)，可以控制水泥混凝土碎塊粒徑為200毫米，PB4具有較高的破碎頻率，每臺(tái)班約為 1.6 km×車道數(shù)。

2.2 多錘頭破碎機(jī)

打碎壓穩(wěn)機(jī)械中就包括了多錘頭破碎機(jī)，這種設(shè)備為輪胎自形式，有兩排重錘在其后部，錘子的重量約為454到545千克，液壓提升系統(tǒng)在重錘前后都有設(shè)置，這種系統(tǒng)會(huì)為重錘提供動(dòng)力，在重錘對(duì)舊水泥混凝土路面進(jìn)行破碎的過(guò)程中，其下落會(huì)按照一定的規(guī)律進(jìn)行，每次重錘下落產(chǎn)生的沖擊能量都在1.38到11.1千焦之內(nèi)。

在對(duì)舊水泥混凝土路面進(jìn)行破碎的過(guò)程中，多錘頭破碎機(jī)都具有較高的破碎效率，每臺(tái)班約為 2 km×車道[4]。多錘頭破碎機(jī)可以調(diào)節(jié)落錘的高度，從而控制其破碎的舊水泥混凝土粒徑，一般在75到300毫米之間，其狀態(tài)為下粗上細(xì)。

沖擊壓路機(jī)與多錘頭破碎機(jī)之間存在很大的不同，多錘頭破碎機(jī)不具備碾壓功能，Z形壓路機(jī)為其配套的壓實(shí)機(jī)。在鋼輪壓路機(jī)上添加 Z字斜向波紋突出條后就是Z形壓路機(jī)，其在對(duì)水泥混凝土碎塊進(jìn)行碾壓時(shí)，一些粒徑不太均勻的碎塊在Z形波紋突出條的碾壓下，不會(huì)出現(xiàn)擠出水泥混凝土顆粒的情況，進(jìn)而能夠?qū)δ雺旱钠秸群托ЧM(jìn)行有效的保障。

2.3 簡(jiǎn)易碎石機(jī)設(shè)備

前些年，我國(guó)多使用拖拉機(jī)牽引拖車上設(shè)置的落錘或小型打樁機(jī)破碎舊水泥混凝土路面。落錘破碎法是用過(guò)對(duì)落錘的進(jìn)油量進(jìn)行控制，或者調(diào)整牽引車的運(yùn)行速度從而對(duì)落錘高度進(jìn)行控制，進(jìn)而控制落錘的破碎力。這些用于破碎的機(jī)械較為簡(jiǎn)易，具有水泥混凝土破碎不均勻、噪音大、效率低等缺點(diǎn)。根據(jù)其工作過(guò)效率和質(zhì)量進(jìn)行探究分析，可以發(fā)現(xiàn)這種設(shè)備很難對(duì)大面積的水泥混凝土路面重建的需要進(jìn)行滿足[5]。

2.4 沖擊壓路機(jī)

在重建水泥混凝土路面的過(guò)程中，處理舊水泥混凝土路面使用最多的方式就是打裂壓穩(wěn)，沖擊壓路機(jī)是這一工藝的代表性機(jī)械。這種機(jī)械是周期性的沖擊舊水泥路面，其沖擊力是通過(guò)滾動(dòng)五角形或三角形輪而形成的，這種沖擊力能夠有效的破裂路面。

沖擊壓路機(jī)最大的特點(diǎn)就是大振幅和低頻高能量，其具有 2赫茲左右的工作頻率，振幅在0.1到0.22米之間，最大沖擊力是靜壓力的十倍，超過(guò)200噸，沖擊能量約在15到25千焦，與靜壓力相比，其沖擊影響深度多了3到5倍，與振動(dòng)壓路機(jī)相比則高出2到3倍。所以，在將舊水泥混凝土路面打裂之外，沖擊壓路機(jī)還能對(duì)舊水泥混凝土路面板脫空的情況進(jìn)行消除，從而使得地基加固。以使用的經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，若果想要分裂舊水泥混凝土路面為塊狀，且長(zhǎng)度低于0.6米，沖擊次數(shù)則控制在20到25次之間，每臺(tái)班2～3 km×車道數(shù)為其破碎效率。舊水泥混凝土路面在沖擊壓路機(jī)下形成的裂縫一般細(xì)微且不規(guī)則，所以需要進(jìn)行灑水，從而才能進(jìn)行觀察[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

本文就舊水泥混凝土路面碎石化技術(shù)進(jìn)行了探討，首先介紹了碎石化技術(shù)的類型，隨后分析研究了碎石化設(shè)備及其技術(shù)特點(diǎn)。通過(guò)碎石化機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，對(duì)舊水泥混凝土路面進(jìn)行破碎，不僅具有保護(hù)環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，還能方便路面工程的修建。

[1]李軍,呂江峰,于恒峰.舊水泥混凝土路面多錘頭碎石化施工工藝研究[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2011,08:122-125.

[2]史仍超,支喜蘭,張叔林,王海俐.舊水泥混凝土路面共振碎石化施工參數(shù)研究[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2015,12:88-90.

[3]郭慶利.多錘頭碎石化技術(shù)在舊水泥混凝土路面大修工程的應(yīng)用[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2016,01:167-171.

[4]邊建民.多錘頭碎石化破碎舊水泥混凝土路面施工技術(shù)在養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用[J].交通世界(建養(yǎng).機(jī)械),2011,04:92-93.

[5]吳桂金,吳思源,馬二偉.舊水泥混凝土路面碎石化原位利用技術(shù)應(yīng)用[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化,2011,06:64-66+69.

[6]王永良,張洪亮,郭桂宏,呂江峰.碎石化舊水泥路面上水泥混凝土加鋪層應(yīng)力分析[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化,2014,03:54-59.

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1007-6344（2016）10-0015-01