共振破碎改造卓水泥混凝土路面机理及效应研究

摘要

水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好以及耐久性优良等特点，是我国路面结构的主要形式。但由于交通量大、重载多等原因，我国于20世纪修建的水泥混凝土路面大多都出现了不同程度的破坏。因此，我国面临大量的旧水泥混凝土路面改造任务。目前，旧水泥混凝土路面破碎后加罩面改造已成为当今旧水泥混凝土路面改造的主流。
　　 首先，分析了现有旧水泥混凝土路面破碎改造的几种常见技术及其优缺点，提出了共振破碎碎石化改造技术，该技术可以将破碎后的旧水泥混凝土路面结构作为沥青加铺面层的基层或底基层来使用，由于共振破碎后的旧混凝土结构呈上部小、底部大的嵌锁结构，可以有效防止反射裂缝的发生。共振破碎碎石化改造技术是通过调节共振式破碎机锤头的振动频率，使其接近旧水泥混凝土面板的固有频率，进而产生共振作用，有效地使旧水泥混凝土面板发生破碎。
　　 其次，在对不同尺寸及约束状态下混凝土模型结构的自振频率进行了理论计算，分析了混凝土的自振频率与面板的尺寸、周边的约束、频率的阶次、材料的刚度以及材料质量之间的关系。通过数值模拟，对共振式破碎改造旧水泥混凝土路面过程中旧水泥混凝土路面板的结构变形、受力特征以及相关影响因素进行了研究；最后，结合国内外相关的振动理论研究成果，分析了共振破碎施工对挡土墙、涵洞等路基结构及沿线设施和环境的影响。