旧水泥混凝土路面冲击破碎

一、水泥混凝土路面冲击碾压破碎
（一）应用特点
旧砼路面的改建传统的做法是用重力锤或重力冲击锤断裂面板，再用压路机稳压，上面铺筑面层。采用冲击压路机可以将旧砼路面的破碎与压实两个过程合二为一，施工速度比传统方法快得多。
冲击压路机由牵引车带动非圆形轮滚动，多边形滚轮的大小半径产生位能落差与行驶的动能相结合沿地面对土石材料进行静压、搓揉、冲击的连续冲击碾压作业，其连续性的高幅低频冲击力冲击破碎砼面板，产生的强大冲击波向板下基层和土基传播，压实影响深度岁冲压遍数递增，使冲击破碎后的板块得以压实稳固，形成强度高的路面底基层，从而达到了大大减少原路面板反射裂缝，提高原路基路面的密实度与承载能力的目的。

（二）冲击压实设备
进行破碎改建项目的冲击压实机一般为30千焦型（太小、太轻则破碎效果不好），其性能参数如下：

（三）冲压施工工艺
1、冲压前的准备工作
A、应根据面板的完整状况将面板分成不同类型，确定不同的冲压方案。
B、施工放样，由于冲压产生较大冲击波会对沿线桥涵等构造物产生破坏，因此在施工时应予避让，现场按试验段提供的避让距离用黄线标示出作业控制区。
C、测点布设，为了对破碎状态和沉降量进行检测，施工前沿各个车道中心线纵向间距20m一排设置沉降观测点。
D、防水，为防止冲压过程中下雨，需准备好防雨用雨布。
E、做好原地面高程测量以及板块破损调查。
F、对于大坑槽冲压前应用碎石填平。
G、对于半幅通车半幅施工的情况，应采取相应的技术措施防止震裂新铺路面。
H设专职安全员负责冲压区域的安全管理，严禁车辆出入。
2、冲压施工
A、冲压顺序  砼面板在水平方向所受约束愈小，破碎效果愈好，故在施工中选定从路肩、行车道、超车道的顺序依次冲压。
B、冲击压路机的行驶路线宜按图3.2.2方式进行，当直行冲击碾压数遍，破碎效果不理想时可尝试走“S”形路线。
C、行驶速度约为7~9km/h，压密阶段可加快至9~12km/h。
D、同一条路因地质状况、路面强度等不同，会产生不同的破碎程度，施工时应根据实际破碎状况及时调整冲压遍数，防止出现过度破碎或破碎不够等现象。
E、特殊路段处理  如在冲压过程中发现局部路段出现“弹簧”现象，应停机检查。在确认为“弹簧”后，应把“弹簧”层挖除，然后回填碎石，找平后用普通压路机分层压实，再用冲击压路机冲压同样遍数，以避免产生差异沉降。
F、注意事项 必须严格在标示的作业区内施工，冲压过程中派人观察沿线构造物，防止出现异常破坏现象。冲压过程中如下雨应立即停止作业并做好作业区遮盖工作，防止雨水渗入路床等。

（四）质量控制
1、旧水泥混凝土路面板块宜破碎成50cm左右的板块，各板块之间应相互嵌锁，不应过度破碎松散。
2、冲击碾压后的沉降应趋于稳定，一般以最后2遍的平均沉降量不超过5mm为准，或者其平均沉降量为总沉降量的5~10%,具体数值可结合实际情况，通过试验确定。
3、控制冲压遍数，一般五边形冲击压路机10~20遍，根据原路基路面状况通过试验确定。在沉降达到要求后，对面板的破碎状况进行检查，若达不到要求应继续冲压，每2遍检测一次，直到满足要求为止。
4、冲击路面板块的破碎程度在视觉上大致呈忘网状分布（如下图），且不宜过碎，大于60CM的破碎块数量不宜超过30%。

冲击破碎效果图

合水路砼路面冲压改造  　　　铜陵S321砼路面冲压改造   　　　冲压后产生的路面裂纹

我国水泥混凝土路面的修筑已经有半个多世纪的历史,在20世纪70 年代中后期,开始较多地修建水泥混凝土路面, 80 年代初期,水泥路面得到了较快的发展。水泥路面在长期的使用过程中不可避免地出现结构和功能性破坏,如断板、错台、唧泥、脱空等病害,尤其在最近几年随着交通量及重载车辆的增加,大量早期修建的水泥混凝土路面面临着维修任务。
(1)打裂压稳。打裂压稳通常用于消除沥青面层的反射裂缝。理想状况下,处理后的板块长度应在30—100mm,打裂后,通过压实有效地消除板下脱空,恢复基层对水泥混凝土板块的支撑作用。打裂压稳技术成功地用于改造结构完好、仅存在功能性破坏的普通水泥混凝土路面。使用打裂压稳时必须考虑到板块整体性的损失。冲击压实设备对水泥混凝土路面的破碎就属于典型的打裂压稳。
(2)破碎压稳。破碎压稳技术主要用于钢筋混凝土路面。该技术要求破坏混凝土和钢筋之间的联结,从而减小工作缝和裂缝之间的差异性位移到最低限度。其破碎功较打裂压稳要求更高。
(3)碎石化。碎石化技术是在冲击压实技术上发展起来的一种更为彻底的水泥商品混凝土面板破碎技术,其目的是将水泥混凝土面板较为均匀地破碎成为10—20cm的颗粒,该技术将水泥混凝土板块破碎成“高强粒料基层”,可以从根本上解决沥青混凝土加铺层反射裂缝的问题。美国MHB 型路面破碎设备对水泥混凝土路面的破碎属于典型的碎石化。

二、多锤头碎石化后路面结构方案
320国道K418 + 000～K427 + 750段旧水泥混凝土路面破碎采用碎石化技术,对原有板块进行破碎,主要是基于此路段破损板块较均匀,全线破损板块基本没有下沉等病害,从现场检测情况看,原有路面基层基本完好。

破碎设备采用MHB 多锤头破碎机与Z型压路机。破碎后采用Z型格栅压路机对破碎路面进行压实稳固。压实过程中,对路表水泥颗粒进一步破碎,表面水泥颗粒小到5—10cm。压实后路面平整,形成类似级配碎石结构的柔性基层,其后对碎石化路面进行清扫,按3. 0—3. 5kg/m2 的洒布量撒布乳化沥青,以起到稳定、防渗水的作用。洒布乳化沥青后,撒5—15mm碎石嵌缝,再用光轮压路机碾压1—2遍。这样表层破碎的颗粒形成整体结构,同时具有一定的密水性,形成了一稳定的结构层,在其上再加铺沥青混凝土面层。加铺层采用两层式。

二、多锤头弊端：
1.轴承过热，原因：润滑不足，润滑脂过多轴承损 
2.出料粒度过大，原因，锤头磨损过大筛条断裂，
排除方法：更换锤头，更换筛。
弹性联轴节产生敲击声，原因：销轴松动，弹性圈磨损，
排除方法：停车并拧紧销轴螺母，更换弹性圈。
机械内部产生敲击声， 原因：非破碎物进入机器内部，衬板紧固件松弛等。锤撞击在衬板上，锤或其它零件断裂。
排除方法：停车，清理破碎腔，检查衬板的紧固情况及锤与筛条之间的缝隙；更换断裂零件。
5.振动量骤增，原因：更换锤头时或因锥头磨损使转子静平衡不合要求，锤头折断，转子失衡，销轴变曲、折断；三角盘或圆盘裂缝。
排除方法：卸掉锤头、按重量选择锤头，使每支锤轴上锤的总重量与其相对锤轴上锤的总重量相等，即静平衡达到要求，更换锤头，更换销轴，电焊修补或更换，紧固地脚螺栓。
多锤头破碎深度较浅，外表易碎，影响深度2cm，需继续用破碎锤破碎，继而大大浪费时间，又浪费成本。
以上可以看出多锤头机械零件较多，易耗程度大，

三、五边形冲击压实技术
冲击压实机是一种具有高冲击能量的压实机械，其钢轮成五边形当它行走时,轮轴反复抬升和落下使钢轮冲击水泥板块，使面板出现横向裂纹而折断。随着冲压遍数的增加，钢轮交错作用于面板，横向裂缝变宽并开始出现纵向裂缝。冲击压实机对水泥路面施加的强大冲击力足以使面板破碎和稳固, 有效地消除了原来面板脱空而产生的竖向变形。主要用于公里、机场、土石坝等基础工程的岩土压实作业，该设备的突出特点是冲压影响深度土方路基单层压实厚度可达0.6~1.5cm，速度快,冲压速度9~12km/h，效率高是普遍压实设备的3~5倍，作用均匀，压实质量高。该设备用于水泥混合土路面的修复，主要是利用其巨大的冲击力、破碎、稳固混凝土面板，同时冲压密实原基层和一定深度内的路路基。原理：利用多边形碾压轮的外接半径和内切半径的差值，和碾压轮自重的势能，再加上碾压轮行走产生的东北功能，在碾压路面上施加一定的外力，从而改变碾压体内部的各层面的结构，达到增大土体密实度或破碎原路面的效果。

特点：低频率、大振幅(不同于振动压路机)， 圆周式动力贯入，压实效果好，费用成本低。
1.对设备的要求
五边形破碎状况，是直接反映混凝土面板上是否破碎,因此在冲击施工中，应有现场监理随时检查混凝土板的情况。
检查控制方法，主要是检查破碎后的混凝土板快是否紧密，处于稳定牢固状态，而不限于碎块尺寸的大小。
2.冲击压实技术的优点
修复大面积破损的混泥土路面，采用冲击压实技术，具有以下优点：
冲击质量高，采用冲击压实技术，能有效的破碎、稳固混泥土面板，并压实了基层和路基，并利用破碎稳固后的混泥土面板和压实的基层作为一次牢固、紧密厚实的底基层。
修复速度快，冲击压实机自行速度每小时9~12km，冲压宽的2m。按施工作业时平均10km/h，冲压20遍计，冲压长1km宽12m的混泥土路面，仅需12h，施工速度明显快人工和多锤头破碎机作业。
工程成本低，俺冲击实一边0.5元/㎡，20遍计，1平方米仅需10元，采用人工破碎为21.12元/㎡，多锤头破碎机为13.18元/平方米，且仅为破碎一道工序，如包括压实和地基层利用，两种技术效价更为明显。
影响交通时间短。老路面施工，免不了影响交通，由于冲击施工速度快，时间短，并且冲压后的路面平整如常，完工后即可开交通，对交通的影响大为减少，比较其他破碎施工方法，其优点显而易见。
旧混凝土路面的破碎适宜用五边形碾压轮的冲击压路机，轮重符合要求，机械性能完好，五边形冲击压路机牵引车、装载机都可拖拉，既节约了成本又节约了时间。

结语:
使用冲击压实技术修复混泥土路面的工程情况来看，该项技术对混泥土路面的破碎、稳固和对路基的压实，都具有常用破碎和碾压设备较大的优越性，不仅能有效地降低工程成本和缩短施工时间，而且能大大提高路面质量，提高工程的经济效益和社会效益，所以大力推广应用冲击压实技术，为公路建设和养护服务，是非常重要的。