1舊水泥混凝土路面共振碎石化技術(shù)
共振碎石化技術(shù)是利用專門的共振破碎機(jī)產(chǎn)生的低幅高頻振動(dòng)將舊水泥混凝土板塊共振破碎。路面破碎后，相互嚙合嵌擠，可看成為兩層，上層為碎石層，下層為板體性較好但有許多裂縫的破裂層。裂縫多為與水平向成42-46度，即基本沿最大剪切面破裂。目前一般是將共振碎石化水泥混凝土層作為底基層，再在其上加鋪瀝青混凝土面層。
1986年，John Brizzell(紐約州運(yùn)輸部的工程師)首次使用RPB共振破碎機(jī)進(jìn)行道路破碎。RPB共振破碎機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率為257-442kW，總重達(dá)27.2-31.8 t，錘頭寬203.2 mm，重23 kg,1 d可破碎一條車道1.6-2.7 km。破碎機(jī)械將水壓能量通過(guò)一根方形鋼梁(寬46-66 cm)傳遞給錘頭，在偏心軸力的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生42-46 Hz頻率的振動(dòng)諧波，振幅為10-20 mm，其振動(dòng)能量(振動(dòng)力8.89 kN左右，破碎應(yīng)力52 MPa左右)傳遞到水泥混凝土板，引起板的共振并迅速破碎開裂。
2舊水泥混凝土路面共振碎石化施工流程
對(duì)于共振碎石化施工流程，國(guó)外有不少的使用經(jīng)驗(yàn)介紹，如aI的預(yù)設(shè)手冊(cè)等。結(jié)合本市的工程實(shí)際和原上海市市政工程管理局的科研課題.‘舊水泥路面碎石化力學(xué)機(jī)理及加鋪技術(shù)研討”.將共振碎石化的施工流程總結(jié)如下。
2.1破碎前期準(zhǔn)備工作
主要包括路況實(shí)地調(diào)查、排水系統(tǒng)的設(shè)置以及舊路的清理。
在工程實(shí)施前，要對(duì)道路的路基、橋涵分布、沿線建筑結(jié)構(gòu)等情況詳細(xì)查明，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)共振機(jī)械破碎參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，降低對(duì)這些路段或設(shè)施的破壞。必要時(shí)考慮對(duì)舊水泥混凝土路面進(jìn)行縱向切割.給舊水泥混凝土板塊提供一定的伸縮位移空間。
是否安置了排水系統(tǒng)，且安置是否合理是決定碎石化路面成功的關(guān)鍵。因此.在碎石化施_E前應(yīng)提前設(shè)置排水系統(tǒng)。同時(shí)，破碎前要清理舊路上的瀝青補(bǔ)塊和接縫填料。2.2試振及開挖試坑檢查
舊水泥混凝土破碎質(zhì)量主要受破碎機(jī)施工速度、振幅、振動(dòng)頻率、破碎順序、破碎施工方向以及不同基層強(qiáng)度、剛度條件對(duì)破碎機(jī)調(diào)整要求等的影響。因此，要求先進(jìn)行試破碎，通過(guò)開挖樣坑(如圖3)，檢查破碎粒徑分布情況以及均勻程度，確定破碎機(jī)施工參數(shù)以及施工組織舉措。試坑應(yīng)采用密級(jí)配粒料回填并壓實(shí)。
2.3破碎施工
在做好交通扼制和揚(yáng)塵扼制的同時(shí)。破碎施工中重點(diǎn)要注意以下方面:
(1)若外側(cè)車道邊緣有路緣石或其它設(shè)施、內(nèi)側(cè)車道靠中央分隔帶邊緣阻礙共振機(jī)械的施工，即沿著車道縱向破碎時(shí)。內(nèi)外側(cè)車道邊緣會(huì)有50側(cè)車道邊緣成350-50。的角度破碎。
(2)破碎施工順序一般是由外側(cè)車道開始。如果中間車道作了縱向切割，也可由中間向外側(cè)的順序破碎。破碎施工速度扼制在1.G-2.7 km·車道/d，每一遍破碎寬度約。.2m，一條車道(3.5--3.7 5 m)破碎完需要18-2。
(3)在破碎一個(gè)車道的過(guò)程中，實(shí)際破碎寬度應(yīng)超出一個(gè)車道，與相鄰車道搭接部分。寬度至少15 cm。
(4)施工中，駕駛操作員應(yīng)隨時(shí)注意觀察機(jī)械工作情況、錘頭破碎效果.應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整破碎參數(shù)，以盡可能達(dá)到較好的破碎效果。
在實(shí)際施工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)部分路段存在脫空現(xiàn)象(包括水泥板底基層脫空和基層底土基脫空)。若脫空區(qū)域較小，則碎石化機(jī)械應(yīng)放慢行進(jìn)速度，降低振動(dòng)能量再進(jìn)行破碎;若脫空區(qū)域過(guò)大.則應(yīng)先進(jìn)行灌漿處理。然后再一并與其它路段進(jìn)行碎石化處理
2.4破碎層的整理
路面破碎完，清除舊水泥混凝土接縫之間的松散填料以及較大粒徑的碎石塊，采用密級(jí)配碎石粒料回填。對(duì)于破碎后有大約5 cm的凹地，同樣應(yīng)采用級(jí)配碎石粒料回填。
在攤鋪上層結(jié)構(gòu)之前，要加強(qiáng)對(duì)破碎層的保護(hù)，同時(shí)對(duì)剛度不足區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。然后對(duì)破碎層進(jìn)行2}5遍的鋼輪振動(dòng)壓實(shí)。2.5瀝青混凝土路面加鋪
破碎層碾壓后，一般可不做處理直接加鋪瀝青面層，加鋪工藝同其它瀝青路面。
3在上海運(yùn)用的典型工程實(shí)例
近五年.共振碎石化技術(shù)在上海得到大量運(yùn)用?，F(xiàn)將3條典型工程實(shí)例介紹如下。
3.1滬青平公路“白改黑”工程
滬青平公路貫穿仁海市閡行區(qū)與青浦區(qū).它起點(diǎn)位于閡行區(qū)的虹橋路，向西經(jīng)吳家巷、徐徑、趙巷等直抵青浦鎮(zhèn).再向西往米家角、西岑、淀山湖風(fēng)景區(qū)、金澤鎮(zhèn).迄于上海與江蘇吳江市交界處.全長(zhǎng)約53.75 km。1993年全線改建為“‘四快二慢”的水泥混凝土路面。
在2005年試鋪了0.477 km的共振碎石化的試驗(yàn)段，在2007,2008年分別進(jìn)行了大范圍的共振碎石化革新。具體里程與路面結(jié)構(gòu)。
3.2同三國(guó)道“白改黑”工程
同三國(guó)道始建于1989年，為二級(jí)公路城鎮(zhèn)段。同三國(guó)道為四快二慢，設(shè)機(jī)非分隔帶。該路于2006年進(jìn)行大修，原機(jī)動(dòng)車道路面結(jié)構(gòu)組合為:
24 cm水泥混凝土路面面層+30 cm粉煤灰三渣基層+15 cm礫石砂墊層。
根據(jù)交通流量計(jì)算，同三國(guó)道改建后瀝青路面預(yù)設(shè)使用期內(nèi)一條車道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次為6 346 472次/車道。
3.3沈磚公路“白改黑”工程
沈磚公路西起青浦區(qū)沈巷鎮(zhèn)，東至滬松公路。沈磚公路松江段全長(zhǎng)約巧km，屬于二級(jí)公路。
原機(jī)動(dòng)車道路面結(jié)構(gòu)層為:22 cm水泥混凝土路面+30 cm粉煤灰三渣+15 cm礫石砂。
該路10 km路段在2006年、2009年通過(guò)共振式碎石化進(jìn)行革新。
該路面預(yù)設(shè)偏于保守，將原有水泥混凝土路面破碎并壓實(shí)后作為底基層，上面鋪設(shè)粉煤灰三渣基層和瀝青混凝土面層，革新后的路面預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)
除以上典型工程外，本市公路還在2006年的金山平大道、2009年的滬宜公路“白改黑”工程、320國(guó)道部分路段“白改黑”工程和2009年北青公路“白改黑”工程中采用過(guò)共振碎石化技術(shù)，其路面結(jié)構(gòu)與上述基本一致，在此不一一列出。4舊水泥混凝土共振碎石化的路況剖析與評(píng)價(jià)
由于共振碎石化技術(shù)在上海公路“白改黑”工程中屬于新技術(shù)，對(duì)于使用效果進(jìn)行了跟蹤觀測(cè)。一方面，通過(guò)外觀路況調(diào)查，定期實(shí)地查看使用情況;另一方面，通過(guò)路況檢測(cè)設(shè)施，定期檢測(cè)路面平整度、路面損壞狀況指數(shù)等路況數(shù)據(jù)，以評(píng)價(jià)革新效果，其中PC'.I采用路況攝像車檢測(cè)，路面平整度采用激光斷面儀檢測(cè)。
從外觀觀測(cè)，上述“白改黑”工程效果良好。雖然局部路段也有部分裂縫、輕微車轍等損壞，但整體路面使用效果較好，沒(méi)有出現(xiàn)連續(xù)反射裂縫(特別是橫向反射裂縫)，達(dá)到預(yù)期效果。
由于部分路段革新時(shí)間不長(zhǎng)，因此，為了使剖析更具代表性，選取使用時(shí)間較長(zhǎng)的同三國(guó)道和沈磚公路2006年革新路段路況數(shù)據(jù)(路面狀況指數(shù)PCI和國(guó)際
從路況數(shù)據(jù)剖析，通過(guò)破碎化革新后的路面，不管是PCI還是IRI都維持在一個(gè)較好水平、而且路況衰減也相對(duì)較小。
(1)從IRI數(shù)據(jù)剖析。同三國(guó)道從2006年革新后通車到2009年三年的時(shí)間內(nèi)，IRI只增加了0.03 m/km;而沈磚公路在水泥破碎層之上又加鋪了三渣基層。且其交通量相對(duì)比較小，從2007,2008年的IRI剖析(由于另一段2009年“白改黑”革新無(wú)法檢測(cè)路況數(shù)據(jù))，其平整度一直維持在較高水平，均值分別為1.66和1.85。
(2)從PCI數(shù)據(jù)剖析。同三國(guó)道2007年、2008年和2009年的數(shù)據(jù)均維持在90分以上，2009年的數(shù)據(jù)比2007年還高，這主要是由于路況攝像車檢測(cè)是抽樣檢測(cè).其數(shù)據(jù)有一定的波動(dòng)性;而沈磚公路的2007年和2008年數(shù)據(jù)基本一致，均維持在95分，屬于優(yōu)等。
5結(jié)論與建議
(1)通過(guò)共振碎石化技術(shù)在上海公路“白改黑”工程的運(yùn)用可知，共振碎石化是一種有效的技術(shù)手段。同時(shí).它能做到原路面材料100%循環(huán)利用，符合環(huán)保理念.是一種綠色養(yǎng)護(hù)手段.值得大力推廣。
(2)共振碎石化技術(shù)對(duì)施工要求相對(duì)較嚴(yán)格，在施工過(guò)程中，要特別注意原水泥混凝土面層的處理，對(duì)于脫空段要重點(diǎn)關(guān)注。如脫空處置不當(dāng)，則破碎化后的粒徑等無(wú)法滿足要求;同時(shí)，在前期準(zhǔn)備中，要重點(diǎn)關(guān)注排水系統(tǒng)的合理設(shè)置。
(3)通過(guò)對(duì)本市幾條典型共振碎石化處置路段的跟蹤觀測(cè)，通過(guò)碎石化革新的公路，其路面平整度和路面破損等均維持在較高的水平，且路況衰減也相對(duì)較小;通過(guò)外觀調(diào)查，沒(méi)有出現(xiàn)連續(xù)橫向裂縫，碎石化技術(shù)較好地消除了原水泥路面革新中常見的病害。
(4)由于國(guó)內(nèi)共振碎石化技術(shù)剛剛起步，國(guó)內(nèi)對(duì)于碎石化后路面加鋪瀝青層的預(yù)設(shè)目前還沒(méi)有統(tǒng)一，針對(duì)具體地區(qū)缺少推薦結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致現(xiàn)在碎石化采用路面結(jié)構(gòu)較多，差別也較大。建議在對(duì)舊路面層力學(xué)剖析深人研討，得到科學(xué)合理的推薦結(jié)構(gòu)層，利于碎石化技術(shù)推廣運(yùn)用。
