水泥砼路面碎石化技术及应用.ppt

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水泥砼路面碎石化技术及其应用周启兆盐城市交通运输局二一年十一月一、碎石化概念及破碎机理二、碎石化施工工艺三、两种破碎法施工效果比较（试验路）四、两种破碎法环境影响比较五、结语一、碎石化概念及破碎机理n碎石化技术原理是通过对水泥混凝土路面进行均匀地冲击、破碎、压实，在损失一部分结构强度和整体性的情况下，把水泥混凝土路面在温度、湿度变化和荷载作用下的位移降低到沥青混凝土面层可以允许的范围内，从而彻底解决反射裂缝，为加铺沥青混凝土路面提供坚实、安全的基础。

n该技术可延长路面使用寿命10年以上，而且具有可比造价优势、不必全封闭交通和有利于环保等特点。

共振（RPB）破碎多锤头（MHB）破碎施工机械不同根据破碎原理和多锤头破碎技术特点n多锤头破碎是通过利用多个锤头的自重交叉起落均匀冲击路面，重锤的下落对水泥混凝土板块产生瞬时、点状的冲击作用。

在锤头的提升过程中，发动机使锤头产生势能；在锤头下落的过程中，势能转化为动能对路面产生冲击作用使原面板破碎。

共振法破碎技术特点n其原理是锤头与路面撞击产生共振使混凝土加速破碎。

破碎机械将水压能量通过一根方形钢梁传递给锤头，在偏心轴力的驱动下产生4246Hz频率的振动谐波，其振动能量传递到水泥混凝土板，引起板的共振并迅速破碎开裂。

两种破碎机械的技术指标类别多锤头共振锤数12（16）个/锤重453.6544.3（680.4）kg/整机宽254（396）cm/整机重21319（25855）kg2721631752kg整机高295cm/锤宽20.3（30.538.1）cm15.230.5cm落锤高度0152.4cm/冲击破碎应力520MPa（480MPa）60MPa工作速度1.61km车道/台班1.62.7km车道/台班,500m2/h牵引功率/257442kw振幅/12cm振动频率/4246HZ破碎角/4246二、碎石化施工工艺二、碎石化施工工艺碎石化施工工艺加铺工艺破碎工艺整备工艺施工质量控制验收标准路况调查评定及准备工作交通状况（车辆组成及轴载）水泥混凝土路面破损状况路面结构承载能力桥涵分布状况道路沿线房屋等建筑情况土质状况路基和路面排水状况其它情况破碎工艺n排水系统的设置n旧水泥混凝土路面的清理n试振及开挖试坑检查n夜间准备工作破碎术施工控制要点交通控制扬尘控制施工注意事项破碎参数特殊路路段处理土质状况边缘破碎控制施工顺序搭接宽度驾驶人员经验控制连续配筋混凝土路面控制噪音及对建筑物影响控制共振特有的注意事项施工注意事项整备工艺n路面破碎后，对于松散的、粒径大的以及较大的凹地的处理n对碎石层的保护：

交通控制；雨水的防治n碎石化后刚度不足局部区域的处理n对钢筋的处理n碾压整备工艺多锤头破碎碾压工艺共振破碎碾压工艺扁平进一步破碎,稳固下层块料面积大于1m2的板块补充破碎采用Z型压路机和单钢轮压路机振动压实13遍，再采用钢轮压振动压路机碾压13遍采用不小于9吨的双钢轮振动碾压机压实25遍开挖移除，垂直移动超过2cm的局部地方，并回填碾压加铺工艺n典型的加铺结构n摊铺时注意事项：

n不能间隔时间太久，必须在碾压完后（48小时之内）马上进行摊铺，以减少车辆交通及雨水对破碎层的影响。

n与其它路段衔接时需采取措施以减少拼接路段应力集中n摊铺速度宜控制在26m/minn埋置式路缘石宜在摊铺结束后安装n碎石化路面摊铺时，对向交通流开放，应注意防止沥青摊铺层间污染，尽可能阻止无关人员及车辆进入摊铺路幅。

质量控制验收标准粒径多锤头破碎：

破碎率达到75%，碎石化层破碎顶面粒径一般在7.5cm以内，上部粒径一般在22.5cm以内，下部粒径在37.5cm以内。

检测应在碾压稳定后通过刨坑过筛或卡尺检测。

共振碎石化层破碎：

粒径大部分在15.2cm以内，破碎粒径大于20.3cm的含量不超过2%，粒径集中在1.57.6cm，破碎层粉尘含量小于0.075mm的不大于7%。

级配多锤头碎石化层不存在明显的级配特性。

共振碎石化层的级配，碎石化层010cm以内，级配控制在级配碎石范围以内，018cm以内，级配接近级配碎石。

质量控制验收标准回弹模量多锤头碎石化层的回弹模量应大于500MPa，但宜小于1700MPa。

共振碎石化回弹模量，碎石化层回弹模量（静态）应大于500MPa，但宜小于1500MPa。

两种方法的模量检测均可以采用承载板法，通过在破碎前对旧路基层顶面的一次测试，然后破碎后相邻位置（同一测点周围1m2的范围）做第二次测试，两次测算结果计算出碎石化层模量值（静态），为了减小因旧水泥混凝土板厚度所带来的计算误差，可同时进行钻芯取样做厚度检测；碎石板层模量，还可以通过FWD测试，反算处动态模量，在根据比例关系式计算静态模量。

质量控制验收标准碾压遍数多锤头碎石化层的碾压变数控制在13遍。

共振碎石化层碾压不宜超过5遍，宜根据破碎程度控制在24遍。

外观的要求碎石化层碾压后，不允许有钢筋外露，不允许有沥青接缝料、补块等存在；摊铺前不允许碎石化表面出现凹陷深度超过2cm。

三、两种破碎法施工效果比较（试验路）试验路概况G204盐城北段水泥路面改造工程（K621+000K654+400）起于阜宁县该段路线全长33.4km，本次处理路段为1km。

15cm二灰碎石基层22cm水泥混凝土路面土基检测内容与方法原路面情况资料的收集原路面使用状况调查取芯试验破碎后粒径检测回弹弯沉试验土基承载力试验回弹模量试验n试验段破损状况整体分布图每个小矩形格代表一块水泥混凝土板块，矩形填充的颜色愈深代表该板块的损坏程度越重，损坏最严重的用红色表示，没有明显病害的用白色表示。

n推荐使用PCI（评定标准）为主，DBL为辅的评价体系来评价原水泥路面的路面状况，不推荐使用PCI（养护规范）指标进行评价。

断裂类病害断裂类病害竖向位移类病害竖向位移类病害接缝类病害接缝类病害表层类病害表层类病害试验段整体土基强度尚可，能够满足碎石化土基CBR不小于8%的要求；路面破损和土基CBR值有较好的相关性，路面状况越好，土基强度越大。

这也说明水泥混凝土路面损坏和土基状况有着密切的联系。

桩号碎石化设备施工参数K0+000K0+168多锤头MHB落锤高度1.1m、落锤间距12cmK0+168K0+332落锤高度1.2m、落锤间距12cmK0+332K0+500落锤高度1.3m、落锤间距12cmK0+500K1+000共振RPB/施工参数：

落锤高度1.1m、落锤间距12cm表面松散层厚度在8cm左右，试坑开挖后侧面裂缝倾角在45左右。

路面破碎后约90的表层粒径在2cm7cm之间：

约80的上12层粒径在10cm17cm之间：

约80的下12层粒径为25cm左右，最大粒径为40cm。

施工参数：

落锤高度1.2m、落锤间距12cm表面松散层厚度在10cm左右，试坑开挖后侧面裂缝倾角在30左右。

路面破碎后约90的表层粒径在2cm5cm之间：

约85的上12层粒径在8cm16cm之间：

约80的下12层粒径为25cm左右，最大粒径为36cm。

施工参数：

落锤高度1.3m、落锤间距12cm表面松散层厚度在13cm左右，试坑开挖后侧面裂缝倾角在20左右。

路面破碎后约90的表层粒径在2cm5cm之间：

约85的上12层粒径在7cm15cm之间：

约80的下12层粒径为25cm左右，最大粒径为32cm。

PRB试坑1表面松散层厚度在11cm左右，试坑开挖后侧面裂缝倾角在30左右。

路面破碎后约90%以上的表面松散层粒径在04cm，而下部嵌锁层90%以上破碎粒径都在1015cm，最大粒径22cm。

PRB试坑2表面松散层厚度在15cm左右，试坑开挖后侧面裂缝倾角在30左右。

路面破碎后约90%以上的表面松散层粒径在04cm，而下部嵌锁层90%以上破碎粒径都在1015cm，最大粒径23cm。

筛孔PRB级配碎石连续型范围级配碎石骨架密实型范围37.510010010026.597.6890100859519.089.977595668016.084.326688445613.278.69598237489.573.57467131414.7570.42305528382.3656.53184018281.1839.12133212200.625.789258140.321.346205110.1515.43313390.0758.970706RPB的松散层整体级配接近连续型级配碎石，但4.75以下颗粒含量超过上限，即比连续型级配碎石还要偏细，可见RPB碎石化方式对水泥板块的破碎相当充分，破碎层的整体粒径偏小，强度损失较大，而抗反射裂缝能力则较强。

另外由于表面粉尘较多，在加铺罩面层前需要进行相应的处理以避免形成软弱夹层。

而MHB没有平滑的级配曲线。

行车道超车道FWDBBFWDBBFWDBBFWDBB板中板角板中板角破碎前MHB弯沉平均值9.213.117.927.89.316.027.223.9MHB弯沉变异系数20.631.035.644.414.634.953.539.2RPB弯沉平均值10.013.422.836.310.424.034.957.4RPB弯沉变异系数28.820.338.557.423.728.425.929.4破碎后MHB弯沉平均值64.776.385.875.347.560.047.978.8MHB弯沉变异系数23.137.335.633.131.041.633.233.3RPB弯沉平均值51.865.2103.9105.633.555.265.187.7RPB弯沉变异系数14.221.439.856.426.732.134.856.5行车道超车道FWDBBFWDBBFWDBBFWDBB板中板角板中板角MHB破碎后与破碎前弯沉之比7.05.84.82.75.13.71.83.3RPB破碎后与破碎前弯沉之比5.24.94.62.93.22.31.91.5桩号施工参数回弹弯沉平均值（0.01mm）回弹弯沉变异系数（%）K0+000K0+168落锤高度1.0m、落锤间距12cm110.635.0K0+168K0+332落锤高度1.1m、落锤间距12cm73.750.1K0+332K0+500落锤高度1.2m、落锤间距12cm79.425.0n破碎前后弯沉盆形态对比承载板测试回弹模量结果测点编号测点桩号回弹模量（MPa）破碎方式平均值（MPa）标准差1K0+078178.6MHB234.337.062K0+145235.93K0+260254.84K0+375224.65K0+480277.66K0+525278.2RPB273.3528.687K0+634312.38K0+788285.49K0+820250.110K0+976240.8n承载板测试回弹弯沉试验结果n破碎前的板中弯沉普遍较小，在10（0.01mm）左右，而板角弯沉差异相对较大，平均值在2030（0.01mm）之间，说明部分路段存在不同程度的板底脱空现象。

n对于板中弯沉而言，破碎后弯沉普遍增大37倍，而对于板角而言，由于破碎前脱空的存在，弯沉普遍增大1.55倍。

nRPB破碎后板中弯沉平均值要小于MHB破碎后板中弯沉平均值，这说明RPB破碎后板中顶面承载能力要好于MHB。

同时RPB破碎后板中弯沉变异系数也要小于MHB，这说明RPB破碎后顶面强度的均匀性也要好于MHB。

而对与板角弯沉而言，结果表现出了相反的结论，一方面是由于破碎前MHB试验段板角弯沉就普遍小于RPB试验段，另一方面是由于MHB在板角位置往往不能充分破碎，因此仍保留有相当的强度。

四、两种破碎法环境影响比较建筑物人振源噪音测试n横断面测试噪音位置布设图纵断面测试噪音位置布设图横断面噪音测试多锤头与共振设备的噪音进行比较，在距振源距离相同的条件下，共振碎石化的平均噪音要比多锤头的高15.08分贝。

纵断面噪音测试在距振源距离相同的条件下，共振碎石化的平均噪音要比多锤头的高15.83分贝。

碎石化施工对沿线环境的振动监测测试方案当深度为0m时，共振的水平向加速度比多锤头的小0.1