2020/11/13
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
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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
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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
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共振碎石化施工工艺
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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
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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。