共振碎石化工艺在西安市杜陵邑南路“白改黑”道路改造项目中成功应用

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共振

破碎

混凝土

路面

石化

破碎机

水泥

面板

碎石

基层

一、工程概况

　　2019年10月23日，由我西安市政道桥建设有限公司承建的杜陵邑南路（金花南路―唐苑北门）“白改黑”道路改造工程中首次采用共振碎石化技术试验段实施完成。共振碎石化工艺也是应用于西安市首条水泥混凝土的道路。

　本工程为现状水泥混凝土道路，全长999.18米，宽度8米，砼板为C25砼，板厚20cm，双向单车道，道路等级为城市次干路，该条路为通往景区中国唐苑的唯一一条道路。

二、共振碎石化技术原理及优势

　　该技术是一种将原有的水泥混凝土路面破碎成小粒径碎石，碾压后直接作为基层或底基层，变刚性路面为柔性基层，再在其表面直接加铺沥青混凝土面层的水泥混凝土路面再生利用施工工艺。

利用共振破碎设备持续产生高频低幅的振动能量，使得板块整体碎裂均匀，碎块大小和方向规律。共振碎石机锤头和板块接触时间短，将水泥板块表面的“裂纹”瞬间均匀地“扩展”到板块底部。水泥板块产生的裂纹与路面呈35°〜60°夹角，这些破碎碎块的粒径范围从沙砾到25公分左右，细集料集中在路面上部，粗粒料集中在路面下部，达到上部嵌挤，下部嵌锁，结合紧密。

优势1、破碎后的碎石尺寸理想、均匀

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, 下部破碎粒度较大。破碎后的碎石块在 2~ 32 cm 之间。这种破碎的好处是: 上部 4~6 cm 的碎石层可更好地消除反射裂，下部较大的碎石板块保留了旧混凝土板的承载能力。

优势2 、破碎深度可控制, 避免冲击路面基层

破碎机可以通过调节振动频率和振幅来控制破碎深度。破碎机以接近混凝土的固有频率振动, 在发生共振的瞬间, 锤头向前移动, 垂直向下的冲击力很小。此外, 由于路基材料和混凝土面板材料不同, 所以路基不会与混凝土面板产生共振, 这就避免了对路基的冲击。

优势3、可有效消除反射裂缝

通过共振破碎机对路面进行高频打击，水泥混凝土面板迅速崩溃成分散粒料，使砼面板万全碎石化。因为砼面板没有了预留接缝、裂缝的应力集中点从而也消除了坑洞、脱空等病害。

优势4、施工效率高

共振碎石化施工程序简单,生产率可达2000㎡/ d, 可大大提高路面维修效率。

优势5、环境效益显越，交通影响力小

共振破碎后的水泥板用作新路面结构的基层, 因此不产生建筑废料，破碎时也不产生粉尘。此外, 共振破碎的振幅较小, 因此锤头与路面共振破碎产生的噪音较低。由于其工作点窄, 可单车道施工, 不用完全封闭交通, 对交通干扰小。

三、试验段实施

1、共振破碎机设备参数

本次共振碎石化技术采用的机械为GZL600型全浮动式共振破碎机，其工作频率44―55HZ，工作振幅0―20mm，可破碎混凝土厚度40cm以上，整机重量30t，根据实验确定施工效率可达350m²/h。

2、本工程施工工艺流程

前期病害预处理

恢复后砼强度检测

共振机破碎

破碎效果

洒水

乳化沥青碎石同步封层

碾压

　　本次顺利完成试验段260米，宽4米。成型后对外观检查：表面平整，石块嵌挤紧密，无明显空隙，无大块突出石。

　　该工程较以往常规水泥混凝土路面改造方式相比，共振碎石化技术在工期方面节约20天以上，工程造价节省50%以上。

　　本次共振碎石化技术的应用，受到建设、设计单位等单位的青睐，为后期在全市“白改黑”工程中的推广奠定基础。

　　本次施工预计还将持续2天，欢迎各界同行各方领导前来交流指导。