碎石化技术论文
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碎石化技术论文范文第1篇
1 引言
MHB（Multi-Head Breaker）多锤头碎石化是美国Antigo公司研发的技术并于1995年应用于实践，主要用于板块完整性和结构性较差的各种混凝土路面的改扩建工程。我国于2002年引进MHB碎石化技术。MHB碎石化技术是通过重锤的下落产生低频高幅的波动冲击力对旧水泥混凝土板块产生瞬时、点状的冲击作用，由于破碎时砼板块吸收能量从近到远依次递减，因此碎石化后砼土颗粒沿深度方向依次递增，根据物理特性将其分为表面层、碎石化上部层、碎石化下部层。
本文结合某一级公路升级改造（高速）工程，介绍了多锤头碎石化技术的特点、适用条件、不同落锤高度对弯沉及其标准差的影响、破碎前后弯沉对比以及多锤头碎石化粒料级配与规范要求的对比，为类似工程提供参考。
2 MHB碎石化技术特点
1、有效防止反射裂缝的发生与发展。原混凝土面板由于其基层及面板的损坏，处于一种不稳定状态。碎石化并碾压后形成级配良好，表层密实，强度较高且分布均，内部形成咬合嵌挤结构，因此不会产生应力集中现象，可有效防止反射裂缝。
2、参数方便调节，破碎效率高。破碎机重锤下落高度、重锤数量（有效工作宽度0.8~4m）、锤击频率、机械行走速度都可以根据设定自动实现。
3、施工简便、速度快、工期短。在半幅范围内可以边施工边通车，多锤头破碎机工作速度在600-900m/h，每小时破碎面积为1600-2400m2，特别是地震对路面破坏后，能快速恢复路面功能，迅速开放交通。
4、综合造价低。MHB采用就地再生，与重建或其他加铺措施相比，节约了路基材料及运输成本，提高了工程进度，同时消减了反射裂缝，既经济又环保，大大降低了工程的总费用。
3 MHB碎石化路面适用条件
1、适用范使用条件
当旧路的损坏等级和接缝传荷能力为次或差时，其评定表见表1.，采用碎石化技术才是经济可行的。
④水泥混凝土路面基层与面层的总厚度大于30cm。
2、不宜使用条件
1、湿软路基、采空区、挡墙、桥梁等受力敏感路段。
2、旧路基层严重破坏路段。碎石化后板块容易丧失颗粒间的嵌挤作用，导致模量下降，新建路面容易出现疲劳破坏。
3、涵洞、地下管线构造物埋藏深度在1.5m以内或地下有重要管线时。
4、对噪音分贝控制要求高的路段，如政府机关、学校、居民集中等路段。
5、旧路等级评为中及以上的旧水泥混凝土路面改造。
4 MHB碎石化的应用
4.1 旧路面状况调查
清（远）连（州）一级公路升级改造（高速）工程（连州至凤埠段全长27.5km。从路况调查统计表知，由于超重车辆、填挖交接路段多，路面整体破坏严重，除各种裂缝外，还伴有严重沉陷和错台。路面断板状况统计汇总表1。本项目面层接缝传荷能力检测采用梁式弯沉仪和标准轴载车，通过测得接缝两侧边缘的弯沉值，计算得出接缝的传荷系数，并评定传荷能力等级，评价标准见表5。
4.2碎石化的基本要求
碎石化后颗粒粒径不能太细，也不能太粗。粒径太细会使旧路面强度降低太多，满足不了路面承载能力的要求；粒径太粗，由于应力的集中，不利于路面反射裂缝的消除。碎石化后应满足75%面积内的颗粒满足板块顶面上碎石化后表层约（2~5cm），粒径不超过7.5cm，上部1/2厚度最大粒径不超过22.5cm,下部1/2厚度不超过37.5cm的粒径。为了达到上述要求，应根据碎石化机械类型、路面破坏程度、水泥砼板强度和厚度、板块位置和尺寸、路基强度和含水量等因素选择合适落锤高度和锤迹间距。根据国内外施工经验，落锤高度一般在1.0~1.2m之间，锤迹间距在8~12cm之间，路面、路基强度高时取高值，反之取低值。
4.3 MHB碎石化试验段检测结果分析
4 破碎后板块粒径分析
旧路面破碎后，先用专用Z型轮压路机振动压实2-3遍后，再用18吨振动压路机振动压实2-3遍。为了确保路面被破碎成规定的尺寸，在路段段内随机选取独立的位置开挖1m2的试坑，检查碎石化后的颗粒级配是否在规定的级配范围内。如果破碎的粒径没有达到设计或规范要求，应根据实际情况相应调整设备参数，直至满足要求
为了对MHB碎石化后破碎板块粒径与《公路路面基层施工技术规范 JTJ034-2000》级配碎石与未筛分碎石粒料之间的级配比对，取碎石化层上面层20cm以内的破碎粒料进行筛分试验，其试验结果与规范值列表如下：
通过上表分析可知，MHB碎石化的破碎料基本满足规范要求级配碎石与未筛分碎石的要求，其值偏离相差不大；矿粉含量较低，仅占1.9%，远远低于级配碎石或未筛分碎石的上限值，由此可知，MHB碎石化后破碎料是较好的基层或低基层。
从表中可以看出破碎前后水泥砼层顶面的弯沉平均值分别是10.3与49.3，破碎后是破碎前的4.8倍，表明板体几乎丧失板体性，成为级配粒料层，故其顶面弯沉会大幅度下降。破碎后碎石化层顶面标准差虽然增大，但变异系数是破碎前的0.51倍，已大幅度下降，说明破碎后水泥砼面层更加稳定和均匀，作为路面结构层的基层或底基层是有利的。
结束语
由于MHB碎石化是一种较新的技术，国内更是21世纪初才引进国内，目前全国缺少统一的设计与施工规范，在实际应用时，要根据已有的《旧水泥混凝土路面碎石化技术应用指南》、相关科研院校的研究成果以及结合实际情况灵活应用。通过在清连高速公路成功应用MHB碎石化技术证明，对于破损较严重的水泥混凝土路面，在加快施工进度、缓解施工期的交通组织措施、彻底消除路面病害、延长路面的使用寿命起到良好的效果。从经济、技术、较高等多方面考虑，可以逐步推广应用此技术。
参考文献：
[1]王松根.旧水泥混凝土路面碎石化技术应用指南[M].北京:人民交通出版社,2007.
碎石化技术论文范文第2篇
【关键词】三轴搅拌桩;止水帷幕;深基坑;施工实施: 搅拌桩
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
一．引言
随着建设的大发展,地下空间的开发规模也不断扩大,出现了越来越多的深基坑工程。三轴深层搅拌桩止水帷幕适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石等地基,在天津石化热电厂新建铁路翻车机室的施工中,采用了一种超深三轴搅拌桩止水帷幕垂直隔断工法的关键技术。实践证明,该工法不仅节约成本,而且可以较好地解决深基坑施工时所面临的承压水危害及周边环境保护等难题,为今后本地区的深基坑止水帷幕采用该施工工艺提供一些参考经验。
二．工程概况
2. 1 基坑概况
拟建工程位于天津市大港区北围堤路北侧中国石化股份公司天津分公司厂区区域内，该场地位于十米河西路西侧。该工程由翻车机室、1#输送系统栈桥。翻车机室地下结构两层，翻车机室输送室位置处底板板顶相对标高-14.21，板厚1300，钢筋混凝土垫层300，板底开挖面相对标高-15.81；除输送室之外位置处的底板板顶相对标高-8.73。在翻车机室基坑采用位移控制较好的钻孔灌注桩支护+三道钢筋混凝土支撑方式；在1#栈桥基坑采用根据坡度变化桩长的钻孔灌注桩支护+首道钢筋混凝土支撑+两道钢管支撑方式。
排桩外侧设三轴搅拌桩止水帷幕,深度为30.3 m,水泥掺量为20%。搅拌桩加固体28 d龄期的无侧限抗压强度要求不小于1 MPa。桩底进入⑨1粉质粘土层约 2m 对⑧2粉土层进行隔断处理
2.2 基坑环境条件
本工程场地位于中石化天津分公司厂区内，临近现有煤炭卸车系统和铁路运输轨道。东侧距离新修建烯烃线最近约 14.6m，西侧距离切改后煤 1线约 16m；北侧距离现使用栈桥约 40m。场地周边距离厂区红线范围较远，东侧距离最近红线十米河西路约 75m。施工过程中需采取相应的监护措施,确保周边环境的安全。
三．三轴深层搅拌桩止水帷幕施工
3.1概述。
本工程内基坑围护采用钻孔灌注桩与三轴水泥搅拌桩相结合的方式，坑内设置一道钢筋混凝土支撑。
搅拌桩起止水帷幕的作用，设计参数为：Ф850@1200三轴水泥土搅拌桩，按连续套接一孔法施工，桩心距600mm，采用P.042.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1.5-1.7（有必要可根据现场实际情况进行调整），水泥掺量为20%，宜通过现场试验确定确定最佳水泥掺入量，外加剂木质素磺酸钙，用量为水泥用量的0.2%。搅拌桩沿基坑四周全部设置，平面延长米约400m，搅拌桩底标高－17.7m。
3.2施工部署。
与搅拌桩和围护钻孔桩总体数量较多，是前期主要的施工内容，并且二者平面距离较近（静距为100mm）有相互影响的可能，故基于工艺考虑的施工顺序安排对于总体工期的控制都非常关键。 图纸中规定的施工顺序是先进行搅拌桩后进行钻孔灌注桩，若钻孔桩在前会出现扩孔和偏差造成搅拌桩难以下钻，若二者同时或没有足够时间间隔会由于搅拌桩对土体的扰动及形成的水压对钻孔桩成桩不利，易造成塌孔。现场拟投入一台三轴搅拌桩机，按每天两个台班施工计算，每天完成30米，单项工期约15天。期间将分段插入钻孔灌注桩的施工。
四、三轴水泥土搅拌桩施工流程。
1.成桩顺序。
为保证止水帷幕桩体的连续性和接头的施工质量，达到设计要求的防渗要求，采取套打一孔的成桩方法。
2.各种工艺环节的技术要求。
（1）.障碍物清理。
因该工法要求连续施工，故在施工前应对围护施工区域地下障碍物及管线进行清理或移位，以保证施工顺利进行。
（2）.测量放线。
施工前，先根据设计图纸和业主提供的坐标基准点，计算出围护中心线角点坐标（或转角点坐标），利用测量仪器精确放样出围护中心线，并进行坐标数据复核，同时做好护桩，做好工程测量复核单，提请甲方验收。
（3）.开沟槽。
在三轴搅拌桩施工过程中会涌出大量的置换土，为了保证桩机的安全移位和施工现场的整洁，需要使用挖机在搅拌桩桩位上预先开挖沟槽。根据放样出的水泥土搅拌桩围护中心线，用0.4m3小挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽，根据本工程搅拌桩直径，取槽宽约1.0m，深度约0.6～1.0m。场地遇有地下障碍物时，利用镐头机将地下障碍物破除干净，如破除后产生过大的空洞，则需回填压实，重新开挖沟槽。开挖沟槽余土应及时处理，以保证工法正常施工，并达到文明施工工地要求。
（4）.设置导架与孔位放样。
在垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为200×200，长度2.5m，再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格为300×300，长约8～12m，转角处H型钢采取与围护结构中心线成45°插入，H型钢定位采用H型钢定位卡。由现场技术员根据设计图纸和测量控制点放出桩位，桩位平面偏差不大于2cm。本工程使用的三轴搅拌机桩径为850mm，轴心距为600mm，搅拌桩搭接250mm。三轴搅拌桩采用套打一孔工艺，因此桩心距为1200mm。在沟槽两侧定位型钢以1200mm为间距，用红色油漆做好标记，保证搅拌桩每次准确定位。
（5）.桩机就位与垂直度校正。
用卷扬机和人力移动搅拌桩机到达作业位置，并调整桩架垂直度达到0.5%以上。在桩机上焊接一半径为5cm的铁圈，10m高处悬挂一铅锤，利用经纬仪校直钻杆垂直度，使铅锤正好通过铁圈中心。每次施工前必须适当调节钻杆，使铅锤位于铁圈内，即把钻杆垂直度误差控制在0.5%内。桩机移位由当班机长统一指挥，移动前必须仔细观察现场情况，移位要作到平稳、安全。桩机定位后，由当班机长负责对桩机桩位进行复核，偏差不得大于20mm。为便于成桩深度的控制，施工前应在钻杆上做好标记，控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长，当桩长变化时擦去旧标记，做好新标记。
（6）.水泥浆液拌制。
施工前应搭建好拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，对全体工人做好详细的施工技术交底工作，水泥采用P042.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比严格控制在1.5～1.7，具体根据可现场实际情况调整，水泥总体掺量为20%（重量）。
（7）.喷浆、搅拌成桩。
启动电动机，根据土质情况按计算速率，放松卷扬机使搅拌头自上而下切土拌和下沉，直到钻头下沉钻进至桩底标高。按照搅拌桩施工工艺要求，钻杆在下沉和提升时均需注入水泥浆液，每次下降时喷浆60％，提升时喷浆40％。钻机钻进和提升速度宜控制在0.6～1m/min，按照技术交底要求均匀、连续注入拌制好的水泥浆液，钻杆提升完毕时，设计水泥浆液全部注完。
五．特殊情况的处理措施。
有异常时，如遇无法达到设计深度进行施工时，应及时上报甲方、监理，经各方研究后，采取补救措施。在碰到地面沟或地下管线无法按设计走向施工时，宜与设计单位、业主、监理共同协商，确定解决办法。施工过程中，如遇到停电或特殊情况造成停机导致成墙工艺中断时，均应将搅拌机下降至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆钻搅，以防止出现不连续墙体；如因故停机时间较长，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗，以防止浆液硬结堵管。发现管道堵塞，应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆，等10～20秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案，在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约10cm。在整个基坑开挖阶段，我公司将组织工地现场小组常驻工地并备好相应设备及材料，密切注视基坑开挖情况，一旦发现墙体有漏点，及时进行封堵。
六．结语
这次在天津石化铁路翻车机室施工中应用了三轴搅拌桩止水帷幕的技术,其实践证明了在深基坑施工中,三轴搅拌桩止水帷幕具有种种优势，比如可以降低施工难度、节约成本,除此以外还可以解决复杂地质水文条件下深基坑施工抽水降压所带来的周边环境保护问题,还有深基坑止水隔水问题。所以,在市政建设过程中要进行大力推广和应用。
参考文献：
［1］朱俊坡. 基坑支护三轴搅拌桩施工方案 [期刊论文] 《科技资讯》 2012年6期
［2］杨勇勇，采用三轴搅拌桩联合降水施工隧道联络通道的施工工法
[期刊论文] 《科技资讯》 2012年3期
［3］皮朝阳三轴搅拌桩施工技术在基坑围护中的应用[期刊论文] 《科技创新导报》 2012年11期
碎石化技术论文范文第3篇
关键词：防滑降噪沥青路面；抗滑性能；构造深度；横向摩擦系数
中图分类号：U416.217
文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）20-0129-02
1 引言
调查研究结果表明，30%左右的道路交通事故是由于道路的原因导致的。影响道路交通事故的主要原因除道路线型设计外还与环境条件、路面材料、路面破损程度、路面抗滑性能、路面平整度等因素有关，其中路面的抗滑性能至关重要。20世纪80年代，英国调查研究指出：路面的摩擦系数每提高0.1SFC，雨天事故率就降低13%[1]，抗滑性能的提高，一定程度上能大幅提高行车安全。降雨会导致路表面覆盖一层水膜，由于水膜的作用，使得路面变滑，轮胎与路面的附着系数显著降低，如果车辆行驶速度过快易产生“水漂”现象[2]，使得车辆方向失控。夜间行车时，灯光照射在路表水膜上易发生镜面反射，造成眩光现象，对驾驶人的行车路线造成干扰，最终导致各种交通事故的发生。
为了适应当地多雨气候，提高路面的抗滑性能，湖南省交通科技计划项目在浏阳试铺筑了一条防滑降噪沥青路面。防滑降噪沥青路面以单一粒径碎石为主，按嵌挤原理形成骨架-空隙结构的开级配沥青混合料，通常空隙率为15%～25%，它能够从面层的连通大孔隙向两侧排走路面雨水，减少路面水膜效应，提高路表面的抗滑性能。
2 工程概况
试验路段位于湖南长沙市浏阳S103线K67+00-K68+00段，全长1 km，宽12 m，双向两车道，设计车速为60 km/h，为二级公路大修改建道路。路面结构层设计为：上面层4 cm厚开级配沥青混合料抗滑磨耗层，下面层5cm厚中粒式AC-20C沥青混凝土，中间使用乳化沥青作为粘层。为了保证路面结构的稳定性，试验段采用中国石化SBS改性沥青为粘结油，使用江西辉绿岩集料和 石灰岩矿粉填充，各项技术指标均满足要求。
3 试验与分析
试验路铺完后我们在2015年的1月、4月、6月、9月、12月分别对防滑降噪沥青路面与密级配沥青路面进行常规的渗水系数、3 m直尺法平整度、铺沙法构造深度、噪音、摆式摩擦系数等性能检测试验。本论文只对两种沥青路面的构造深度与摩擦系数进行比较分析。
3.1 路面构造深度测试
两种沥青路面的构造深度均采用手工铺砂法由同一个人测定。分别选取三个典型桩号，防滑降噪沥青路面测点桩号为K67+000、K67+500、K67+900，密级配沥青路面的测点桩号为K66+900、K66+400、K65+900。构造深度测量是在每个桩号的行车轮迹带上每隔3 m测1个点，共测三处取均值。一年中5次测定的地点桩号相同，所以测量的结果具有可比性。图1为防滑降噪沥青路面与密级配沥青路面一年中5次构造深度的平均值对比图。
从图1中可以看出，密级配沥青路面的构造深度随着道路的使用时间变化不大，线型基本稳定，趋于水平发展；防滑降噪沥青路面的构造深度随道路的使用时间显著减小，特别是第2次和第4次较为明显，主要因为在荷载反复作用下，路面结构发生变化，空隙率稍微有减小，并且该路面为二级公路，各种行驶车辆轮胎没有进行清理，孔隙被灰尘与垃圾堵塞，但是在第5次测试结果中可以看出，防滑降噪沥青路面的构造深度减小的不明显，这与路面结构稳定和当地的气候条件、车辆清洁有关，因为在11月和12月初期，浏阳出现多雨天气，雨水将孔隙中堵塞的部分尘土与垃圾冲走，所以，出现了构造深度减小不明显的情况。总而言之，虽然防滑降噪路面的构造深度出现了衰减，但还是要比密级配的大得多。
3.2 路面摆式摩擦测试
沥青路面的抗滑性能主要与轮胎-路面的宏观纹理和微观纹理有关，即与面层的使用集料、使用的混合料级配有关，一般借助摆式摩擦仪来测定，用摆值进行计算分析，因为摆值与抗滑性能成正比[3]。
采用摆式摩擦仪分别测定两种沥青路面的摆值，选取的桩号与测量构造深度的桩号相同，在每个桩号的行车轮迹带上每隔3 m测5个数据，共测三处。一年中5次测定的地点桩号相同，所以测量的结果具有可比性。图2为防滑降噪沥青路面与密级配沥青路面一年中5次测试的摆值的平均值对比图。
从图2中可以看出：①在跟踪观测的一年时间内，防滑降噪沥青路面的摩擦系数随时间变化而持续增大，但是在初期摩擦系数较低，主要是由于路面摊铺初期，集料上面裹覆的沥青较厚，在测试中，抗滑磨耗层的表面比较光滑，所以初期的摩擦系数较低。随着车辆荷载和车辆轮胎的反复磨耗作用，集料表面的沥青膜被磨耗变薄再慢慢的被磨耗掉，露出较多的集料，此时路面的抗滑性能主要依靠集料的棱角性与集料表面的纹理构造，摩擦系数随之也增大。②在观测初期，密级配沥青路面的摆值与防滑降噪沥青路面很接近，防滑降噪沥青路面的抗滑优势不明显，但是在后期的观测中可以看出，防滑降噪沥青路面的摆值明显高于密级配沥青路面，超过其近20%。密级配沥青路面的摆值出现初期减小，后期缓慢增大的情况，这与路面面层的沥青混合料有关。在沥青路面的持续使用中，集料会进一步磨平，测试摆值会越来越小，摩擦系数越来越小，路面的抗滑性能会出现减弱，所以，为了保证路面的抗滑性能，在选取良好的集料与采用较好的级配和较适宜的施工技术上至关重要的。
4 结论
通过对防滑降噪沥青路面与密级配沥青路面的构造深度和摩擦摆值结果的对比分析，可以得出以下结论。
（1）随着路面服役时间的增加与有效孔隙的变化与堵塞，防滑降噪沥青路面的构造深度逐渐减小，出现了明显的衰减，但是还是要比密级配沥青路面的构造深度大得多。
（2）在路面的使用初期，两种沥青路面的抗滑能力很接近，防滑降噪沥青路面的抗滑性能优势不明显。主要原因为混合料沥青膜较厚，沥青本身较光滑。
（3）从对比图和分析结果看出，横向摩擦力系数与构造深度没有明显的相关特性。
（4）随着路面服役时间的增加，防滑降噪沥青路面表现出明显的抗滑性能，比密级配沥青路面的抗滑性能超出近20%，主要是由于面层集料沥青膜被慢慢磨耗，集料的棱角与表面纹理起到抗滑作用。预测路面使用后期，路面的抗滑性能会逐渐衰减，但还是具有一定的抗滑性能。
参考文献：
[1]尹江华.沥青路面抗滑表层结构型式及抗滑性能评价[J].交通标准化，2012（15）：98～100.
