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      礦山機(jī)械新聞動(dòng)態(tài)

       

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      水泥混凝土路面碎石化施工機(jī)械

      發(fā)布時(shí)間:2014-03-13 08:52    來源:未知

      0、引言
          碎石化技術(shù)是將水泥混凝土路面(簡稱水泥路面,俗稱白色路面)破碎成一般小于38 cm的混凝土顆粒,產(chǎn)生一個(gè)新鋪的均勻基層,從而防止瀝青面層出現(xiàn)反射裂縫。碎石化技術(shù)通過專用的機(jī)械設(shè)備對(duì)水泥混凝土板塊進(jìn)行擊碎處理,并通過碾壓等工序使水泥混凝土板塊成為新的水泥混凝土顆粒,組成相對(duì)松散、強(qiáng)度相對(duì)均勻的結(jié)構(gòu)層。利用其作為基層,消除了在不破碎的舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層可能出現(xiàn)的反射裂縫,提高了加鋪后新路面結(jié)構(gòu)的可靠性和耐久性”。本文將簡單介紹水泥路面改造中用到的門刀式破碎機(jī)、多錘頭破碎機(jī)和共振式破碎機(jī)。
      1、門刀式破碎機(jī)
      1.1結(jié)構(gòu)與工作原理
          門刀式破碎機(jī)(Guillotine Breaker)如圖1所示,是一種專用的破碎設(shè)備。該設(shè)備裝配有寬度至少為2.4 m板式?jīng)_擊錘,錘頭重量5t,沖擊錘提升一定高度后自由落下產(chǎn)生的巨大沖擊力將水泥路面橫向打裂,相當(dāng)于用2m寬的大鋼板舉升起來自由落下,將舊路面切斷成60cm長的短板,以消除因溫度或錯(cuò)臺(tái)而引起的反射裂縫,對(duì)路面的沖擊能量非常大。其錘頭的提升高度可以調(diào)節(jié),以能使混凝土板塊打裂為度,最大提升高度為270 cm,最大錘擊次數(shù)為35次/min,最大移動(dòng)速度為24 m/min。對(duì)打裂后水泥板塊壓實(shí)穩(wěn)固要求采用24 t輪胎壓路機(jī),其目的是利用壓路機(jī)的重載使搖動(dòng)的板塊壓實(shí)穩(wěn)定。
          破碎機(jī)沖擊能來自2個(gè)方面:一是門刀的自重所產(chǎn)生的勢(shì)能;二是門刀下落時(shí)所產(chǎn)生的沖擊能。同時(shí),由于門刀的勢(shì)能快速釋放,也加大了對(duì)水泥板塊的沖擊。其巨大的沖擊能以35次/min的頻率沖擊水泥板塊,所產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊波可向水泥板塊下面的底基層和土基層傳播,從而使擊碎板塊得到壓實(shí)穩(wěn)固。不僅保持了擊碎板塊的強(qiáng)度,還能使其成為塊狀料嵌鎖型基層結(jié)構(gòu),緊密嵌壓在原路面底基層中,形成高強(qiáng)度的底基層,從而減少或緩解原路面板塊反射裂縫,并減小面層的水平和垂直應(yīng)力。破碎機(jī)的沖擊強(qiáng)度取決于刀頭高度和沖擊間距,刀頭高度由低到高不斷調(diào)整,直至達(dá)到破碎要求。根據(jù)以往施工的經(jīng)驗(yàn),要求破碎效果應(yīng)該使75%以上的路面產(chǎn)生不規(guī)則開裂,相鄰裂縫圍成的塊粒大小約為0.4~0.6m2。經(jīng)沖擊刀打裂后,混凝土板上僅留下打裂的橫向痕跡,原板塊的破裂縫除外并未使板塊產(chǎn)生嚴(yán)重破碎。
          在施工的時(shí)候,產(chǎn)生的沖擊作用比較大,路面下有淺埋管線的要注意。另外一個(gè)潛在的不利影響是它的沖擊力很大,可能會(huì)將半剛性基層打裂.所以在施工過程中一定要非常慎重。目前國內(nèi)也有很多地方采用這種方法,有一些項(xiàng)目也取得了很不錯(cuò)的應(yīng)用效果,但是長期性還有待于進(jìn)一步觀察。由于多錘沖擊式的落錘和多棱沖擊碾具有很大的質(zhì)量,對(duì)路面的沖擊能量非常大,直接破壞了原有路基的平整度和密實(shí)度的均勻性。如路基下有管線等設(shè)施,也會(huì)對(duì)其造成直接影響。產(chǎn)生的振動(dòng)沖擊波很大,一般要求施工點(diǎn)周圍20m內(nèi)不能有振動(dòng)敏感型建筑物。另外施工噪音非常高,不但工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,而且形成噪音污染。從破碎質(zhì)量上看,靠重力砸擊路面,很難一次將水泥面板打碎。雖然可反復(fù)工作或利用大噸位振動(dòng)式壓路機(jī)配合進(jìn)一步碾碎,但還是難以將水泥面板擊碎到理想的尺寸,并存在埋在下面的較大未碎塊頭難以處理的問題。門刀式破碎方法的沖擊力是垂直向下,碎石裂紋也只能是大致垂直于路面的,這不利于穩(wěn)定層的承重與穩(wěn)定。沖擊力垂直向下,要以路基為依托來打碎面板,所以沖擊力通過面板直接傳遞給路基。實(shí)踐證明,破碎后的碎塊尺寸越大、越不均勻,對(duì)新加鋪層的影響就越大,即越容易引起反射裂縫。破碎后的碎塊尺寸越小,引起反射裂縫的幾率就越小,但其對(duì)路面的支撐強(qiáng)度也會(huì)變小,使作為基層使用的破碎壓實(shí)層的結(jié)構(gòu)失效概率增大。如果舊面板是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),破碎后應(yīng)使鋼筋與混凝土碎塊徹底脫離,以免鋼筋聯(lián)帶的一串碎塊對(duì)新面層的反射影響。而門刀式破碎方法在實(shí)踐中是難以使鋼筋與混凝土脫離的。所以,擁有水泥路面較多的美國,在其舊路改造過程中已很少采用這樣的方式,有的州已禁止使用門刀式破碎工藝。
      1.2產(chǎn)品的特點(diǎn)
          (1)具備足夠的沖擊能量可使水泥路面產(chǎn)生全深度的開裂破碎,75%以上的面板成不規(guī)則開裂,顆粒為0.4~0.6m2大小。
          (2)其錘頭的提升高度可以調(diào)節(jié),以能使混凝土板塊打裂為度。
          (3)碎塊處于極佳的嵌鎖穩(wěn)固狀態(tài),完全符合施工工藝設(shè)計(jì)的要求。
          (4)施工方便、速度快、工作面積較大。
          (5)破碎深度可以控制,破碎深度大。
      2、多錘頭破碎機(jī)
      2.1結(jié)構(gòu)與工作原理
          多錘頭破碎機(jī)(Mu…ple - Head Breaker)如圖2所示,依靠機(jī)器后部的多個(gè)重錘自一定的高度下落對(duì)水泥路面產(chǎn)生沖擊,從而達(dá)到破碎的目的。多錘頭破碎機(jī)主要由工程車輛底盤、破碎機(jī)構(gòu)和電控系統(tǒng)組成。底盤主要由動(dòng)力總成、行走系統(tǒng)、車架等組成。動(dòng)力總成由發(fā)動(dòng)機(jī)、分動(dòng)箱與液壓泵組成,滿足系統(tǒng)動(dòng)力要求。行走系統(tǒng)采用液壓傳動(dòng),傳動(dòng)形式為:變量液壓泵一定量液壓馬達(dá)一兩檔變速箱十驅(qū)動(dòng)橋,通過變換變速箱的檔位可實(shí)現(xiàn)工作與行駛檔的轉(zhuǎn)變,調(diào)節(jié)液壓泵的排量可實(shí)現(xiàn)速度無級(jí)調(diào)節(jié)。破碎機(jī)構(gòu)中間配有2排各3對(duì)錘頭,兩側(cè)各有1對(duì)翼錘,重錘下落時(shí)可產(chǎn)生較大的沖擊能。破碎寬度可根據(jù)需求,選擇工作錘頭數(shù)目來實(shí)現(xiàn)。錘頭的提升高度可獨(dú)立調(diào)節(jié),滿足不同類型的混凝土路面的破碎?刂葡到y(tǒng)采用PLC作為主控制元件,通過程序設(shè)定可調(diào)節(jié)機(jī)器的各種工作狀態(tài)。
          破碎系統(tǒng)采用定量泵、插裝閥、單作用液壓缸、板錘架和板錘。動(dòng)作油缸固定在板錘架上,在板錘和工作油缸之間設(shè)有舉升裝置,舉升裝置包括固定在工作油缸活塞桿頂端的滑輪、牽引板錘的牽引繩。工作油缸在高壓油的作用下,活塞桿向上運(yùn)動(dòng),通過滑輪和牽引繩的作用,板錘沿板錘架向上移動(dòng),當(dāng)工作油缸內(nèi)的高壓油瀉出時(shí),板錘沿板錘架迅速下滑,由于板錘的重量較大,所以能夠輕松將水泥混凝土地面或其他地面破碎,達(dá)到較好的破碎效果,而且工作效率較高。
          整個(gè)系統(tǒng)的核心是破碎裝置的液壓控制系統(tǒng),插裝式油路設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)簡單、布置方便。該系統(tǒng)采用梭閥,液控單向閥來控制回油,油缸回油速度快,重錘靠自身的重量下落,引起的沖擊力強(qiáng),并可頻繁操作。通過調(diào)節(jié)破碎錘提升的高度即可控制重錘對(duì)水泥路面的沖擊力,得到合適的破碎效果。液壓回路中必不大的負(fù)載引起壓力升高時(shí),保護(hù)液壓缸、設(shè)備、液壓回路的配管等。每個(gè)工作油缸帶動(dòng)2個(gè)錘頭升降,這種結(jié)構(gòu)可以同時(shí)使用多個(gè)工作油缸和錘頭,對(duì)路面進(jìn)行破碎作業(yè)時(shí)力量更大。在控制閥塊的作用下,多個(gè)錘頭可以保持不同步連續(xù)不斷的升降,比一個(gè)錘頭或少量錘頭破碎的效果更好,支撐的錘架的結(jié)構(gòu)也比較牢固,保證破碎作業(yè)的有效完成。
      2.2產(chǎn)品的特點(diǎn)
          (1)工作效率高,作業(yè)效果好。
          (2)沖擊力相對(duì)較小,作用力比較均勻。
          (3)破碎顆粒面層粒徑一般不超過7.5 cm,中部不超過22.5 cm,底部不超過37.5 cm(如圖5),可有效消除舊路面反射裂縫。
          (4)參數(shù)可根據(jù)工況任意設(shè)定,控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定自動(dòng)實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作。
          (5)施工方便,速度快。
      3、共振式破碎機(jī)
      3.1結(jié)構(gòu)與工作原理
          共振式破碎機(jī)(Resonant Breaker)如圖6所示,其工作原理如圖7所示。利用振動(dòng)梁帶動(dòng)工作錘頭振動(dòng),錘頭與路面接觸。錘頭的振動(dòng)頻率為35- 53Hz,振幅不到20 mm。由計(jì)算機(jī)確認(rèn)使用前頻率中的哪一個(gè)固定值,舊水泥混凝土路面的固有頻率被確認(rèn)和模仿后,就引起其共振,即可輕而易舉地將水泥混凝土擊碎。工作裝置上裝有專用傳感器感應(yīng)路面的振動(dòng),進(jìn)行信息反饋,并由電腦自動(dòng)調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率,搜尋被擊物的自有頻率,共振式破碎設(shè)備同時(shí)還可控制被擊碎的碎塊粒度和破碎深度。
          以美國共振機(jī)器公司(RMI)的共振式破碎設(shè)備為例,其專門破碎高厚度水泥混凝土路面。共振碎石化過程中產(chǎn)生斜向裂紋如圖8所示。經(jīng)過該機(jī)器破碎后的礫石緊密皎合,使整個(gè)路面碎石化后具有更高的柔性和更高的彈性模量,同時(shí)鋼筋與混凝土完全脫離。這樣的結(jié)果使水泥路面具有更高的強(qiáng)度并且避免產(chǎn)生反射裂紋。碎石后礫石的大小因水泥層的厚度而異,碎石均勻是它的特點(diǎn)。因該機(jī)采用高頻低幅破碎不僅有效地破碎水泥路面,更有效地降低噪聲和揚(yáng)塵,因此也更科學(xué)、更環(huán)保。該機(jī)工作過程中基層和路邊建筑物都不會(huì)產(chǎn)生影響,甚至對(duì)構(gòu)造物上的路面,只要路面下有基層,沒有與橋面連成一體,也可以進(jìn)行破碎,破碎后用振動(dòng)壓實(shí)機(jī)進(jìn)行碾壓,即可鋪設(shè)新路面。
      3.2產(chǎn)品的特點(diǎn)
          (1)工作頻率高,工作裝備振幅小,以較小的力頻繁交替工作。
          (2)不侵入路基,不損壞路基下的設(shè)施。
          (3)破碎顆粒均勻,碎石后水泥顆粒直徑不超過16 cm。
          (4)碎石過程中產(chǎn)生斜向裂紋。
          (5)施工方便,速度快。
          (6)破碎深度可控制,破碎深度較大。
          (7)振動(dòng)、噪聲小,施工適應(yīng)范圍大,不擾民。


      相關(guān)破碎機(jī)產(chǎn)品:
      1、顎式破碎機(jī)
      2、圓錐破碎機(jī)
      3、雷蒙磨粉機(jī)

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