1、 畢業設計（論文）題目： MHB多錘頭破碎技術在舊水泥混凝士路面改造中的應用 院 系： 路橋與港航工程學院 專業名稱： 道路橋梁工程技術 班 級： 132013 學號： 25 姓 名： 戴巍 指導老師： 程青現 完成時間： 2016年5月22日 13目錄摘要：3關鍵詞：3前言31 MHB多錘頭破碎技術41.1 MHB多錘頭碎石化技術的含義41.2 MHB多錘頭碎石化技術的基本原理41.3 MHB多錘頭碎石化技術的適用條件41.4 MHB多錘頭碎石化技術的設備要求41.4.1 MHB多錘頭破碎機41.4.2 Z型震動壓路機51.4.3 振動鋼輪壓路機52 MHB多錘頭破碎技術的施工工藝52.1

2、MHB多錘頭碎石化技術施工前的 準備工作52.1.1 清除已存在的瀝青混凝土面層52.1.2 隱蔽構造物的調查與標記52.1.3 軟弱基層和底基層的修復62.1.4 完善路面排水系統62.1.5 交通管制62.1.6 設備保養和調試62.2 試破碎62.3 工藝流程72.4 壓實要求72.5 乳化瀝青透層83 MHB多錘頭碎石化技術的質量控制83.1 施工前的質量控制83.1.1正確評估土基和基層特性83.1.2設計完善的排水設施83.1.3修復軟弱基層或底基層83.2 施工中的質量控制93.2.1碎石化技術要求93.2.2破碎順序和搭接93.2.3 灑水防塵93.2.4凹處回填93.3 控制

3、破碎后的顆粒組成93.4 質量檢測控制104 工程案例104.1 工程技術設計方案114.2 施工方案-分幅施工115 結語12 MHB多錘頭破碎技術在舊水泥混凝士路面改造中的應用摘要：本文介紹MHB多錘頭技術的方法與適應性，從施工方案、施工工藝及施工質量控制對多錘頭技術進行分析研究。MHB破碎改造技術有效環保的利用了失去整體承載能力的舊水泥混凝土路面，此技術也有效的解決了通過加鋪方式而存在的反射裂縫。關鍵詞：施工工藝；施工質量控制；破碎改造；舊水泥混凝土路面Abstract: this paper introduces the MHB hammer technology method and

4、 adaptive, from the construction scheme, construction technology and construction quality control of hammer technology are studied. MHB crushing technology reform the use of effective environmental protection because of widespread damage and loss of the overall carrying capacity of old cement concre

5、te, this technology is also effectively solved through the ways and a reflective crack.Key words: construction technology; Construction quality control; Broken; The old cement concrete pavement;前言我國水泥混凝土路面興建于上個世紀80年代，隨著我國改革開放政策的提出，我國的經濟進入了迅猛的發展時期，伴隨而來的是交通運輸壓力的不斷增加，水泥混凝土路面因其良好的穩定性 、剛度大、材料易于取得、耐久性強等的優

6、點，在全國迅速被建設和推廣。近年來，伴隨著我國舊水泥混凝土路面重建需求的不斷增加，舊水泥混凝土路面現場碎石化技術得到了很快的發展，我國現有的水泥混凝土路面中已有相當一部分超過了它的設計使用年限（一般設計使用年限為1020年）有的雖還未達到設計使用年限，但隨著道路交通量和重載交通的不斷增加，之前新建的水泥混凝土路面由于超載等各個方面的原因，出現了不同程度的路面板塊結構被破壞，使用性能降低等問題，嚴重影響車輛行駛的舒適性和安全性。本文對MHB多錘頭破碎水泥混凝土技術在施工工藝和質量控制等方面進行了比較詳細的說明。1 MHB多錘頭破碎技術1.1 MHB多錘頭碎石化技術的含義是運用多錘頭式破碎機械將舊

7、水泥混凝土路面因大面積破壞而喪失整體承載力的路面破碎成為碎塊柔性結構的一項技術。因破碎后的水泥混凝土顆粒粒徑較小，模型趨向于級配碎石，因而又稱其為碎石化。1.2 MHB多錘頭碎石化技術的基本原理它是采用多個重錘錘擊打碎路面板，將路面破碎成大小均勻的塊徑結構。采用這種技術破碎的路面，可形成頂面層顆粒較細，中層顆粒稍粗，底面層粒徑較大的嵌擠結構。就地破碎，工藝較為簡單，完成破碎后用Z形壓路機壓實，形成平整、穩固的底基層結構，經多錘頭碎石化技術破碎后的舊水泥混凝土路面，粒徑自上而下逐漸增大。上部小顆粒經Z型壓路機壓實后形成平整表面更易于攤鋪，下部大顆粒之間又形成框架結構，故破碎并壓實后的舊混凝土路面

8、材料層緊密性較好、內部結構更加的穩定，從而具備了更高的結構強度。碎石化技術的基本原理是通過利用專有設備對舊水泥混凝土路面進行沖擊、破碎、壓實，在損失一部分結構強度和整體性的情況下，把破碎的舊混凝土路面在各個（濕度、溫度和荷載等）作用下的位移降低在設計新鋪路面可以允許的要求內，從而減少甚至消除舊混凝土板塊對瀝青加鋪層的反射裂縫。路面通過破碎處理可以消除反射裂縫，為新鋪的面層提供良好的底基層結構，同時，該破碎工藝有施工簡單，造價較低，環保等優點。1.3 MHB多錘頭碎石化技術的適用條件當水泥混凝土路面出現嚴重損壞（大量錯臺、翻漿、超過20%的接縫要修補或者超過20%的路面需要修補等），當路基材料損

9、壞太嚴重，路段彎沉代表值大于0.2mm的情況宜采用碎石化技術，碎石化技術能將舊水泥混凝土路面破碎成骨架顆粒，顆粒之間互相嵌擠，從而防止加鋪的路面（特別是瀝青混凝土路面）產生反射裂縫，為加鋪層提供比較理想的基層，是目前解決舊水泥混凝土路面反射裂縫較徹底的方法之一。1.4 MHB多錘頭碎石化技術的設備要求1.4.1 MHB多錘頭破碎機MHB多錘頭破碎設備所攜帶的重錘的標準質量為454544KG，后面有兩排重錘，兩排重錘成對稱品字型在整臺機械的后部（后排重錘裝配在前排重錘間隙中心處）。每對重錘的動力都單獨以一套液壓提升系統提供，破碎時按一定的要求下落，錘頭提升高度可在1.11.2m之間調節。重錘下落

10、可以產生1.3811.1kJ的沖擊能量，重錘下落形成的是低頻高幅的振動，這種振動對舊水泥混凝土板塊破碎效果很明顯。通過機械破碎可以控制顆粒尺寸大小，顆粒范圍一般在7.537.5cm之間，具有較良好的使用效果。同時多錘頭破碎設備一次破碎寬度可達3.75m，為防止碎屑飛濺，破碎機設置了防護網，。這種機械的工作時效率是35004000/臺班。控制破碎后的顆粒尺寸可以通過控制重錘下落的高度來實現。破碎后的顆粒互相嵌擠、咬合。1.4.2 Z型震動壓路機Z型震動壓路機采用鉸接式車架、機械行走、液壓振動、全液壓轉向系統。 具有兩種振頻、兩級振幅，可適應于不同厚度鋪層和各種材料的壓實。在破碎后進行第一遍碾壓，

11、目的是使破碎后的水泥顆粒粒徑減小，形成穩定的上小下大的結構，為下一步振動鋼輪壓路機的工作做準備。1.4.3 振動鋼輪壓路機振動鋼輪壓路機為單振動輪，自裝備動力，最小自重不小于9t，采用機械或液壓傳動，能集中力量壓實突起的部分，壓實平整度高。前后碾輪均裝有刮板以清除碾輪上粘結物，在Z型壓路機之后壓實破碎后的混凝土表面，為罩面提供平坦的工作面，用于修復破碎后通車的特殊路段。2 MHB多錘頭破碎技術的施工工藝2.1 MHB多錘頭碎石化技術施工前的 準備工作2.1.1 清除已存在的瀝青混凝土面層在碎石化施工前，清除舊混凝土路面上加鋪或局部修補的面層修復材料，以免這些材料影響設備破碎效果。2.1.2 隱

12、蔽構造物的勘察與標記在碎石化施工前，結合設計院的設計圖紙及業主提供的有關隱蔽構造物（如地下管道、暗涵）的資料，對沿線范圍內的隱蔽構造物位置進行詳細調查，并做出標記，確保這些構造物不會影響施工。通常，埋深在1m以上的構造物不會因為路面的碎石化受到破壞所以可以正常破碎；埋深在0.51m的構造物可能會因碎石化受到一定的破壞，施工時適當調整錘頭高度進行輕度打裂；埋深不足0.5m的構造物（或管線）以及橋梁等，應禁止破碎，避讓構造物端線范圍外側3m以內的所有區域。對于不同埋深的構造物、地下管線等，應采用不同顏色的油漆標記，用以區別是否破碎，保證施工安全。2.1.3 軟弱基層和底基層的修復破碎施工過程中如果

13、出現“彈簧”現象，如有舊水泥混凝土路面應對其進行清除，可開挖至有足夠穩定性的底基層或基層，也可采用級配碎石換填至破碎混凝土板頂面高程，開挖最小尺寸應大于全車道寬度和1.0米長來保證壓實效果，局部需要補強的部位，采用級配碎石補強，補強厚度視具體情況制定。2.1.4 完善路面排水系統修繕路面排水系統，其中包括排水管道和涵洞等。2.1.5 交通管制碎石化后的舊水泥混凝土路面在沒有攤鋪完瀝青混合料面層之前是禁止開放交通的， 所以對交通管制的要求嚴格，實行半封閉式的施工。配合交通管理部門，做好交通管制，確保施工及交通安全。2.1.6 設備保養和調試 施工前確保設備能正常使用，保證所需的破碎機械、碾壓機械

14、齊全、完好。2.2 試破碎選擇約100米長的路段作為試驗段，在試驗段破碎過程中利用不同的破碎速度、落錘高度和頻率對不同的試驗段區間進行設備調試，確定適合整個路段的施工參數（如落錘高度、頻率、破碎速度等），指導后續工程的正常施工。MHB多錘頭破碎機將舊水泥混凝土路面破碎后，采用鋼輪振動壓路機碾壓23遍后，在不同的區間內分別進行破碎尺寸的檢測和路面承載板回彈模量試驗。選擇適宜的破碎尺寸和回彈模量設備參數。但需要指出的是：舊水泥混凝土路面板的破碎尺寸應符合設計規范要求。如果面層破碎出現大量的粉狀集料，應及時調整破碎方式（可以通過調節落錘高度和破碎速度）以防止其給結構帶來不穩定影響。多錘頭碎石化后路面

15、表面碎塊多呈片狀，經Z型壓路機碾壓使顆粒形狀被改善（粒徑在7.5以下），形成上碎下裂的形狀，破裂層塊徑37.5以下。較適宜的顆粒尺寸為表層顆粒不超過7.5cm，中層一般不超過22.5cm，底層一般不超過37.5cm。試驗段測試測點數目至少需要9個。試驗段安排過程中應包括開始破碎前的10m和結束破碎前的5m，舊混凝土路面的質量檢測不選擇安排在這試驗區域進行。2.3 工藝流程 多錘頭破碎機破碎舊水泥混凝土路面Z型壓路機振動壓實或者靜壓13遍 鋼輪壓路機振動壓實或靜壓13遍 撒布一層石屑鋼輪壓路機碾壓13遍進行基層和面層加鋪多錘頭破碎機破碎舊水泥混凝土路面2.4 壓實要求壓實的主要效果是將表面的片狀

16、塊狀顆粒進一步破碎，同時穩固下層的塊料，為新建瀝青面層提供平整的表面，為防止因過度壓實而將碎石化層壓入基層，應禁止在潮濕的情況下進行壓實工序，特別是在穩定性較差的位置。2.5 乳化瀝青透層 為使碎石化后的路面顆粒具備一定的結合力，參考相關的文獻規范資料后建議使用透層油，用量控制在2.0kg3kg/m2,適當的撒布小顆粒石子在乳化瀝青透層表面，用以覆蓋油層為目的，再撒布適量的石屑進行光輪靜壓。3 MHB多錘頭碎石化技術的質量控制3.1 施工前的質量控制3.1.1正確評估土基和基層特性MHB低頻高幅的重錘沖擊對路基和基層產生了一定的破壞，并對路基和基層有一定的影響，路面上傳遞的荷載最終由路基承擔，

17、所以路基和基層的強度和穩定性至關重要。國外一般要求的土基層CBR值要不小于7。3.1.2設計完善的排水設施 對任何路面而言，要想具備良好的使用性能，完善的排水設施是必不可缺的，在混凝土路面碎石化過程中如果遇到水滲入路基或基層中，會給路面帶來很大的安全隱患，完善的排水設施使路基材料保持干燥，路基回彈模量變高。設計安裝邊緣排水系統可以達到排水目的，邊緣排水設施的設計有多種方案，采用在路面結構外緣設置縱向集水溝和集水管，滲入碎石層的水分先沿著某一透水層流入有透水性材料的縱向集水溝，并匯集流入溝中帶孔的集水管中，再由間隔一定距離而布設的橫向出水管排出路基外，集水溝深為4560cm，寬度30cm，內襯油

18、氈，溝內的透水性材料由級配碎石或粗砂組成，集水管外面包裹土工織物以防止堵塞，排水系統安裝好后，路基和基層的積水就可以排出路外。水的排出使路基變得干燥，強度更高，而且能避免碎石化后的混凝土塊被壓入路基，路基被板塊侵入的地方就是潛在的積水地方而且不易排出路基外，路基積水處破碎混凝土的移動對路基和新鋪筑的路面層會造成破壞，條件允許的情況下，在碎石化施工前兩周將設計安裝的排水系統投入使用。3.1.3修復軟弱基層或底基層對于在碎石化施工過程中發現的部分軟弱基層和底基層，在沒有特殊規定的情況下按照特殊路段處理方案進行處理。3.2 施工中的質量控制3.2.1碎石化技術要求進行充分碾壓后，要求水泥混凝土破碎率

19、達到90%以上，表面最大尺寸小于7.5，中間層粒徑小于22.5，底部粒徑小于37.5的粒徑。以上檢驗應在振動壓路機碾壓2遍后檢測。3.2.2破碎順序和搭接破碎順序應先由路面高處向低處進行，路面瀝青混合料攤鋪也按此順序進行，以防止由先攤鋪低處路面而造成排水不暢等問題，破碎寬度應大于3.75m一個車道，搭接寬度約515。對于舊水泥混凝土路面兩幅面板中縫應進行搭接方式破碎，以徹底消除中縫的反射縫問題。破碎操作時應保證在滿足破碎效果的基礎上也方便表面排水。一般情況下，應先破碎路面兩外側的車道，這是因為兩側無側向約束，更有利于破碎，然后破碎中間的行車道。在破碎路肩時應適當降低錘頭的高度，減小落錘間距，既

20、保證破碎效果，也不會破碎過度。機械行進時要用橫桿保持破碎的位置。3.2.3 灑水防塵MHB多錘頭破碎過程中，直到第一層瀝青面層開始鋪筑之前，為防止塵埃，可以用人工或者灑水車在碎石化后的表面均勻撒少量水，保證表面防止塵埃而又不形成徑流，防止帶走細小的顆粒。3.2.4凹處回填 舊水泥混凝土路面碎石化后不需要通過平整路面提高平整度，這樣將影響混凝土路面碎石化以后的效果，壓實前發現有5公分以上的凹處應采用密級配碎石粒料補填，保證壓實后與周圍碎石化路面形成平整的表面，值得注意的是，應該確認凹處是否是因為土基過于軟弱，如果由于土基過于軟弱，則該區域應按軟弱地基的處理方法進行處理。3.3 控制破碎后的顆粒組

21、成施工過程中的質量控制主要是控制好破碎粒徑、碾壓遍數及碾壓順序，機械操作手應與質量控制人員密切溝通，不定期的檢測路面破碎情況，以確保破碎質量與尺寸。多錘頭破碎機械施加于舊混凝土板上的能量隨深度的增加逐漸減少。因此破碎后的水泥路面碎石粒徑自下而上逐漸減小。上部小顆粒（粒徑在5070mm之間）經壓實后形成的平整表面易于攤鋪，下部大顆粒（225300mm）之間形成嵌擠結構，強度比一般的基層粒料高。破碎效果的差別體現在破碎后的水泥混凝土板粒徑大小分布上，粒徑越小，板越碎強度下降的越多，但消除反射裂縫的效果越好；粒徑越大，剩余強度也就越大，但消除反射裂縫的效果就較差。應全深度檢查破碎顆粒的質量，可采用挖

22、坑檢驗的方法。加鋪瀝青層層底的彎沉同碎石化頂層的厚度幾乎成線性關系，碎石化上層厚度增加，彎沉成直線上升。碎石化上層越厚，即MHB多錘頭破碎的越碎、粒徑小的顆粒較多時，瀝青層底承受的拉應力越大。碎石化下層模量增大，瀝青層底拉應力在減小，可以認為碎石化下層模量對瀝青層底拉應力影響并不大。3.4 質量檢測控制多錘頭碎石化過程中，單幅路面破碎長度超過1km時，每1km要多檢測1個試坑驗證粒徑是否滿足要求，如果不滿足要進行調整，在此過程中無需檢測回彈模量指標，判斷是否合格以試坑粒徑狀況與試驗段有無明顯差別為依據。同條路由于路面強度、地質狀況的不一致，因此會產生不同的破碎效果，施工中根據實際破碎狀況及時調

23、整沖擊壓實遍數，以防止出現破碎過渡或破碎不足的現象。未破碎混凝土面板局部面積大于1的時，應調整設備進行局部補充破碎，保證破碎質量。對粒徑尺寸的確定應通過挖坑后用卷尺結合目測的方式進行（試坑面積為1×1m，深度要求穿透基層），試坑的位置應隨機性選取。對于碎石化破碎下層強度差異較大的不同路段，參數控制通過使用不同的機械設備，可在其中一段控制參數的基礎上，以滿足其他段的破碎要求作小幅調整。多錘頭碎石化后路面頂面現場承載板的回彈模量（檢測方法見公路路基路面現場測試規程（JTG E60-2008）,在經過Z型壓路機碾壓23遍后粒徑尺寸達到設計要求后，采用鋼輪振動壓路機碾壓13遍后，對路面頂面現

24、場承載板進行回彈模量的檢測。回彈模量應滿足碎石化的設計要求。多錘頭碎石化后噴灑乳化瀝青并碾壓后進行路面彎沉值檢測（貝克曼梁）。4 工程案例云南省姚安縣光祿法庭至老黑橋（K0+050K2+542）是連接光祿鎮法庭與云南省道S217連接的主要道路，該道路于1978年改造建成水泥混凝土路面，其中K0+117K0+860路段路面寬11m，由于該路段車流量較大，超限車輛較多，加上使用年限長、設計水泥混凝土路面厚度較薄等多種因素，導致了水泥混凝土路面板拱起、翻漿、斷板等病害，直接影響車輛行駛的舒適性和安全性。為此，當地政府決定對該路段進行破碎改造。4.1 工程技術設計方案根據規范要求，二級公路路面的破損狀

25、況等級較高時，壞板率在板率50以上的路段，應進行全部路段的修善措施，其中包括破碎穩壓、鋪筑水泥混凝土加鋪層或瀝青混合料加鋪層。因該路段破損板塊較多，以及對舊水泥混凝土面板的處理、利用等因素的考慮，逐塊處理并不現實。另外因為不能長時間的封閉交通，難以開展壓漿工藝，質量難保證。最后確定采用的方案是采用MHB多錘頭破碎技術對舊水泥混凝土路面進行機械沖擊、破碎、壓實，再鋪筑水泥穩定基層和瀝青面層。將舊水泥混凝土路面破碎后，用z型壓路機進行碾壓，從而形成穩定均勻的結構層。通過加鋪水泥穩定基層、瀝青面層，大大改善了路面的性能，同時還提高了路面的結構性能，以滿足將來更大交通量的要求。路面結構形式為：4cmA

26、C-16瀝青混凝土上面層+7cmAC-25瀝青混凝土下面層+36cm水泥穩定級配碎石基層+5cm水泥穩定碎石調平層。4.2 施工方案-分幅施工為保證邊施工邊通車，先完成右半幅（或左半幅）基層、面層，再進行另外半幅的施工。右半幅下、上基層分別過中線30cm、20cm；右幅上、下面層分別過中線5cm、8cm。這樣布置的好處是錯開基層、面層的中間搭接線，從而使薄弱地帶不過于集中，避免產生反射裂縫，保證施工時碾壓質量。半幅施工期間疏導和加強交通管制，采取必要措施（如設置警示標志、告示牌、中線阻攔裝置等）避免破碎部位頻繁通車，遭碾壓破壞。基層養生采用覆蓋麻袋灑水的辦法，不直接對基層表面灑水，防止表面沖刷、松散，同時需要加強對邊緣部位的養生。養生期間禁止交通，鋪面