浅谈共振碎石在水泥混凝土路面“白加黑”大修工程中的应用

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发布时间：2021-10-11

资料介绍

上世纪后期尤其是改革开放以来，由于水泥
混凝土路面具有强度高、使用寿命长等优点，在全
国各地得到迅速发展。随着通车里程的逐年增加，
早期建成的水泥路面接近设计年限。同时，伴随经
济快速增长，交通流量及交通轴载逐年增加，路面
超载日益严重，旧混凝土路面出现了不同程度的结
构性损坏，导致路面板块断裂、错台断高严重，路
面平整度差，行车噪音大、舒适度差，道路的通行
能力及服务水平下降。随着对行车质量和道路通行
要求的不断提高，混凝土刚性路面的各种缺陷和不
利于养护的各种弊端逐渐显露出来。
然而，沥青混凝土柔性路面却具有表面平
整、行车舒适、噪音小、耐磨及易于养护等特
点。因此，如何利用旧混凝土路面，同时利用两
者的优点，克服两者的缺点，在旧水泥混凝土路
面上加铺沥青混凝土面层，即“白加黑”，是目前
较为常用的维修方案。
目前对旧水泥混凝土路面“白加黑 ”的改建方
法大致分为不破碎板和破碎板两类。
不破碎板类的处理方法主要有基层灌浆加
固、在旧板上加铺沥青面层、移除旧板后加铺新
面层等。但这些方法都存在一些缺陷：或耐久性
不好；或无法解决反射裂缝问题；或施工周期
长，以及造成大量道路材料的废弃和二次搬运，
对周围环境和交通运输造成很大影响。
而破碎板类是将旧水泥板破碎后作为新建沥
青路面的基层或底基层。可以彻底消除反射裂
收稿日期：2014—04—23
作者简介：张维文 (1964一)，男，安徽合肥人，高级工程师，从
事城市建设工程技术开发工作。
缝，对环境、道路耐久性、行车舒适性、缩短施
工周期方面有诸多好处。因此，旧水泥混凝土板
破碎技术是当前该类路面改造中很有应用前景的
一种方法。
1 共振碎石化作用机理
1．1反射裂缝的成因
水泥板块直接沥青加罩 (白改黑 )致命的缺
点——易引起反射裂缝。
旧混凝土面层在接缝或裂缝附近的较大位移
引起其上方沥青加铺层内出现应力集中，它包括
因温度变化引起水泥混凝土膨胀或收缩而产生的
水平位移，以及因交通荷载作用而产生的竖向剪
切位移。当水泥板块接缝传荷能力不足时，沥青
加铺层在接缝处产生的竖向剪切应力会很大，从
而在接缝上方的加铺层内产生应力集中，导致反
射裂缝的产生。
1．2 共振碎石化技术特点及作用机理
根据国内外的研究成果和实践经验，防止反
射裂缝主要从应力消散和沥青面层加筋两方面加
以考虑，而共振碎石化技术特点正好满足要求。
共振破碎技术是将持续产生的高频低幅的振
动能量，通过破碎锤头传递到水泥板块内，让水
泥板与之产生共振，使得板块整体均匀碎裂，且
碎块大小和方向极其规律，里面的钢筋也与混凝
土之间完全剥离。共振破碎后的裂纹与路表大致
呈 35。～40。夹角，这种独特的斜向受力和嵌紧结
构大大增强了碎裂后结构的承载力。混凝土面板
共振破碎后，相互齿合嵌挤，可看成是两层，底
层碎块粒径稍大且相互嵌锁，有利于破碎后的结
构仍保持有较好的承载力；表层碎块粒径略小，
力学模式更趋向于级配碎石。根据研究资料