舊水泥混凝土路面共振碎石化具有施工便捷,可以徹底消除反射裂縫，不產(chǎn)生廢渣的特點，在水泥混凝土路面改建中工程有廣泛的應(yīng)用前景。
    共振碎石化技術(shù)是美國RMI公司研發(fā)的,主要用于板塊完整性與結(jié)構(gòu)性較差的各種混凝土路面改建。該方法是將混凝土板破碎成高強粒料層，對板下各層影響相對于其他碎石化方法要小，是目前能徹底消除反射裂縫的碎石化技術(shù)，且是一項重要的水泥混凝土路面原位破碎利用技術(shù)。
    美國瀝青學(xué)會將共振碎石化定義為：“一種將水泥混凝土路面破碎成為小碎塊的加工過程”。這些碎塊的粒徑范圍從沙粒的尺寸到20cm左右。細顆粒集中在路面上部，粗顆粒集中在路面下部。
一、舊水泥混凝土路面改造的方法
    1、先修復(fù)舊水泥混凝土板塊，然后在其上加鋪瀝青混凝土面層。
    該方法適用于路面破損不嚴重，斷板率較低，且沒有脫空、錯臺等路基缺陷的情況。應(yīng)該注意的是，修復(fù)不是重新修筑，它并不能完全消除水泥混凝土板塊間的差異性沉降，這種不均勻沉降容易導(dǎo)致瀝青面層的早期破壞，如反射裂縫。另一方面，修復(fù)后的舊水泥混凝土板塊中可能存在未修補完全的區(qū)域，這些區(qū)域使得加鋪的瀝青面層的結(jié)構(gòu)安全有很大隱患。除此之外，對舊水泥混凝土板塊進行修復(fù)也要花費大量的人力、物力。
    2、移除舊水泥混凝土板塊，然后加鋪新面層。
該方法適用于路面破壞過于嚴重或高程受限的情況，我國過去由于受施工機械性能的限制，混凝土板塊破碎后得到的顆粒粒徑不適合用作加鋪面層的基層或底基層。該方法初期投入過大，且移除的舊水泥混凝土又很難再加以利用，造成很大的浪費和嚴重的環(huán)境污染，社會影響較為強烈。
    3、先破碎舊水泥混凝土板塊，然后在其上加鋪瀝青混凝土面層。
該破碎工藝按破壞特性的不同分為3種：破裂壓穩(wěn)、打裂壓穩(wěn)和碎石化。三者的目的都是縮小舊水泥板的尺寸，但處理后的板（碎）塊尺寸不同。其中，碎石化將板的長度減小到極小值。
    根據(jù)國外的研究成果，經(jīng)破裂壓穩(wěn)和打裂壓穩(wěn)技術(shù)處理后加鋪的瀝青混凝土面層也會產(chǎn)生反射裂縫，不過與不進行破碎的類似結(jié)構(gòu)相比，其反射裂縫出現(xiàn)的時間要比不進行破碎時推遲2～3年，同時反射裂縫的數(shù)目相對減少20%左右。與碎石化工藝相比，破裂壓穩(wěn)和打裂壓穩(wěn)技術(shù)對水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)性破碎得不夠徹底。
    （1）打裂壓穩(wěn)
    理想狀況下，打裂壓穩(wěn)處理后，板塊長度應(yīng)在30～100 mm，這就可以將板塊水平方向上位移的積累減小到瀝青面層可以承受的程度，從而減少反射裂縫的產(chǎn)生。打裂可以在板塊中形成緊密的裂紋，從而以部分結(jié)構(gòu)性的損失來換取傳荷能力的增強；另一方面，壓穩(wěn)則消除板下的脫空，恢復(fù)了基層對水泥混凝土板塊的支承作用。打裂壓穩(wěn)技術(shù)已經(jīng)成功地用于改造結(jié)構(gòu)完好，僅存在功能性破壞的普通水泥混凝土路面。
    （2）破碎壓穩(wěn)
    破碎壓穩(wěn)技術(shù)與打裂壓穩(wěn)類似，不同點在于破碎壓穩(wěn)用于鋼筋混凝土路面。該技術(shù)要求破壞混凝土和鋼筋之間的聯(lián)結(jié)，從而減小工作縫和裂縫之間的差異性位移到最低限度。如果路面破損情況較嚴重，路面破碎后不能保持板塊的完整性，則應(yīng)考慮采用碎石化或直接移除板塊。
    （3）碎石化
    碎石化是通過完全破壞已有板塊，來徹底消除反射裂縫。碎石化后水泥混凝土顆粒的粒徑不大于40cm，且75%以上的顆粒在深度方向的分布滿足：表面最大尺寸不超過7.5cm，中間不超過22.5cm，底部不超過37.5cm。碎石化可用于板塊完整性和結(jié)構(gòu)性較差的鋼筋水泥混凝土路面，它在其他類型的水泥混凝土路面的改建中也得到成功的應(yīng)用。該技術(shù)是將水泥混凝土板塊破碎成“高強粒料基層”，然后在上面加鋪瀝青面層補強。
二、碎石化技術(shù)的適用范圍
    為了達到預(yù)期的技術(shù)和經(jīng)濟效果，要對候選的舊有路面進行工程的前期評估以確定是否適合碎石化處理。當(dāng)水泥混凝土路面出現(xiàn)下列情況時可以采用碎石化改造技術(shù)：
    1、出現(xiàn)大量的接縫缺陷，如：錯臺、翻漿和角隅破壞等導(dǎo)致超過20%的接縫需要修補；
    2、超過20%的板出現(xiàn)開裂；
    3、超過20%的路面已被修補或需要修補；
    4、當(dāng)50%以上的建設(shè)成本用于混凝土路面修復(fù)；
    5、修復(fù)的道路使用壽命在15年以上；
    6、鋼筋混凝土路面；
    7、路面失去結(jié)構(gòu)承載力。
    但是，也不是所有的路面出現(xiàn)以上損壞時都可以考慮使用碎石化技術(shù)。不適合的情況如下：
    1、當(dāng)公路基層與面層之和少于15cm時，不能采用碎石化技術(shù)；
    2、當(dāng)路基承載比CBR低于1.5%時，也不能采用碎石化技術(shù)；
    3、在基層與面層之和為15～33cm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)。
    4、在地勢較低、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荷的地區(qū)也不適合使用碎石化技術(shù)。

三、共振碎石化原理及施工特點
    1、共振碎石化原理
    共振破碎機振動工作錘頭與路面接觸，調(diào)節(jié)錘頭的振動頻率，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。工作錘頭上裝有專用傳感器，感應(yīng)路面的振動反饋，由電腦自動調(diào)節(jié)振動頻率，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。
    通過高頻共振破碎機實施碎石化，使舊水泥混凝土面板碎裂，形成上部嵌擠密實的碎石層，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40cm，且75%以上的顆粒在深度方向的分布滿足：表面最大尺寸不超過7.5 cm，中間不超過22.5cm，底部不超過37.5cm。
    共振破碎設(shè)備GP60-4Z型高頻共振破碎機是利用共振原理將舊水泥路面的剛性面層變?yōu)闉r青路面的柔性基層，達到優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)層的目的，是舊水泥路面改造的重大突破。GP60-4Z型高頻共振破碎機的頻率在40-60Hz之間、振幅為10-20mm，完全緊貼路面水泥板傳遞能量，使水泥板產(chǎn)生共振，達到碎石化舊水泥路面的目的。
    2、共振破碎施工特點
    碎化上面層為0～8cm左右的碎化層，起緩沖、減振作用，還具有吸放路面滲水和層間冷凝水作用；碎化下面層為斜向嵌鎖承重層，是路面結(jié)構(gòu)中最特殊的柔性基層，既具有柔性層特性又具有較強的承載能力。
    破碎后的碎石層與舊水泥板面等高度，所以碎石層的密實度接近100%，后期碾壓非常簡單。破碎后面層上拋灑少量石屑，以不完全覆蓋碎石塊為宜，碾壓后即可正常開放交通，只需灑水保濕就行了。開放交通期一般不超過一個月。舊水泥路面采用共振碎石化后，可直接加鋪瀝青層，不需要做任何的封層和粘層。
    共振碎石化是交通影響最小的施工工法，在大交通流量及交通敏感路段施工具有很明顯的優(yōu)勢；共振碎石化施工的震動、噪音和粉塵遠遠小于其它施工方法，是環(huán)境影響最小的破碎工法；這項技術(shù)是防止出現(xiàn)反射裂紋最有效的工法，白改黑道路預(yù)期使用壽命可達到15-22年，可極大的節(jié)省后期維修工作和費用。
四、總結(jié)
    1、碎石化改造是一種新型技術(shù)，同時也是一種工藝性很強的技術(shù)，中間質(zhì)量控制環(huán)節(jié)比較多。任何一個小的差錯，都有可能對整個工程的質(zhì)量產(chǎn)生影響。所以在施工過程中，必須嚴格遵循相關(guān)的施工手冊。
    2、該技術(shù)有兩項重大突破：一是舊水泥路面板的合理利用，變廢為寶，實現(xiàn)了環(huán)境保護。二是在路面技術(shù)上實現(xiàn)了瀝青面層配柔性基層（碎化層）道路的長壽命，節(jié)約了全壽命期的總體造價，是經(jīng)濟效益的體現(xiàn)。