水泥砼路面碎石化技术及应用.ppt

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。 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,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,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,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,排水系统的设置,旧水泥混凝土路面的清理,试振及开挖试坑检查 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,路面破碎后，对于松散的、粒径大的以及较大的凹地的处理对碎石层的保护：交通控制；雨水的防治碎石化后刚度不足局部区域的处理 对钢筋的处理 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,典型的加铺结构,摊铺时注意事项：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。与其它路段衔接时需采取措施以减少拼接路段应力集中摊铺速度宜控制在26m/min 埋置式路缘石宜在摊铺结束后安装 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500 MPa，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,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。,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,竖向位移类病害,接缝类病害,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。,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2cm 7cm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2cm 5cm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2cm 5cm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。,RPB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。,破碎前后弯沉盆形态对比,承载板测试回弹模量结果,承载板测试回弹弯沉试验结果,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。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。 RPB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,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0.18g，水平向速度比多锤头的小9.18cm/s；当深度为1m时，共振的水平向加速度比多锤头的小0.29g，水平向速度比多锤头的小3.23cm/s，即距振源深度相同的情况下，共振碎石化施工过程产生的加速度、速度均远远小于多锤头的。,当距离为0m时，共振的竖向加速度比多锤头的小0.31g，竖向速度比多锤头的小10.76cm/s；当距离为10m时，共振的竖向加速度比多锤头的小0.12g，竖向速度比多锤头的小1.05cm/s，即距振源距离相同的情况下，共振碎石化施工过程产生的加速度、速度均远远小于多锤头的，并且差值在逐渐减小并趋于一定值。,多锤头振动没有明显的频谱特性，共振的频谱特性非常明显，主频基本尚处于42Hz。,五、结语 1、通过对不同破损状况评价指标分析，推荐在进行碎石化决策时以“评定标准”中的PCI指标为主，DBL为辅的评价指标体系； 2、RPB破碎的粒径要小于MHB破碎的粒径，拥有更均匀的破碎效果。RPB破碎层的强度要小于MHB，但强度均匀性要好于MHB，对沥青加铺层的反射裂缝消除作用更优； 3、RPB破碎对基层强度的影响要小于MHB设备，RPB碎石化工艺在破碎过程中能更好的保护基层，减小基层强度损失； 4、RPB破碎后顶面强度要高于MHB碎石化设备，同时拥有更好的强度均匀性，对基层影响小，因此反而拥有更高的顶面承载力；,五、结语 5、承载板检测的回弹模量与回弹弯沉数据有较好的一致性，说明回弹弯沉检测可以代替回弹模量作为碎石化施工质量的主要检测手段。 6、随测点与振源距离的增大，噪音衰减趋势显著，衰减基本遵循指数函数的衰减规律；在距振源距离相同的情况下，共振设备施工时产生噪音平均比共振设备高约15分贝。 7、采用多锤头设备进行施工时，施工路段地下构筑物埋深应在1m以下，周围建筑物离振源至少应25m；采用共振设备时，对构筑物的埋深没有