什么是共振碎石化碎石化技術(shù)是一種重要的水泥混凝土路面原位破碎利用技術(shù)。它一般適用于水泥混凝土路面出現(xiàn)較大范圍破損的情況?，F(xiàn)場(chǎng)碎石化處理（Rubblization）是水泥混凝土路面重建的一種方法，是過(guò)去10年到15年期間發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)。美國(guó)瀝青學(xué)會(huì)將碎石化定義為：“一種將水泥混凝土路面破碎成為小碎塊的加工過(guò)程”。這些碎塊的粒徑范圍從沙粒的尺寸到20 cm左右。細(xì)顆粒集中在路面上部，粗顆粒集中在路面下部。共振碎石化是一種路面破碎加覆蓋技術(shù)，就是將原有的水泥混凝土路面破碎成小顆粒碾壓后直接作為基層或底基層，再在其表面直接加鋪瀝青混凝土面層的工藝。碎石化不僅是一種破碎路面的工藝，更是一種混凝土路面修復(fù)方法。它由共振破碎混凝土路面、正確設(shè)計(jì)和安裝路邊緣和地下排水系統(tǒng)、正確設(shè)計(jì)瀝青罩面三個(gè)主要部分組成。共振破碎原理水泥混凝土路面共振破碎真正的碎石化：浮動(dòng)式共振破碎設(shè)備振動(dòng)工作錘頭與路面接觸，調(diào)節(jié)錘頭的振動(dòng)頻率，通過(guò)激振器激發(fā)水泥混凝土產(chǎn)生共振，使其接近水泥面板的固有頻率，激發(fā)其共振，即可將水泥混凝土面板擊碎。工作錘頭上裝有傳感器，感應(yīng)路面的振動(dòng)反饋。由電腦自動(dòng)調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率，搜尋被擊物的自有頻率，并引起水泥面板在錘頭下局部范圍內(nèi)產(chǎn)生共振，使混凝土內(nèi)部顆粒間的內(nèi)摩擦阻力迅速減小而崩潰。通過(guò)浮動(dòng)式共振破碎，使舊水泥混凝土面板碎裂，形成上部嵌擠密實(shí)的碎石層，下部嵌鎖咬合的塊石層。 碎石化后水泥混凝土顆粒的粒徑不大于40 cm，且75%以上的顆粒在深度方向的分布滿足：表面大尺寸不超過(guò)7.5 cm，中間不超過(guò)22.5 cm，底部不超過(guò)37.5 cm。
碎石化技術(shù)的適用范圍為了達(dá)到預(yù)期的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果，要對(duì)任何候選的舊有路面進(jìn)行工程的前期評(píng)估以確定是否適合碎石化處理。水泥混凝土路面的修復(fù)有三大方法，即修繕復(fù)原，重新鋪面和重建。碎石化處理是重建的一種。舊混凝土路面應(yīng)該考慮前面兩種修復(fù)方法。如果混凝土路面具有良好的結(jié)構(gòu)承載力，不應(yīng)該考慮采用碎石化處理，因?yàn)樗槭吘故菍⒒炷谅访嬲麄€(gè)結(jié)構(gòu)毀壞。經(jīng)過(guò)查閱大量資料，本文總結(jié)當(dāng)水泥混凝土路面出現(xiàn)下列情況時(shí)可以采用碎石化改造技術(shù)：出現(xiàn)大量的接縫缺陷，如：錯(cuò)臺(tái)、翻漿和角隅破壞等導(dǎo)致超過(guò)20%的接縫需要修補(bǔ)；超過(guò)20%的板出現(xiàn)開裂；超過(guò)20%的路面已被修補(bǔ)或需要修補(bǔ)；當(dāng)50%以上的建設(shè)成本用于混凝土路面修復(fù)；修復(fù)的道路使用壽命在15年以上；鋼筋混凝土路面；路面失去結(jié)構(gòu)承載力。此外，當(dāng)舊水泥混凝土路面有下面一種或幾種類型的損壞時(shí)，也可以考慮采用碎石化改造技術(shù)：水泥混凝土面板有嚴(yán)重的D形裂縫。D形裂縫是水泥混凝土路面的伸縮縫兩側(cè)在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生的多道裂縫，呈D字形，且呈不斷擴(kuò)展趨勢(shì)，嚴(yán)重時(shí)裂縫產(chǎn)生的小塊可能脫落或錯(cuò)位移動(dòng)。D型裂縫是典型的耐久性裂縫；水泥混凝土路面有嚴(yán)重的堿骨料反應(yīng)的情形。堿骨料反應(yīng)中有膠體產(chǎn)生，吸收水份造成膨脹（堿脹），進(jìn)而開裂而降低混凝土的耐久性；受嚴(yán)重凍融破壞的混凝土路面。凍融破壞一般發(fā)生在沒(méi)有加氣的混凝土中。如果氣孔體積或者氣孔間距不適當(dāng)，混凝土在受凍時(shí)會(huì)膨脹開裂。這一過(guò)程可持續(xù)幾年會(huì)使混凝土路面破壞嚴(yán)重。但是，并不是所有的路面出現(xiàn)以上損壞時(shí)都可以考慮使用碎石化技術(shù)。碎石化技術(shù)的運(yùn)用除了有以上路面的充分條件外，還有對(duì)其的必要條件。美國(guó)公路科研部門在研究碎石化工藝時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)公路基層與面層之和少于15cm時(shí)，不能采用碎石化技術(shù)；當(dāng)路基承載比CBR低于1.5%時(shí)，也不能采用碎石化技術(shù)；在基層與面層之和為15~33 cm之間，路基承載比CBR為1.5%~7%之間內(nèi)不太適 合碎石化技術(shù)。另外，在地勢(shì)較低、地下水位較高、路基積水或者含有較濕的粘土和混入泥沙的粘土地區(qū)以及當(dāng)路基材料損壞太厲害，不能承受破碎路面負(fù)荷的地區(qū)均不宜采用碎石化處理。對(duì)于碎石化改造技術(shù)的適用范圍，一般采用圖1-1所示的判定方法。一般來(lái)說(shuō)，只要原路基CBR值大于7，且水泥混凝土路面基層與面層總厚度超過(guò)33cm，便可以采用碎石化技術(shù)。碎石化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)碎石化工藝的首要控制標(biāo)準(zhǔn)就是破碎后碎塊的尺寸一定要非常小。正因?yàn)槿绱?，碎石化具有和打裂壓穩(wěn)、打碎壓穩(wěn)等破碎方式完全不一樣的效果。當(dāng)然，破碎后碎塊的尺寸并不是越細(xì)越好，需要在結(jié)構(gòu)性降低和反射裂縫風(fēng)險(xiǎn)增高之間尋求平衡。適宜的破碎后有效模量應(yīng)使出現(xiàn)反射裂縫的可能性降低到一定程度。在此情況下盡量原混凝土板塊的結(jié)構(gòu)性。破碎后有效模量是與破碎后顆粒粒徑密切相關(guān)的，所以存在一個(gè)合理的破碎后粒徑區(qū)間，它能使有效模量達(dá)到適宜范圍。通過(guò)在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用碎石化技術(shù)對(duì)嚴(yán)重病害的水泥路面加以改造，與其他方法相比較，實(shí)踐證明該技術(shù)具有以下特點(diǎn)：碎石化技術(shù)防止反射裂縫的效果比同樣應(yīng)用于混凝土路面改造項(xiàng)目中的震裂壓穩(wěn)、破裂壓穩(wěn)及增加應(yīng)力緩沖層等技術(shù)更為有效。破碎并壓實(shí)的混凝土路面是由破碎混凝土塊組成的緊密結(jié)合、內(nèi)部嵌擠、高密度的材料層。破碎材料具有較強(qiáng)的抗剪強(qiáng)度，但其抗彎拉強(qiáng)度并不大。碎石化的混凝土路面不是一般的粒料基層，也并不是處于無(wú)應(yīng)力狀態(tài)，與一般的密級(jí)配粒料相比，碎石化混凝土路面可以為HMA（熱拌瀝青混合料）罩面提供更高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。由于碎石化破碎后碎塊的尺寸特性，破碎的水泥板塊具有良好的強(qiáng)度均勻性。因?yàn)闆](méi)有了預(yù)留接縫、裂縫等應(yīng)力集中點(diǎn)，同時(shí)也消除了坑洞、脫邊、板底空洞等病害，在上面加鋪瀝青面層后，不會(huì)再有反射裂縫出現(xiàn)，這是碎石化技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)，也是其標(biāo)志性成果。其他處理方法，如打裂壓穩(wěn)、破碎壓穩(wěn)等雖然也能減輕反射裂縫，但是由于原板塊仍比較大，板體性依然非常明顯，故仍有出現(xiàn)反射裂縫的可能性。碎石化技術(shù)還具有施工速度快的優(yōu)點(diǎn)。由于不需要加鋪半剛性基層，只需要進(jìn)行破碎。而無(wú)論是沖擊破碎還是共振破碎，設(shè)備的工作速度都很快。如果用其他的處理方法的話，由于要加鋪半剛性基層，工程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，施工期間嚴(yán)重影響交通通行。因此如果考慮到社會(huì)效益，或者要求在短期內(nèi)完成道路改造，采用碎石化技術(shù)是更可行的方案。不需加鋪半剛性基層，還有一個(gè)好處就是可以不顯著增加路面標(biāo)高。由此對(duì)沿線的居民、對(duì)路基寬度、道路邊坡影響都不大，因而特別適合于經(jīng)過(guò)城鎮(zhèn)的道路改造。還有，碎石化設(shè)備的錘頭重量?jī)H幾百公斤，錘擊板塊所產(chǎn)生的沖擊震動(dòng)和噪聲較小，沿途居民一般可以承受。如果是采用共振破碎，則更加沒(méi)有噪音。相反打裂壓穩(wěn)和破碎壓穩(wěn)，則在施工時(shí)所產(chǎn)生的震動(dòng)比較強(qiáng)烈，影響附近建筑物的安全，這有可能給施工帶來(lái)意外的麻煩。另外，碎石化充分利用了原有水泥混凝土路面破碎后的碎塊，不但減少了白色污染，還節(jié)省了廢料運(yùn)輸成本，具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保的雙重功效，響應(yīng)了國(guó)家關(guān)于建立節(jié)約型社會(huì)的號(hào)召。通過(guò)以上分析，可以總結(jié)出碎石化具有以下的優(yōu)點(diǎn)：解決板塊的反射裂縫問(wèn)題；施工速度快；不顯著提高路面標(biāo)高；施工時(shí)擾民少；
