共振碎石化在水泥砼路面改造中的应用PPT培训课件
共振碎石化改造水泥混凝土路面施工工法(2)
共振碎石化改造水泥混凝土路面施工工法共振碎石化改造水泥混凝土路面施工工法一、前言共振碎石化改造水泥混凝土路面施工工法是一种针对老化、破损、不平整的水泥混凝土路面进行改造和修复的工法。
通过共振碎石化技术，将水泥混凝土路面碎石化，并在碎石层上覆盖新的水泥混凝土层，以提高路面的承载力和平整度，延长路面使用寿命。
二、工法特点共振碎石化改造水泥混凝土路面施工工法具有以下特点：1.施工周期短：采用共振碎石化技术，不需要拆除旧水泥混凝土路面，施工速度快，大大节约施工时间。
2.经济适用：与传统的拆除旧路面、重新铺设新路面相比，共振碎石化改造工法节省了人力、材料和设备成本，具有较高的经济性。
3.环保节能：减少了对资源的消耗和二次污染，降低对环境的影响，符合现代快速建设和可持续发展的要求。
4.施工质量高：共振碎石化技术保证了路面整体性和平整度，提高了路面的承载能力和耐久性。
三、适应范围共振碎石化改造水泥混凝土路面施工工法适用于老化、破损、不平整的水泥混凝土路面，特别适用于城市道路、高速公路等具有较高交通量的路段。
四、工艺原理共振碎石化改造水泥混凝土路面施工工法的工艺原理是通过共振圆锤碾压机在水泥混凝土路面上施加振动能量，使路面内的石料发生共振，并利用共振能量将石料碎化。
然后，在碎石层上铺设新的水泥混凝土层，并通过振动和压实，使新路面与原路面紧密结合，形成一个整体。
五、施工工艺共振碎石化改造水泥混凝土路面施工工艺包括以下各个施工阶段：1.前期准备：清理路面垃圾、标定施工范围、进行振动圆锤碾压机的调试和检查。
2.共振碎石化：振动圆锤碾压机按照预定的振动频率和强度进行施工，将路面内的石料振动碎化。
3.铺设新路面：在碎石层上进行新水泥混凝土层的浇筑和平整，采用振动器和压路机对新路面进行振动压实。
4.养护：对新路面进行适当的养护，保证路面强度的提高和平整度的维持。
六、劳动组织共振碎石化改造水泥混凝土路面施工工法的劳动组织主要包括施工人员、施工队长、技术人员和管理人员。
共振碎石化技术在水泥混凝土路面改造中的应用
共振碎石化技术在水泥混凝土路面改造中的应用摘要：共振碎石化技术是目前旧水泥混凝土路面改造新技术之一，该技术是通过专用设备将旧路面板一次性破碎为承载能力高、反射裂缝控制效果好的咬合嵌挤柔性结构层，再在上面加罩沥青混凝土面层，直接完成路面“白改黑”改造。
关键词：共振碎石化水泥混凝土路面白改黑前言：水泥混凝土路面具有刚度大、抗压能力强、耐久性好等优点，因此在我国过去的几十年间被广泛使用。
随着道路使用年限增长及交通流量的增加，许多水泥混凝土板块出现碎裂、断板和纵、横向裂缝、沉陷等问题，道路平整度和行车舒适性受到严重影响，考虑到很多损坏道路已经基层严重损坏，板块反射裂缝无法从根本上消除，局部表面维修不能够治理其根本问题，造成维修效果不太理想。
传统维修改造方式为：将原有道路面层及基层翻挖，然后再重新做道路基层并摊铺黑色面层，该施工工艺造价高，施工周期长，交通影响大，同时在开挖时产生很大的噪音污染，产生大量的建筑废料还造成资源浪费。
目前正兴起并推广使用的共振碎石化技术是目前旧水泥混凝土路面维修改造新技术之一，该技术是通过专用设备将旧路面板一次性破碎为承载能力高、反射裂缝控制效果好的咬合嵌挤柔性结构层，再在上面加罩沥青混凝土面层，直接完成路面“白改黑”改造。
该施工方法施工周期短，对交通影响小，节约工程造价，且保护环境。
以下就以一工程实例来说明该技术的工艺及广泛的应用前景。
1.工程概况本工程为金都路（春西路～春中路）道路整治工程，道路全长797.24m，车行道宽度16米，道路较多板块存在碎裂、断板等现象，本工程主要对道路车行道进行维修改造，即对混凝土路面采用共振破碎化施工，然后加铺三层式沥青面层，厚度为16cm，同时对沿线附属设施予以改造。
本次主要介绍共振碎石化然后摊铺沥青面层工艺流程。
2.施工准备对旧水泥混凝土路面进行充分的路况调查，掌握路面损坏及路面沿线建筑物状况，认真复核地下管线图纸资料，并在工程实施前召开各管线单位参加的施工配合会议，进一步搜集管线资料，对影响施工和受施工影响的地下管线开挖必要的样洞，核对弄清地下构筑物管线的确切情况，做好记录，并在管线管理单位的共同确认下，做好管线保护措施，确定共振碎石化方案的可行性。
共振破碎技术在水泥路面改造工程中的应用
共振破碎技术在水泥路面改造工程中的应用水泥路面长期在外部荷载的影响下可能会出现剥落、裂缝、错版等病害问题，因此需要通过改造工程来对路面进行处理。
其中共振破碎技术的应用主要是利用共振破碎机所产生的高振频来使路面局部区域产生共振，减小路面颗粒间的摩擦力，以此来击碎水泥路面。
此种施工技术在实际的运用中对公路路基及地下设施的影响较小，并且还可以对水泥路面原有的材料进行回收利用，这也使此项技术在水泥路面改造中的应用具有较高的效益。
一、在水泥路面改造工程中共振破碎技术的应用特点分析1.破碎范围的可调节性在利用共振破碎技术进行水泥路面改造施工的过程中可以根据工程实际的破碎要求及破碎条件来对其具体的尺寸进行调整，共振破碎机的锤头仅可以使局部结构产生共振，因此对其他区域的影响较小，这样可以有效的对破碎范围进行调节。
并且在共振破碎技术应用中会设定统一的共振频率，因此也可以保证而水泥路面得到均匀的分裂，共振破碎技术在水泥混路面改造中应用，水泥混凝土碎块分布也比较规则，这是因为断面上的碎块通常是上小下大，工作锤头在振动时向前快速移动，作用力统一，和破碎物纹路能够形成一定夹角，故而碎石块排列规则，并且是互相嵌合、交错型的。
2.振动深度的可控制性共振破碎技术在实际的应用过程中，重点是对共振破碎机械进行操控，这种机械是由计算机系统对共振破碎的深度以及力度等重要参数方面进行重点控制，同时，共振破碎的频率也是可控的。
共振破碎技术在水泥混凝土路面改造中应用，根据路面的实际情况，适当调节共振频率和破碎深度，例如当破碎的路面下铺设重要设施如管线等，破碎深度要小，因为要保护市政设施安全。
对于水泥路面需要改造翻修的部分，要保证路基质量，这就要求在应用共振破碎技术时，控制工作锤头向前方保持一定的速度快速移动，减小对水泥混凝土面板下面的道路路基冲击力。
共振破碎技术在水泥混凝土路面改造中应用，通过控制振动深度，调节工作锤头的振动频率，对钢筋固有频率予以避开，使其能够在钢筋和水泥混凝土完全分离的状态下，有效提升路面破碎效率。
共振碎石化技术在水泥混凝土路面改造中的应用
3 共振碎石化施工工艺分析
（1）碎 石 化 施 工 前 调 查 及 准 备 ：在 进 行 共 振 碎 石 化 施 工 时，施工单位需要做好碎石化施工前准备工作，组织专门的技 术人员预先对施工地质情况进行实地勘察，对于那些地质条 件较差的区域而言，需要采取相应的措施预先对其进行处理。 同时，为了保证桥涵结构物的安全，构造物两端需要设置一定 的间距，并且不能够选用碎石化工艺。基于实际的施工情况 分析可知，埋到路基 50cm 以下的圆管涵，基本上不会产生影 响。当水泥砼内有钢筋的情况下，此时必须将水泥砼与钢筋 进行分析，确保二者完全脱离。旧混凝土会在碎石化好向四 周扩张，对于板体性较强较宽的路面，或者没有碎石化空间的
（3）当完成破碎作业后，需要进行碾压施工。在实际的碾 压过程中，压路机要采用高频低振幅的方式进行碾压作业，但 是吨位不能够过大，同时要控制好碾压遍数的频率，切勿过量 压实。
（4）沥青摊铺：与其他沥青路面工艺相同，但沥青摊铺要 在碎石化层碾压后 48 小时内进行，当前这种摊铺模式，不但可 以降低车辆对破碎层的影响，而且也能够预防雨水带来的影 响。当完成碎石化碾压作业后，一般情况下无需设置土工织 物、也不需要涂洒透层油等，可直接进行摊铺碾压。
关键词：共振碎石化技术；水泥混凝土；路面改造；优点；应用
1 共振碎石技术的应用优点
与其他碎石化工艺相比较而言，共振碎石化技术拥有其 他工艺所无法比拟的优势，具体主要体现在以下方面内容：其 一，该技术在水泥混凝土路面改造中应用，不但可以保持原有 公路的承载力，而且对旧板各层扰动、破坏较小。与其他碎石 化工艺相比较，共振施工振动感相对较小。其二，对旧板破碎 较为彻底，而且破碎后的上层粒径多数低于 4cm，下层粒径多 数低于 15cm，运用该技术进行施工，不但可以保证碎石化层具 有一定的强度，而且还能够达到预防反射裂缝的效果。其三， 共振施工方法的运用，极大的缩短了施工工期，并且每天的破 碎量相对较高，可高达 4000m2~5000m2 之间，当完成破碎作业 后，便可直接对路面进行铺筑。与传统混凝土结构层重新铺 筑路面方式相比较，共振施工工艺在交通封闭时间方面减少 了 3 倍~5 倍以上。同时该工艺还具有一定的环保性，有助于实 现环保的目标。其四，作业时冲击噪音相对减小，不影响路下 管线和周边建筑物，适用于各等级的公路、城市道路改造，其 五，工程造价相对较低，使用寿命较长。
共振碎石化在水泥混凝土路面改造中的应用
２ 共振Байду номын сангаас 石化 技术 原理
由于老路存在部 分沉 降 、 隆起 ， 路 面破 碎后 与设 计标 高 之 间
高差不一 ， 道路纵坡 、 横坡度 与设计 存在 差异 ， 此类情 况如进 行等
共振碎石化技术 是利 用共振 碎石 化机 械产 生高频 低 幅 的振 厚加铺则无法满 足技 术指 标要求 。由于本工 程采 用柔 性基 层 路 动能量 ， 通过破碎锤 头传 递到水 泥板 块里 ， 将水 泥混 凝土 板块 震 面结构 ， 针对不 同 的高差采 用 下述 衬垫 方式 进 行相 应 处理 ： Ｈ≤
２ ） 破 碎 层 整平 碾 压 。
０ 引言
大量为水泥混凝土路面 。随着道路使 用年 限的增长 ， 早期 修建 的 水泥混凝土路面 不 同程 度 的出现 了破碎 、 断板、 错台、 开裂、 脱空
从２ ０世纪 ８ ０年代至今 ， 我 国道路建设有 了飞跃式 发展 ， 其 中 参 数 作 为 施 工 控 制 参 数 。
土板进行共振碎石化后加铺柔性 基层沥青混 凝土路 面结构 ； 长兴
对少量现状水泥路面进行共振碎 石化利用 ， 其余 均挖除现状 路面 后新建基层沥青混凝 土路 面结 构。
降， 本工程在原侧分 带位 置采用与原水 泥混凝 土路 面相 同 的结构
碎处理 。
待达 到设计 强度后 ， 再 与两侧 原水 泥混 凝土 路面一 起 进行 破 路一 双龙路路段 因新建 新华 街下穿 通道 ， 需 进行 大 开挖施 工 ， 仅 层 ，
共振碎 石化 在设 计 和施工 阶段 中的技 术要 点
１ ） 道路加宽处路面结构设计 。
旧路 改 造 工 程 除 了 “ 白改 黑 ” 以外往 往还 伴 随着道 路拓 宽改
高频共振碎石化施工技术介绍ppt课件.ppt
5、摊铺沥青
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
五、灵活方便的施工交通组织
半 幅 分 别 施 工 ， 铺 完 沥 青 再 开 放 交 通
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
7900×2500×3000mm
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三、共振破碎机理——真正的碎石化
通过专用激振器激发水泥混凝土产生共振，将其碎裂成为“上部碎 石化、下部嵌锁化”的碎块，碎块应为顶部3~5cm大小到底部8~20cm 大小. 真正的碎石化必须保证：钢筋和破碎路面的碎块完全脱离
二、中铁机械院独立研发的
GZL600型全浮动式共振机
• 专利号：ZL201020244151.9
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GZL600主要技术参数
• 整机功率：448kw（600hp） • 工作频率：44~55HZ • 工作振幅：10~20mm • 破碎头宽度：100~300mm • 走行速度：0~14km/h • 工作效率：500m2/h • 最大破碎板厚：40cm • 破碎时最大浮动距离：100mm • 最大爬坡能力：12% • 整机整备质量：28000kg • 整机外型尺寸（长×宽×高）：
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浅谈共振碎石化技术在旧水泥路面改造中的应用
要 求
２ ０～３ ０ ４ ０～６ Ｏ
参 数
振幅（ ｍｍ ）
要 求
１ Ｏ ～２ Ｏ
２ ． ４ ． ２ 单钢 轮振 动压 路机 的 自重 不宜小 于 １ ２ ｔ 。 我 国水泥 混凝 土 路 面始 建 于 上 世纪 ６ ０年 代 中期 ， ８ ０ ２ ． ５ 共 振 碎 石 化 施 工 工 艺 年 代 以来 ， 随 着 我 国经 济 的快速 发 展 ， 道 路 交 通 运输 任 务 ２ ＿ ５ ． １ 路况调 查。 共振碎 石化前 ， 应对 旧水泥混 凝土路面 不断增 长 ， 水 泥混 凝 土路 面 以其 刚度 大 、 稳 定 性好 、 材 料来 进行充分 的路况调查 ， 查明沿线构 造物、 地下 管线、 路侧房 屋 源广 、 耐 久性 强等 优 点 ， 在 全 国迅 猛发 展 。到 目前 为止 ， 我 分布情况及其 它对碎石化施工有影 响或 限制 的 因素 ， 实测记 国现 有 的水泥 混凝 土 路 面 中相 当一部 分 已经 达 到 或超 过 录桩号、 位置、 结构形式 、 埋置深度 等 ， 并在 实地标注。 了 它的设计 使 用年 限 （ 一 般 设计使 用年 限为 １ ５～２ Ｏ年 ） ， ２ ． ５ ． ２ 旧路处 置。 通 过调 查确 定 的路基 承载 力 Ｃ Ｂ Ｒ值 有 的虽 未 达 到 设计 年 限 ， 但 随着 经济 的 日益繁 荣 ， 公路 交 小于 ５ ， 及强度不足、 出现 软 弹 、 过湿 、 沉 陷 等 路 面 损 坏 严 通 量 和 重 载 交通 急 剧增 加 ，很 多水 泥 混凝 土 路 面 由于 超 重 的路基 软 弱路 段 ， 应采 用换 填 方式 进行 处 置。 换填 材 料 载、 设计 、 施 工等 方面 的原 因 ， 越来 越 多 之前修 建 的水 泥 混 应采 用透 水 性较 好 的材 料 ， 换 填后 的项面 当量 回弹模 量 应 凝 土路 面 出现 了不 同程度 路 面 断板结 构 损坏 、 使 用性 能 降 满足 设计 要求 。 低 等 情况 ， 严重 影 响车辆 的行 驶舒 适性 和安 全性 。 ２ ． ５ ． ３ 排水 系 统（ 纵、 横 向盲沟 ） 设 置。 路面 经碎 石化 后 共 振 碎 石 化技 术 是 通 过 对 旧水 泥 混凝 土 路 面 的破 碎 再加 铺 沥青 面层 后 ，即使 加 铺层 是 密级 配沥 青 混合 料 ， 仍 从 而 减 少 混 凝 土板 的 有 效尺 寸 ，充 分 降低 水 泥 混 凝 土板 避免 不 了雨水 渗入 。而加 铺 面层 之下 的碎 石化 层上 半部 分 接、 裂 缝 处在 荷 载 、 温度、 湿度 变 化 下 的位 移 ， 消 除 了沥 青 呈散 粒状 ， 透 水 性很 大 ， 下 半 部 分虽 然嵌 挤 密实 ， 但 其 问有 混合 料 罩 面 后 固有 的反 射 裂纹 、 层 面 分 离 与脱 落 、 潮气 造 许 多细 长裂 缝 ， 渗水 会 沿着 裂缝 逐渐 向下。 而 碎 石化层 之 成 的损 坏 、 颠簸、 错层、 水泥 碱 化 反 应和 其他 变质 反 应 ， 是 下是 旧路半 刚性 基层 又很 密实 ， 当水 渗 到该层 顶部 时就 会 旧水泥 混 凝土 路面 改造 过程 中防 止反 射裂 缝 的有效措 施 。 积 聚起 来 ， 对 道路 内部 结构 的影 Ⅱ 向很大 ， 这 就 需要 通 过 内 ２ 共 振碎 石化 技术 部排 水 系统 （ 纵 横 向盲 沟 ） 将 这部 分水排 出。 ２ ． １ 共振碎 石化技术简介 。 水泥 路面共振碎石化 技术由 ２ ． ５ ． ４ 共 振碎 石化 施工 美国率先开发 使用。 ２ ０ ０ ４年这项技术 引入我 国 ， 它是 一种水 ２ ． ５ ． ４ ． １ 试验 段施 工。 在 正 式共振 碎 石化 施工 前 ， 应 通 泥 混凝土路面破碎加 沥青覆盖层 的路面修复 技术 ， 就是将原 过试 验 路段确 定 施 工参 数 （ 共振 破碎 机 的振 动频 率 、 振幅、 有 的水 泥混凝 土路面 破碎 成小颗 粒碾压 后 直接作 为基层 或 工作 速度 、 乳化沥 青及 石屑 用量 ） 及工 艺流 程 。 试验 路段 长 底基 层 ， 再在其表面直 接加 铺沥青 混凝 土面层 的工艺。 度 不宜 小于 ５ ０ ０ ｍｍ。 试验 路段 应按 拟定 的工 艺进 行施 工 ， ２ ＿ ２ 共 振碎 石化 技术 原理 。共振 破碎 设备 利用 振动 梁 实测相 关 的施工 参 数 ， 并及日 寸 评 价 处置 效果 。缺 乏施工 经 带动 工作 锤头 振 动 ， 锤头 与 路面 接触 。 通过调 节 锤头 的振 验 时可按 下表 确定 共振 初始 试验 参数 。 动频率（ ４ ０～６ ０ Ｈ ｚ ） 和振 幅（ １ ０～２ ０ ｍｍ ） ， 使 振 动 能 量传 共振 破 碎 设 备 初 始 试 验 参 数 递 到 下面 的水 泥 混凝 土板 ， 当振 动接 近水 泥 面板 的 固有频 参 数 要 求 参 数 要 求 率， 激 发水 泥 混凝 土板 产生 共 振 ， 造 成 水泥 混凝 土 板 的 均
共振破碎技术在旧水泥混凝土路面改造中应用
于水泥板块内部的高频振动力使得 整体碎裂均匀 ， 碎块大小和方
３ 振动碾压 。旧水泥 混凝 土路面共振破 碎质量 主要 受到破 ）
振 破 破 向极其规律 。而且里面 的钢筋也 可以和水泥之 间完 全剥离。由 碎 机 施工 速 度 、 幅 、 碎 顺 序 、 碎 施 工 方 向 以 及 不 同 基 层 强 刚度条件 、 对破碎机调整要求等 ， 均会对破碎程度、 粒径大小排 于该共振设备只是将 作用力扩展 到板 块的边缘 即完成 了能量 的 度 、
车道 搭 接 至少 １ Ｉ。 ５ｃ ｎ
２ ２ 碎 裂技 术的 工作原 理 ．
设备独特的共振技术可以持续产生高频低幅的振动能量 ， 通 过破碎锤头传递到水 泥板里。不 同于重锤将 水泥板块 “ 断” 打 的
冲击作用 。共振碎裂机动量高 ， 和板块接触时问短 ， 是将水泥板块
表面的“ 裂纹” 间均 匀地“ 瞬 扩展” 到板块底 部 ， 不破 坏基层 结构。 水泥板块产生的裂纹是斜 向的， 与路面成 ３ 。 ０角。这种独特 ５ ～４ 。 的斜向受力和嵌紧结构 ， 大大增强 了碎裂后结构 的承载力 。作用
除沥青修补层一洒水湿润一 试振一 检测验证一 共振碎石化一 清
除表面粗粒 料一 压实一 技 术指 标检 测一 铺 筑沥 青混 合料 一 压 实一保养一开放交通。
复破碎 。如果纵向车道作 了纵 向切割 ， 可 由中 向边顺序破碎 。 也 破碎一个车道 的宽度 ， 实际破碎 宽度应超过一个 车道 ， 与其相邻
第３ ６卷 第 ２ ４期
・
２ ４ ・ ９
２０ １０年 ８月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥ（ ｎ Ⅱ Ｅ
水泥混凝土路面共振碎石化技术的应用
水泥混凝土路面共振碎石化技术的应用本文以某道路综合改造提升工程项目为例，讲述了新型工艺路面共振碎石化技术的原理及应用。
随着我国社会经济的发展，水泥混凝土路面改造提升为沥青混凝土路面（简称白改黑）将占据工程建设项目中很大一部分，水泥混凝土路面将逐渐被取代，通过工程案例对共振破碎技术的应用进行分析，为水泥混凝土路面改造提升工程提供参考。
标签：水泥混凝土路面;共振破碎;白改黑路面结构1、工程概况1.1项目概况本项目主要对31条道路进行横断面优化、路面提升、结构“白改黑”，已建道路，现状道路断面样式多，水泥路面结构陈旧破碎，病害较多。
道路通车多年，路面沉陷较多且已趋于稳定。
本次全线改造沥青混凝土路面，非机动车道采用透水沥青路面结构。
1.2周边环境根据现状调查，道路两侧地块开发强度不大，沿线大部分建筑为4-6层居民自建房;道路等级为城市主干路，设计车速是40km/h，车道宽度45m;在共振破碎施工期间，沿线周围的敏感建筑物进行实时观察，施工前在人行道位置设置隔振沟（宽40cm，深80cm），以减少施工振动对周围建筑物影响。
2、施工工艺2.1 共振碎石化技術“白改黑”施工工艺：共振碎石化破碎→洒水碾压→喷洒透层油→铺筑加铺层。
施工工艺简单、成熟、可靠，不需专门的配套设备。
2.2 大量的水泥砼路面亟待改造截止2018年年底，我国水泥混凝土路面总里程达到403.97万公里，其中县道里程54.97万公里，乡道里程117.38万公里，村道里程231.62万公里，参考《2018年交通运输行业发展统计公报》。
上世纪90年代开始至今建设的大量水泥混凝土路面，随着使用年限的增加，快速增长的交通荷载的作用，大量的水泥混凝土路面进入了大中修阶段。
2.3“白改黑”是城镇化的选择水泥混凝土路面“白改黑”后具有更高的路面平整度、更优的路面抗滑性、更低的行车噪声、更低的眩光特性、更佳的行车舒适性和安全性、更低费用、更小的交通影响，更符合城市的发展需求。
共振破碎技术在旧水泥混凝土路面改造中应用
共振破碎技术在旧水泥混凝土路面改造中应用摘要：近几年来，随着我国经济的突飞猛进，公路建设尤其是高等级的公路建设日益推进。
但是公路的建设并非仅仅是建设新公路，还包括对旧公路的改造。
在旧公路的改造主要是在水泥混凝土路面，水泥混凝土面板具有很强的硬度，但是其一旦毁坏就很难对其进行维修或翻修再生。
因此旧路大修改造再所难免。
结合自身经验，对共振破碎技术在旧水泥混凝土路面改造中的运用进行浅析，仅供广大同行共勉。
关键词：共振破碎技术；旧水泥路；工程改造1、前言早在上个世纪我国的经济建设之初，全国各地建设不少以水泥混凝土为主要材料的公路干线，经过了几十年的发展，我国的经济快速发展，车辆日益增多，水泥路面荷载、交通压力大等情况的共同作用下，水泥路面受到了很大的破坏。
因此从当下来看，对于水泥混凝土里面的改造已经不是什么新鲜的事情。
全国各地都进行不同程度的旧水泥路改造，各种工艺、方法都有试用，始终没有找到一个理想的办法。
后来随着我国公路事业的不断推进，在全体公路人员以及在吸收借鉴国内外先进技术经验的基础上，共振碎石化技术应运而生。
接下来笔者就集合具体的工程实践谈一谈共振破碎技术在旧水泥混凝土路面改造过程中的运用。
2、共振破碎技术概况与原理2.1共振破碎技术概况为了改造旧水泥混凝土面板，理想的改造方法时将原先的旧水泥面板彻底的打碎，彻底消除原有路面存在的病害，释放面板下空洞的隐患，将打碎的混凝土碾压后直接作为基层或底基层，再加铺新的水泥面层，这种方法不仅保证了在旧路面改造过程中水泥混凝土路面的质量，另外一个方面还降低了工程造价，节省了工程材料。
但是打碎水泥面板的施工难度太大，而且在破碎的过程中还容易对原有的路基造成影响，而共振破碎技术很好地解决了这一问题。
共振破碎设备是美国人在上个世纪的九十年代末提出来的，他们经过长期的试验摸索与改进终于研制成功并在2001的时候大规模地投入使用，获得了空前的成功。
它的出现使水泥路面破碎改造工艺实现了新的突破。
共振碎石化技术在水泥路面改造工程中的应用前景
共振碎石化技术在水泥路面改造工程中的应用前景旧水泥混凝土路面共振碎石化具有施工便捷,可以彻底消除反射裂缝，不产生废渣的特点，在水泥混凝土路面改建中工程有广泛的应用前景。
共振碎石化技术是美国RMI公司研发的,主要用于板块完整性与结构性较差的各种混凝土路面改建。
该方法是将混凝土板破碎成高强粒料层，对板下各层影响相对于其他碎石化方法要小，是目前能彻底消除反射裂缝的碎石化技术，且是一项重要的水泥混凝土路面原位破碎利用技术。
美国沥青学会将共振碎石化定义为：“一种将水泥混凝土路面破碎成为小碎块的加工过程”。
这些碎块的粒径范围从沙粒的尺寸到20cm左右。
细颗粒集中在路面上部，粗颗粒集中在路面下部。
一、旧水泥混凝土路面改造的方法1、先修复旧水泥混凝土板块，然后在其上加铺沥青混凝土面层。
该方法适用于路面破损不严重，断板率较低，且没有脱空、错台等路基缺陷的情况。
应该注意的是，修复不是重新修筑，它并不能完全消除水泥混凝土板块间的差异性沉降，这种不均匀沉降容易导致沥青面层的早期破坏，如反射裂缝。
另一方面，修复后的旧水泥混凝土板块中可能存在未修补完全的区域，这些区域使得加铺的沥青面层的结构安全有很大隐患。
除此之外，对旧水泥混凝土板块进行修复也要花费大量的人力、物力。
2、移除旧水泥混凝土板块，然后加铺新面层。
该方法适用于路面破坏过于严重或高程受限的情况，我国过去由于受施工机械性能的限制，混凝土板块破碎后得到的颗粒粒径不适合用作加铺面层的基层或底基层。
该方法初期投入过大，且移除的旧水泥混凝土又很难再加以利用，造成很大的浪费和严重的环境污染，社会影响较为强烈。
3、先破碎旧水泥混凝土板块，然后在其上加铺沥青混凝土面层。
该破碎工艺按破坏特性的不同分为3种：破裂压稳、打裂压稳和碎石化。
三者的目的都是缩小旧水泥板的尺寸，但处理后的板（碎）块尺寸不同。
其中，碎石化将板的长度减小到极小值。
根据国外的研究成果，经破裂压稳和打裂压稳技术处理后加铺的沥青混凝土面层也会产生反射裂缝，不过与不进行破碎的类似结构相比，其反射裂缝出现的时间要比不进行破碎时推迟2～3年，同时反射裂缝的数目相对减少20%左右。
周海生-共振碎石化技术在水泥混凝土路面“白改黑”中的应用-201804
两侧拓宽改建的情形~
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4、下封层设计
提供几种方案 1、不做透层； 2、做透层； 3、做稀浆封层/微表处； 4、碎石封层/纤维碎石封层； 5、应力吸收层/路面加筋镀锌钢网。 建议：陕西地区降雨量少于沿海，可以采取灵活方式 。
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不做透层，碾压后直接摊铺
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撒布透层油情况 37
纤维同步碎石封层
一般的做法是在多 锤头破碎后的路面 上铺筑一层水稳基 层，然后再加铺沥 青面层。
2、破碎粒径呈片状。
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3、再生机理
共振碎石化技术是对既有水泥混凝土路面的一种就 地再生利用技术
——材料的100%就地再生利用，资源再利用、低 碳、环保、绿色；
——实现了剩余结构强度的最大利用效率。
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五、共振设备 不是所有牛奶都叫特仑苏！
实施后的效果
“缩短了工期、节约了造价，并且节能环保”。
于2010年12月18日开工，2011年1月25日竣工，工期仅39 天，其中共振碎石化振碎工期仅为4天。
避免了大量资源外运和堆放。
节约造价：直接费用和间接费用。
采取有效措施，施工并未对管线造成不利影响。
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项目后期评审，形成的结论：
共振碎石化技术在水泥混凝土 路面“白改黑”中的应用
周海生 博士
同济大学
上海万广建设发展有限公司
2018.03.08
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目次
•一、水泥混凝土路面白改黑的必要性
•二、共振碎石化 技术历史沿革
•三、水泥混凝土路面改造技术方案比较
•四、共振碎石化破碎机理
•五、共振破碎设备
•六、加铺层设计
•七、施工工艺
•八、质量检验
现场破碎效果
共振碎石化在水泥砼路面改造中的应用PPT培训课件
共振之优势
这样的结构带来了更大的好处。首先是小粒度可更好地消 除反射裂缝，同时下部的较大的粒度提高了路基的承载能 力。其次是上部小粒度有利于路面渗水的横向排除，下部 的大粒度又可起到阻止渗水向下渗透的作用。 ④碎石化后的纹路规则排列，并与路面成30-60º夹角 共振破碎的工作锤头在激发路面共振的同时快速向前移 动，冲击的合力指向前下方，从而使振碎的裂纹与路面形 成了一定的夹角。这一夹角可使碎石块之间相互嵌合，经 压实后相互啮合的更紧，从而使碎石层起到更好的砾石稳 定层的作用。而普通重锤冲击式破碎方法的冲击力是垂直 向下的，碎石裂纹也只能是大致垂直于路面的，这不利于 稳定层的承重与稳定。
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共振之优势
⑤破碎深度不冲击路基，保证路基下的管线设施完好无损 共振第二代工作时以接近混凝土的固有频率而振动，在
发生共振的瞬间，锤头就向前运动，垂直向下的冲击力很 小，而且面板下边的材料为非混凝土，不会与之共振，避 免了对路基的冲击，路基下的其它管线设施不会受到影响。 路基不受冲击，保持了原有路基的平整度和密实度的均匀 性。 ⑥施工效率高 机械设计院在湖北武汉，每台机器配有三个富有经验和 技术的工作人员，设备故障维修时间短。单台共振破碎机 的生产率2000m2/班组，根据施工情况可调节为两个班组 或增加设备台数。
基础补强 洒水碾压 路面找平 沥青摊铺 道路标线
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碎石化层（0-10cm）级配与级配碎石级配对比图
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福州东二环路面碎石化后回弹弯沉检测记录
2020/11/13
福州东二环路面碎石化后回弹弯沉检测记录
2020/11/13
京港澳国家高速公路(G4)湘潭至耒阳段 试验路回弹模量原始记录
共振碎石化技术在道路提质改造中的应用
共振碎石化技术在道路提质改造中的应用摘要：随着城市化进程的不断推进，早期建设的水泥混凝土路面出现开裂、坑洞、断板等病害，对行车舒适性造成较大影响。
如果对病害严重的路段采用挖除新建的办法将产生大量的建筑垃圾，对环境造成严重破坏。
根据现在城市发展的需要，新建路面结构多采用沥青路面，在水泥路面上直接加罩沥青会导致路面反射裂缝的出现。
如何在利用原有水泥路面的情况下减少反射裂缝的出现，成为摆在建设单位面前的一个重要课题。
共振碎石化技术的出现，有效的解决了上述问题，成为旧水泥路面改造的有效方案，关键词：共振碎石化；水泥路面改造新世纪以来，中国修建了大量的水泥混凝土路面，随着使用年限的到来，大量的水泥混凝土路面出现了断板、坑洞、裂缝等病害，严重影响路面的使用功能。
为了恢复路面的使用性能，需对原有路面结构进行处置，将原有水泥路面共振碎石化后加铺沥青，可有效恢复原有路面使用性能。
1 工程概况长沙市某园区市政道路为城市次干道，双向四车道，道路两侧为工业企业，均在投产状态，沿线企业出入口较多。
道路全长约1.5km，红线宽30m。
路面出现水泥板断裂、裂缝、接缝料损坏等病害；沿线埋设有电力、路灯、给水、通信、雨水、污水、燃气等市政管线。
根据建设任务，需对该条道路进行提质改造，恢复路面原有功能。
2 道路病害检测病害调查采用人工徒步逐车道调查的方式进行，病害主要形式有破碎板、裂缝、板角断裂、边角剥落、接缝料损坏；弯沉平均值为15.8（0.01mm），面层平均厚度为201mm，基层平均厚度为194mm；行驶质量左右幅路面质量评价均为良；面层强度均值为5.08MPa，基层松散无法取回芯样。
图1 接缝料损坏图2 断板3 病害成因分析经分析，本项目出现各类病害最重要的三个因素为：（1）项目周边均为企业单位，厂房，仓储用地等，交通等级属中交通及以上，并且重载交通量比重大，还存在较多超载车辆。
（2）原路面结构组合（面层、基层和垫层等）不合理，达不到次干路及相应交通等级的需求。
共振碎石化技术--旧水泥混凝土路面改造中的“扛把子”
共振碎石化技术--旧水泥混凝土路面改造中的“扛把子”随着社会的发展，人们经济水平的提高，人们对道路舒适性的要求也越来越高,而旧水泥混凝土路面在交通荷载和各种自然因素综合作用下,出现了各种结构性损坏，道路服务水平下降,严重影响了行车的安全与舒适性，目前常用的解决方法一般是修复或加铺：在旧水泥混凝土路面之上直接加铺沥青混凝土，即“白加黑”；把旧路面经过处理后作为下卧层再铺筑沥青混凝土,即“白改黑”.“白加黑"、“白改黑”的最大问题是反射裂缝。
国内外研究表明,针对该问题目前较成功的做法是采用旧水泥混凝土路面碎石化技术。
该技术是将水泥混凝土的面板,通过专用设备一次性破碎为碎块柔性结构，因破碎后颗粒粒径小，力学模式更趋于级配碎石,因而将其命名为碎石化。
碎石化技术根据破碎原理和施工机械的不同分为两类：共振碎石化(RPB或RFB，Resonant Pavement Breaker或Resonant Frequency Breaker）和多锤头碎石化（MHB，Multi—Head Breaker）。
但是由于多锤头碎石化在控制反射裂缝方面并不十分明显;而共振碎石化技术用于板块完整性与结构性较差的水泥混凝土路面破碎，它将混凝土板破碎成高强粒料层，是目前最有效地解决反射裂缝的破碎技术。
共振碎石化机理：共振破碎机通过振动体带动工作锤头振动，锤头与路面接触,通过调节锤头的振动频率，使其接近水泥混凝土面板的固有频率，引起水泥混凝土面板在锤头下局部范围内产生共振，使混凝土内部颗粒间的内有摩擦阻力迅速减小而崩溃，即可将水泥混凝土面板击碎。
水泥混凝土路面碎石化后颗粒相互水泥混凝土路面碎石化后颗粒相互啮合嵌挤，破碎裂缝多与水平向成30°-45°，即基本沿最大剪切面破裂，这种角度破裂可获得比垂直破裂更大的模量，可将荷载分散到更大的区域内.同时，由于路基材料和水泥混凝土面板材料的差异较大,因此自有频率差异也较大，所以路基不会与混凝土面板产生共振，进而高频低幅的共振冲击破碎不会影响基层的完整性和结构承载力。
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共振第二代碎石化后试坑实际效果图
2020/11/13
何时需要共振化技术
当多于12%到15%的 道路需要混凝土路面修复 (CPR)时
当50%以上的养护费 用用于CPR时
当期望路面的设计使 用寿命在15年以上时
(CPR – 混凝土路面修 复，如：更换水泥板或接 缝，破碎，灌浆，打磨等)
共振碎石化在水泥砼路 面改造中的应用
混凝土道路改造中常规处理方法
深度更换 直接加铺 破碎稳固加铺
常规处理方式的缺陷
直接加铺 – 需要修补或处理：如注浆，修补等 – 只能延缓反射裂缝产生的时间，
时间 长
– 不能彻底消除，使用寿命比较短
– 后期养护较为复杂，养护成本换高板
全深度更换
修补
技术 缺陷
2020/11/13
振之优势
⑤破碎深度不冲击路基，保证路基下的管线设施完好无损 共振第二代工作时以接近混凝土的固有频率而振动，在
发生共振的瞬间，锤头就向前运动，垂直向下的冲击力很 小，而且面板下边的材料为非混凝土，不会与之共振，避 免了对路基的冲击，路基下的其它管线设施不会受到影响。 路基不受冲击，保持了原有路基的平整度和密实度的均匀 性。 ⑥施工效率高 机械设计院在湖北武汉，每台机器配有三个富有经验和 技术的工作人员，设备故障维修时间短。单台共振破碎机 的生产率2000m2/班组，根据施工情况可调节为两个班组 或增加设备台数。
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共振之优势
这样的结构带来了更大的好处。首先是小粒度可更好地消 除反射裂缝，同时下部的较大的粒度提高了路基的承载能 力。其次是上部小粒度有利于路面渗水的横向排除，下部 的大粒度又可起到阻止渗水向下渗透的作用。 ④碎石化后的纹路规则排列，并与路面成30-60º夹角 共振破碎的工作锤头在激发路面共振的同时快速向前移 动，冲击的合力指向前下方，从而使振碎的裂纹与路面形 成了一定的夹角。这一夹角可使碎石块之间相互嵌合，经 压实后相互啮合的更紧，从而使碎石层起到更好的砾石稳 定层的作用。而普通重锤冲击式破碎方法的冲击力是垂直 向下的，碎石裂纹也只能是大致垂直于路面的，这不利于 稳定层的承重与稳定。
基础补强 洒水碾压 路面找平 沥青摊铺 道路标线
2020/11/13
碎石化层（0-10cm）级配与级配碎石级配对比图
– 工期较长，
– 交通封闭时间长，从而增加社会成本； 基础 – 需要占用大量场地来堆放废弃旧混凝土板影响 路面破碎后加铺
代价 高
01
常规处理方式的缺陷
破碎技术一般又分三种：冲击压实技术、打裂压稳技术及 碎石化技术。
前两种方式包括碎石化技术中的多锤头技术可以达到抑制 反射裂缝产生的作用，但是由于水泥板粉碎不够彻底，这 几种技术也不能完全消除反射裂缝。同时由于施工时的冲 击力比较大，对周边的房屋、挡土墙等会产生影响。对旧 路面结构层扰动、破坏比较严重，可能造成老路承载力不 足而需要补强。
柔性悬浮式共振式破碎机（以下简称共振第二代）是利用 偏振块带动工作锤头在缓冲器下工作，橡胶缓冲器共有四 个分别装于箱体两侧，锤头与路面接触，锤头的振动频率 约44Hz左右，振幅为20mm。通过调节锤头的振动频率， 使其接近水泥面板的固有频率，激发其共振。
工作锤头上装有专用传感器，感应路面的振动反馈，由电 脑自动调节振动频率，搜寻被击物的自有频率，并引起水 泥面板在锤头下局部范围内产生共振，使混凝土内部颗粒 间的内摩擦阻力迅速减小而崩溃，同时还可控制被击碎的 碎块粒度和破碎深度。
以上为水泥砼路面共振基本要求，不同的道路水泥砼固 有频率可能有所差异。该技术要求是工作锤头在20mm的 振幅下达到一定频率，该频率与混凝土频率一致时，引起 混凝土板共振并迅速破碎开裂，从而达到破碎旧混凝土板 的目的。这种方式与其他碎石化技术利用纯冲击力作用在 使用机理上有很大的区别。
共振碎石化技术简介
为确保路面被破碎成达到要求的粒径，根据现场工程师要求， 在行车道中间挖掘4平方英尺（1.2平方米）的试坑，用来判定 破碎块是否达到特定的尺寸要求，根据现场情况可以增加测试 块。挖开的试坑需要回填，压实需要达到工程师的要求。符合 要求的破碎数据应记录备查。
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施工顺序 交通管制 路面清理 隐藏构造物标记 共振破碎
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2 共振碎石化技术简介
水泥路面共振碎石化技术率先由美国人开发使用。2004年 由杨伟明、立军两位把共振第一代引入我国，从2005年开 始、在上海、浙江等地区逐步开始应用。随后江浙沪等地 共振已成为一种成熟化工艺
共振破碎原理：水泥砼路面共振 = 20mm振幅 + 44（±4） Hz频率
2020/11/13
共振碎石化施工工艺
2020/11/13
试验段施工
试验段施工长度200m左右，全幅车道，破碎应该从道路一侧 开放边缘开始，或者从前面破碎过的边缘开始，并向对面路肩 或者向纵向的中线推进。在一次必须摊铺一个车道时，前面的 破碎应至少超出将要摊铺的宽度250毫米。
在破碎操作初始，操作人员会详细记录下不同的破碎情况相 对应水泥路面破碎机械的数据调整，如锤头高度、共振频率和 地面行驶速 度等。
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共振破碎机锤头工作原理图
共振第二代工作原理图
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共振第二代工作锤头的共振破碎斜向裂缝实 况效果图
2020/11/13
共振之优势
① 技术上的革新 共振第二代锤头在机器的一侧可以左右上下调节不存在
盲区，在工作范围上弥补了共振第一代边缘近1M无法破 碎的缺陷；工作技术上完全克服了重锤冲击式破碎法的不 足；在水泥路面破碎改造工程中将体现出意想不到的效果。 ②碎石化尺寸理想均匀 由于共振破碎力发生在整个水泥板块厚度范围内，能使 板块较均匀地分裂，通过微调振动频率，改变振动的力度， 可使破碎后的碎块尺寸达到2.5-15.2厘米的较理想尺寸。 ③碎后的粒径自上而下由小到大 由于振动力是由面板上部向下部传递的，振动锤并不在 一个点上连续振动，而是快速向前移动的，所以振动在混 凝土中存在衰减梯度，从而使上部的破碎粒度较小，下部 的破碎粒度较大。