我国公路水泥混凝土路面现状

上世纪80年代至90年代以来，我国各地兴起了大修水泥路的热潮。据不完全统计，全国的国省、县乡公路中的水泥混凝土路面总里程达万km以上。对促进我国的社会、经济发展，起了十分重要的作用。但是，经过近30年的使用，特别是近10来年，重型和特重型货车的大量增加，使这些公路的水泥混凝土路面破坏十分严重。有些路段甚至无法正常通车，亟待维修改造。

旧水泥混凝土路面改造的主要方法及其评价

过去对旧水泥混凝土路面的改造主要采用以下几种方法:

直接覆盖

对局部必要的处理后，直接加铺沥青混凝土或水泥混凝土。这种方法的主要缺点是:(1)原水泥混凝土板块应力没有释放，不可避免地很快就会产生反射裂纹。(2)层间结合不紧密，罩面容易脱层。

全深度更换

将旧水泥混凝土路面破碎，全部清运后加铺新的路面(沥青或水泥混凝土)。这种方法的主要缺点是:(1)凿除清运工程量大，工期长;(2)废弃的水泥混凝土块无法降解，严重影响环保;(3)总体工程造价高;(4)施工破坏力大，容易损坏路基及周边建筑;

共振碎石化技术的历史进程

针对上述2种方法存在的问题，美国工程师JohnBrizzell在年首次使用共振破碎机械对对旧水泥混凝土路面进行破碎改造。美国PCLawEngineering通过研究确认“共振碎石化”是进行水泥混凝土路面改造的最好方法。

年我们引进了美国ＲMI共振机器公司的技术与设备，在上海、浙江、山西、四川等地进行试验和推广应用。10多年来，经过各地的多次的试验，取得了良好的效果;同时也收集了大量的数据，结累了丰富的经验。证明共振碎石化技术完全适用于我国公路水泥混凝土路面的改造。年开始，我国工程技术人员和科研人员，通过4年多的不懈努力，于年成功自主研发了具有自主知识产权的、适合我国公路水泥混凝土路面再生利用的国产共振碎石机。年武汉金路得科技有限公司又生产了DPJ3X－型共振破碎机(如图4)。从而使我国共振碎石化机器和共振碎石化技术达到了可以与美国机器和技术相媲美的先进水平。在路面全幅破碎方面，还优于美国机器。

年国家交通运输部正式颁布的JTG/TF31－《公路水泥混凝土路面再生利用技术细则》，正式将共振碎石化技术列为主要方法之一。从而使用共振碎石化技术对公路水泥混凝土路面再生利用在全国迅速地推广应用。

共振碎石化技术的工作原理及其主要优点

共振碎石化的工作原理

特制的振动梁在偏心轴的驱动下，产生43～70Hz的振动谐波。破碎头以高频低幅(2cm)敲击水泥混凝土路面，水泥混凝土内部因受到剪切力而产生斜向裂纹，并随着振动迅速而有规律地扩展，直到水泥混凝土边界。

由于使用的共振原理，所以破坏力度只扩展到水泥混凝土的边界范围之内。与水泥混凝土介质不同的路基和周边建筑物因其固有频率不同，不会产生共振，所以不会产生任何破坏。

共振碎石化的主要优点

(1)彻底消除反射裂纹

共振破碎后，使原水泥混凝土路面完全破碎，上层被破碎为符合公路路面材料的级配碎石颗粒;下层被振裂但又嵌锁紧密。从而使应力得到了完全释放，彻底消除了反射裂纹。

(2)降低成本经济效益良好

共振破碎后，原有水泥混凝土板块下层虽然振裂，但为紧密嵌锁，保持有一定强度。因此只需碾压密实后，即可直接摊铺沥青混凝土。共振碎石化=清除(机械破碎)原有水泥混凝土路面+水泥稳定层+粘层。其经济效益十分良好。

(3)施工程序简便，效率高，工期短，对交通影响小共振破碎后，经过碾压，即可摊铺沥青混凝土开放交通。而且可以单车道施工，不需完全封闭交通。

(4)确保路基和周边建筑完好

由于共振必须是连续的相同的介质才能引起共振。路基和周边筑属于不同介质，所以不会受到任何破坏。而其他的破碎方法大多使用重力将水泥混凝土板块砸碎。不可避免地要损坏到下面的水泥稳定层、路基和周边建筑。

(5)环保，不产生无法绛解的白色垃圾

共振碎石化把原有的水泥混凝土破碎后全部再生利用。无需解决不可绛解的称为白色垃圾的废弃水泥混凝土块的处理问题。

(6)噪声小不扰民

共振碎石化施工时，由于是高频低幅共振，噪声很小。产生的噪声仅主要是柴油发动机的声音，总体相当于一台普通压路机所产生的噪声。

(7)可防止渗水造成的病害

由于共振后，原水泥混凝土路面下层虽然振裂，但嵌锁是紧密的，水是不易渗透的。从而避免了渗水引起的混凝土酸碱反应;也避免了路基因渗水而产生的病害。

(8)延长使用年限，减少维修费用

共振碎石化改造后的水泥混凝土路面，由于彻底消除了反射裂纹，路面的使用年限就会延长，不仅减少维修次数和维修费用，而且提高了道路的服务质量。

共振碎石化施工方法

对拟破碎水泥混凝土路面状况进行调查清除沥青修补等修补物

主要调查各路段的破损情况，检测弯沉值，查看有无断版、脱空、翻浆、唧泥、沉陷等需要换填补强的路段。必要时通过钻芯取样或开挖试坑获取数据;同时调查沿线桥涵、地下管线及建筑物的详细情况。经过认真计算或分析，确定是否使用共振的具体路段，做好记录并在实地画出明显标记。清除沥青混合材料等修补层(如有)。

进行排水系统调查

水是公路病害的罪魁祸首。共振碎石化施工前，必须对原有道路的排水系统进行调查。发现排水系统不完善的，要共振前补充设置相应排水系统。如图7所示。

管制交通、封闭施工区域，保证安全施工

为保证施工安全，对不中断交通的施工路段，必须进行交通管制，采用半幅施工。按规定设置明显的警示标志，封闭施工作业区域，非施工车辆和无关人员禁止进入。必要时配备专人指挥疏导车辆，确保施工安全。

共振破碎

开始正式共振破碎施工时，先作m左右的试验路段。通过调整共振频率、振幅和行进速度以获得最佳破碎效果。一般情况，施工顺序应从外侧车道边缘开始向内逐条破碎。每条破碎间应有所搭接，不留空白。

洒水碾压

破碎完成以后，进行一次全面检查，如表面层发现有大于5cm粒径的碎块，应于清除，然后使用小粒径碎石与砂填平后进行碾压。碾压前先洒水(如夏季蒸发快可多洒一遍)。使用15t振动压路机碾压3～4遍直至压实。完成以上工序后，经检测合格后便可摊铺沥青混凝土了。

共振碎石化施工要点及应注意的问题

共振碎石化施工的要点是:(1)共振破碎后，面层碎石应达到合格的级配;下层破碎后应达到紧密嵌锁不易渗透的效果。(2)共振破碎后，必须彻底压实，确保承载力达到预期的要求。

为此，在共振破碎时，必须随时掌握水泥混凝土板块和路基的情况，调整共振机器的参数，从而避免破碎不到位或过度破碎，以达到最佳效果。

结语

共振碎石化技术在我国经过十多年的试验与总结，不仅得到了较大范围的应用，同时通过我国工程技术人员和科研人员不断的探索与不懈的努力，还自主研发了具有自主知识产权的国产共振破碎机。国家交通运输部也将共振碎石化技术写入了年颁布的JTG/TF31－《公路水泥混凝土路面再生利用技术细则》中;上海、山东、陕西等(市)省也制定了相关的地方标准。

实践证明，共振碎石化技术是公路水泥混凝土路面再生利用的一种很好的新技术。该技术具有能够彻底消除路面反射裂纹，使用年限长，工程造价低，施工程序简便高效，交通影响小，环保等优点。是公路水泥混凝土路面再生利用的最佳方法。值得大力应用与推广。