共振碎石化技术PPT课件

RubblizationbyResonantBreaker共振碎石化 WhatisRubblization 何谓碎裂技术 ProcessoffracturingPCCpavementintoAngularInterlockedpieces Highwaypiecesshallbefromsandsizeontopupto8inches 20cm onthebottom Airportsizesshallbeupto1 25timesthethicknessoftheslab Thesteelshallbedebondedfromallthepiecesofbrokenpavement 碎裂技术是指将旧的水泥混凝土路面一次碎化为紧密嵌锁的砾石 其中公路的砾石尺寸从顶部的沙粒大小至底部的8英寸 20厘米 砾径 机场的尺寸则高至路面厚度的1 25倍 并且原有钢筋完全从破碎道路分离的技术 WhyRubblization 为何碎化 Full depthReplacement全深度更换Mostexpensive最昂贵的方法Timeconsuming工期长Disposalofrubbles凿除的废料处理难以处理Costlysolution seldomadoptedinUS代价太大 美国已经很少采用 OverlayofasphaltorPCContopofexistingpavement在旧路面上覆盖沥青或者水泥混凝土Economicandpopularsolution比较经济适用 很受欢迎 TwoApproachesforHighwayRehabilitation 水泥混凝土道路改造两类办法 But 但是 WhyRubblization 为何碎化 World classprobleminPCCrehabilitation水泥混凝土路面改造的世界级难题 反射裂纹 ReflectiveCracking 为什么不能直接加铺 反射裂纹层间结合不紧 导致表层脱层水渗透导致材料流失 此方法在美国已经很少采用国内很多项目也表明此方法的临时性和局限性 每层要比下层有更高的强度 这样才能避免反射裂纹 WhyRubblization 为何碎石化 弹性层状体系理论ElasticLayerTheoryMaterialmodulus En shouldincreasewithsubsequentpavementlayersinordertopreventreflectivecracking路基各层弹性模量要上强下弱 方可避免反射裂纹的产生 E1 E2 E1 E3 E2 E4 E3 WhyRubblization 为何碎石化 ThemodulusofPCCishigher 水泥砼的弹性模量大于沥青 theslabneedstobebrokensothatitcanserveasanelasticbasetopreventreflectivecracking因此在摊铺沥青前 需将原来的水泥砼碎化 令其变为柔性基层 方可避免上面沥青层产生反射裂纹 E水泥砼 E沥青 WhyRubblization 为何碎石化 ThepurposeofrubblizationistoturntherigidPCCslabintoaflexiblelayerthroughfracturingitintopieces可见 碎化的目的就是通过破碎 将水泥砼由刚性层转化为柔性层 WillPCCslabbeturnedintoagoodbaseonceitisbroken 问题是 水泥砼是否一经破碎 就是合格的柔性路基 RequirementsthatRubblizationMustMeet什么是合格的碎石化工艺 Iftherubblesaretoolarge orsizesnotconsistent reflectivecrackingwillstilldevelop如果粒石尺寸太大 或者大小不均 反射裂纹仍然会产生Iftherubblesaretoosmall ornotinterlockedwitheachother thewholerubblizedstructurewillfail如果破碎的尺寸过小 或者相互没有嵌锁 整个破碎后的水泥砼层就会因缺乏强度而失效Allreinforcementmustbetotallyde bondedtopreventreflectivecracking如果水泥砼内有钢筋 则水泥砼和钢筋必须完全脱离 RubblizationisNOTjustslabdestruction 碎石化不等于对水泥砼的简单破碎 3 20cm1 8inch 反射裂纹ReflectiveCracking 结构失效StructuralFailure 理想碎石尺寸范围TargetZone RequirementsthatRubblizationMustMeet什么是合格的碎石化工艺 RequirementsthatRubblizationMustMeet什么是合格的碎石化工艺 Idealrangeoftherubblesshouldbe3 20cmResonantrubblizationcanpreventbothstructuralfailureandreflectivecracking Microprocessorimpactadjustment consistencyinparticlesizeThoroughde bondingofsteelfromtheslabs 最佳碎石尺寸应该在3 20cm间共振碎化确保既无反射裂纹 又避免结构失效 电脑瞬时调节以便控制碎石尺寸钢筋完全同混凝土脱离 RequirementsForAGoodRubblization合格的碎石化应该满足的要求 Rubblesizerangesfrom3 20cmtoavoidbothReflectiveCrackingandStructuralFailure碎石尺寸在3 20厘米之间 方可既避免反射裂纹 又防止结构失效NoRoughRiding Faulting破碎后没有断层 保证行驶的舒适度PreventMoistureDamage防止水害Maintainsintegrityofbase保持路基的完好无损UtilitiesunderneathareNOTdamagedafterrubblization碎石后保持路基及路基下设施完好无损PresentAlkaliSilicaReaction ASR stops防止混凝土内酸 硅 碱反应 ResonantRubblizingCan 共振碎化技术能够满足以上所有要求 紧密嵌锁的结构均匀的砾石尺寸绝不伤害地基消除酸碱反应 Provideproperlyfracturedslabswithtightlyinterlockedpieces ProduceconsistentrubblesizeNodamagetobasesMigrationofASRiseliminated ResonantBeam振动梁工作原理 Resonantbeamvibratesat44Hz振动梁以44赫兹的速度振动Amplitudeis2cm振幅只有2公分左右Twosupportingpointsarestill两个支点静止Sensorsensethepavementconditionsandtransmittomicrocomputer锤头传感器感应路面状况 并传递给电脑Microcomputerwilladjustthefrequencyaccordingly thuskeepingtherubblesizeconsistent电脑自动调整振动频率 改变力度 从而控制碎石尺寸保持均匀 Breakingshoe破碎头 Resonantbeam共振梁 Counterweights配重块 Flotationtires加宽轮胎 PrincipleComponentsofResonantPavementBreaker共振破碎机的主要组件 HowDoesResonantRubblizingWork共振碎化工作原理 Speciallymaderesonantbeamgenerateharmonicwavebetween42 46Hz特制振动梁在偏心轴的驱动下 在42 46赫兹频率下产生振动谐波Amplitudeatsupportingpointandcounterweightpointiszero支点和配重点振幅为零Breakingshoestrikesthesurfaceoftheconcretewithhighfrequencyandlowamplitudeimpacts破碎头以高频低幅 2厘米 敲击混凝土路面Facturesgenerateundershearforcesandexpandatcertainpatternuntiltheyreachtheedgeofthematerial混凝土内部因剪切力而产生裂纹 并随着振动迅速有规律地扩展 直到材料边界Nodamagetothebaseduetolowimpactforceanddissipationoftheenergyattheboundaryofslabs由于冲击力很小 且裂纹只扩展到边界 所以对基层没有任何损害 高频 44Hz 低幅 2cm 混凝土完全碎裂 路基完好无损 碎块相互嵌锁使承载均匀分布 混凝土层没有错位 不会压入路基 混凝土碎石层底部平整 整体承载能力巨大 HowDoesResonantRubblizingWork共振碎石化工作原理 基层空陷 基层的完整性遭到破坏 承载力随机削弱 高幅 24 42 高压冲击锤 高幅低频冲击锤的破碎效果 普通高压冲击锤 共振碎石化 受力不能分散形成压辙 受力均匀分布 个别点集中受力造成底基损坏 缺少排水设施造成底基存水 整个路面得到支撑 不存在车辙 碎石效果比较 破碎后 碾压前 表面比原路面高0 6cm 而采用多锤式破碎方式则破碎表面下沉5厘米 只有共振碎石化能够满足以上所有要求 高频低幅破碎锤板块完全破碎 尺寸一致紧密啮合的碎石和斜向裂纹钢筋完全分离 防止反射裂纹 破碎锤不会对基层产生任何影响 保持基层板结完好破碎力度和碎石尺寸能够通过电脑自动调整 ReliefTrench 35 至40 AngularFracturePatternforGreaterModulus斜向的嵌锁结构保证更大的路面模量 FracturePatternRB500用RB500破碎的破裂形状 CementStabilizedBase水泥稳定基层 MemphisInternationalAirport 15 ConcreteSteelDebondedMemphis国际机场 15 钢筋分离现场 SteelMustBeDe bonded钢筋必须完全分离 WhyOtherSlabDestructionMethodsNotGoodEnough 为什么其他水泥砼破碎方法不够理想 其他方法均采用自上而下的 强大的外部物理冲击力 造成 破碎不均匀 无法避免反射裂纹路基破坏路基下面设施的伤害噪音扰民 周边建筑物震动 Allothermethodsapplylowfrequency highamplitudeandheavyimpacttobreaktheslabsapart resultingin LargeandinconsistentrubblesleadingtoreflectivecrackingDamageofsubbaseDamageoffacilitiesunderneathornearbyNoisesandimpactwilldisturbresidentsandbuildingsnearby ResonantRubblizationisYourBestSolution共振碎裂技术是水泥砼路面改造的最佳方案 EliminatepossibilityofreflectivecrackingKeepintegrityofthebaseNoharmtotheutilitiesunderneathNodisturbancetoneighborhoodTheloudestnoiseisfromthedieselengine NoRoughRiding FaultingPreventMoistureDamagePresentAlkaliSilicaReaction ASR stopsNoneedforanotherrehabilitationformanyyearstocome 杜绝反射裂纹绝不伤害路基碎裂后保持路基及路基下设施完好无损噪音低 不扰民工作时最大的噪音来自柴油发动机 没有断层 保证行驶的舒适度防止潮湿水气的侵害防止混凝土内酸 硅 碱反应改造后很多年内都无须再次修复 RubblizationisgaininggreaterandgreatermarketinUSandtheWorld在美国及全球的市场份额越来越大 RubblizationProjectsinUS碎裂技术在美国的应用 五年前 RubblizationProjects碎裂技术 现在 JacksonvilleNASTaxiway A Rubblized1997 Picturein2003JacksonvilleNAS滑道 A 1997年用碎石化技术建设 摄于2003年 WrightPattersonAFB26 InchPCCWrightPattersonAFB26英寸水泥混凝土 JaxNAS6 罩面C5 s P3V s 用于战斗机 民用客机 HistoricalTimeline历史进程 1986 JohnBrizzell NYDOTMaterialsEngineer firstusedresonantbreakerfor Rubblizing 1986 JohnBrizzell 纽约州运输部的工程师 首次使用Resonant破碎机械进行道路破碎1991 PCLawEngineeringstudydetermines Rubblizing bestmethodtorehabilitatePCCpavement 1991 PCLawEngineering通过研究确认 碎化 是进行水泥混凝土路面修复的最好方法 HistoricalTimeline历史进程 Foundedin1986 asacontractorspecializedinrubblization成立于1986年 是从事碎石化工程承包商Startedwithbuyingresonantbreakingmachinesandnowownallresonantmachinesinthemarket 26units公司创建之初开始购买别人制造的共振破碎机 最终拥有了市场中全部26台设备RMIgraduallystartedrenovationandbuildingitsownmachines 继而 RMI开始进行技术改造 于两年前推出自己制造的性能和稳定性大大提高的设备 RubblizingThicknessofPCC碎石化技术的破碎厚度 10inch25cm 12inch30cm 26inch66cm 0 5 10 15 20 25 30 1986 1994 1995 2001 2002 Current IncreasesinProductivity生产率的增长 AchievementsofRMIRMI公司业绩 TheonlyresonantrubblizationcontractorintheWorld全世界唯一的共振碎裂承包商Rubblizedconcreteof66cm破碎深度达到66厘米LargestInterstateprojecteverintheUnitedStates 276milesoffour lanehighway 美国迄今最大的州际公路改造项目 440公里 4车道 SuccessfullycompletedrubblizationprojectsinCanada Russia BelarusandChina在加拿大 俄罗斯 白俄罗斯和中国等国家成功开展碎化工程Successfullycompletedeveryprojectwestarted所有工程全部成功 WhenToRubblize 什么时候需要碎化 WhenMoreThan12 to15 ofSlabsRequireCPR当多于12 到15 的道路需要混凝土路面修复 CPR 时CostOverRunsof50 orGreaterAreTypicalonCPR当50 以上的建设成本用于CPR时CostofRubblizationFavoredon15YearDesignLife当期望路面改造的设计使用寿命在15年以上时 CPR ConcretePavementRehabilitation i e slaborjointreplacement jacking grouting grinding etc CPR 混凝土路面修复 如 更换水泥板或接缝 破碎 灌浆 打磨等 TORUBBLIZE YOUMUSTHAVE4ELEMENTS 应用碎石化技术之必备四要素 AProperlyDesignedEdgeDrainSystem良好的侧排水系统AResonantFractured InterlockedSlab以共振破碎机械碎裂且紧密啮合的水泥板块AProperlyRolledSurface路面合理压实AProperlyDesignedOverlay设计恰当的面层覆盖 ConstructionProcess施工程序 InstalledgedrainsystemtwoweekspriortorubblizationRubblizethePCCpavementRoll2coverageswith10 tonvibratoryrollerUsehighfrequency lowamplituderollerUsewatertoaidrollingprocessClosetotrafficuntilfirstliftofHMAisplaced 碎石化前两周安装侧排水系统对路面实行共振碎化施工用10吨振动压路机碾压2遍用高频低幅压路机压实少量洒水配合压实沥青摊铺前道路封闭 FinishedSurfaceAfterRolling碾压后的路面 TrafficControl交通管制 CrossOvers HeadtoHead SafestandMostProductive 交叉作业 安全而高效 Singlelaneconstructionzone GoodShouldersRequired LaneOverlapMethod 单车道施工 需要坚实的路肩 车道合并 Bothhavebenefits交通及施工均不受影响 ThreeMostDamagingThingstoaHighway公路的三大杀手 Water水Water水WATER水 Sub grade底基层 PermeableZone可渗透碎化层 RubblizedPCC不可渗透碎化层 57号石砾过滤层 2 dense graded2 高密度材料 57Stone 57石料 FilterFabric过滤材料 BaseCourse基层 ShoulderArea路肩 RubblizationSideDrainage碎化施工的侧排水系统 Permeable Crack relief可渗透 消除裂纹 Semi solid Interlocked半封闭 啮合 3 SlopeOutlet3 倾斜排管 Fabricoutlet可透水排管 IntegralCurb GutterRubblizationSideDrainage路缘石盲沟一体化排水系统 FullDepthSawCut全深度切割 Backfill回填 Permeable Crack relief渗入 防止裂纹 Semi solid Interlocked半固态 啮合 BaseCourse基层 Sub grade底基层 Rubblize