碎石化技术.doc

3.1多锤头处理方法施工的确定 《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2002）规定：旧混凝土面层损坏状况等级为差时，宜将混凝土板破碎成小于400mm的小块，用于新建路面的底基层或垫层，并按新建水泥路面或沥青路面类型进行设计。根据旧水泥路面板破碎技术研究成果常用的破碎工艺有多锤头碎石化技术、冲击压实技术。 多锤头碎石化技术和冲击压实技术比较 多锤头碎石化技术是将采用多锤头式破碎设备将旧水泥混凝土路面破碎成柔性结构的一项技术，破碎后水泥混凝土路面颗粒粒径小，力学模式更趋向于级配碎石，经多锤头碎石化破碎的水泥路面，粒径自上而下逐渐增大。因上部小颗粒粒径经压实后形成平整表面易于摊铺，下部大颗粒之间形成嵌挤结构，故破碎并压实后的混凝土路面，易形成紧密性好、内部结构稳定、密度高的材料层，从而可为加铺层提供更好的结构强度。重锤下落时可产生1.38～11.1kJ的冲击能量。 冲击压实技术采用多边形钢轮冲击压路机，通过调节冲击压路机的行走速度和冲击压实遍数，冲击破碎旧路面板，达到不同的作用效果。冲击压实通过势能和动能周期性转化为集中的冲击能作用于地面，达到连续破碎和压实路面的目的。冲击压实工艺主要的压实是依靠冲击力、振动力和碾压静重力三者共同作用。冲击压路机应用于旧水泥混凝土路面改造，能集破碎、稳固于一身。其压实能量一般在130～200kJ之间，通过20遍左右的重复作用于板块足以消除脱空、将碎块稳固。除此之外，板下基层和土路基被进一步压实，承载能力进一步提高，为在上面加铺罩面层提供一个无应力状态的稳定下基层。 冲击压实技术相对于多锤头碎石技术具有优点： 运行速度快、施工工序少、工期短。 作用能量大，能够提高路基强度、稳定性和均匀性，防止不均匀沉陷而造成的路面损坏。 然而冲击压路机在破碎施工中也存在一些问题： 冲击压路机体积比较庞大，施工作业面比较宽（一般都在6米以上）。 冲击压路机转弯半径小，破碎施工不宜掉头。 作用能量大，对周边环境影响比较大。 3.2 多锤头碎石化技术破碎工艺和流程 3.2.1 路面碎石化后强度形成机理 水泥混凝土路面碎石化后分为表面细粒散层（2～5cm）、碎石化层上部（约10cm）和碎石化下部（约10cm）三个层次。 碎石化层表面再压实过程中，颗粒被压密，形成嵌挤薄层，通过洒布透层油，具有较高的黏结力，并具有一定的强度和稳定性。 碎石化层上部强度主要来源于内摩阻角。 碎石化层下部是“裂而不碎、契合良好、联锁咬合”的块板结构，具有良好的“拱效应”，能将竖向压力变为水平推力，借以扩散荷载。另外，该结构自稳，具有很好的咬合嵌挤作用。 3.2.2多锤头碎石化设备 1）多锤头破碎设备 多锤头破碎设备后部有排重锤。该机械所携带的重锤质量为454～544.8kg,分两排成对装配在整台机械的尾部，锤头的提升高度可在0.8～1.3m之间可调节。具备一次破碎宽度达3.75m的能力，典型工作效率是3600～4500m2/台班。破碎后颗粒尺寸是可控制的，粒径范围在7.5～37.5cm之间，具有良好的使用效果。控制破碎后颗粒尺寸可以通过控制重锤下落高度来实现。 2）Z型钢轮压路机 Z型钢轮压路机为单压实轮，携带Z型钢箍通过螺栓固定在压实轮表面，最小毛重不低于8t，而且能进行振动或静压。其作用为：①保证轮下颗粒不至于向外挤出；②对表面颗粒有更好的压碎效果，有利于表面平整。 3）振动钢轮压路机 振动钢轮压路机最小自重不小于12t，在Z型钢轮压路机之后压实破碎后的混凝土表面，并为罩面提供较为平坦的工作面。 3.2.3 多锤头碎石化技术施工前的准备 1）清除原水泥混凝土路面上加铺或局部修补的面层修复材料 2）隐蔽构造物的调查与标记 埋深在1m以上的构造物不会因路面碎石化受到破坏；埋深在0.5～1m可能受到一定影响，可降低锤头高度进行轻度打裂；埋深不足0.5m的，应禁止破碎，避让构造物端线外侧3m以内的区域。 3）与桥梁连接段路面 与桥梁连接段应标明破碎的位置，一般可以破碎到桥头搭板的后端。 4）特殊路段的处理 在破碎之前应对出现严重病害的软弱路段进行修复处理： 清除翻浆等不稳定部位的旧水泥混凝土面板。 开挖至有足够稳定性的原路面的基层或底基层。 采用级配碎石或其它材料换填至破碎混凝土板底 采用与罩面底层相同的拌和料回填压实至破碎混凝土板顶 开挖最小尺寸应大于全车道宽，以保证压实效果 局部需补强的部位，采用加铺一层级配碎石补强，补强厚度视具体情况而定 5）排水系统的修复和增设 碎石化工程应清除原有边沟或增设边沟，以保证明流排水及渗透排水。在碎石化施工及其后运营过程中，应确保路面不积水，明流排水应通畅快捷，渗水排水应不堵塞、不倒灌。 3.2.4 破碎试验段和破碎化施工工艺流程 试破碎 破碎化正式施工前，应根据路况调查资料选择有代表性的路段作为试验段