[发明专利]水泥路面共振破碎方法及装置

说明书

 

技术领域 本发明涉及建筑工程技术领域，特别是涉及路面养护工程技术。

 

背景技术在破旧混凝土路面的翻修改造过程中，为了彻底解决旧路面对新加铺路面层的致命影响，旧的水泥路面需要被均匀打碎以释放应力从而消除未来对新加铺层的反射裂缝问题。现有的破碎工艺主要是采用冲击破碎法如人工敲碎或机械驱动的多锤头破碎，存在以下不足：碎块较大并且非常不均匀，碎块尺寸为15cm-40cm，无法消除反射裂缝隐患；对路基以及管道造成损害。施工效率低下，严重扰民。

 

发明内容 本发明所要解决的技术问题在于提供一种能引起水泥路面共振并使水泥路面自发碎裂的水泥路面共振破碎方法及装置。

本发明通过采取以下技术方案实现：

提出一种水泥路面共振破碎方法，包括以下步骤：

驱动系统的发动机驱动液压系统；

液压系统将液体以稳态正弦变化的速度泵入振动悬梁的尾端使所述振动悬梁产生稳态振动，并使振动频率达到振动悬梁的固有频率；

所述振动悬梁的活动端带动振动头振动，振动头的振动传入水泥路面，使水泥路面发生共振而自发碎裂。

进一步地，所述水泥路面共振破碎方法还包括步骤：检测水泥路面的振动反馈，得到水泥路面的实际固有频率，并根据该水泥路面的实际固有频率以微调振动悬梁的固有频率。

进一步地，所述水泥路面共振破碎方法是通过微调所述振动悬梁的支点位置来微调振动悬梁的固有频率。其可调范围为35hz至53hz。

进一步地，所述水泥路面共振破碎方法中，所述液压系统驱动液体速度在10m/s至30m/s之间变化。

进一步地，所述水泥路面共振破碎方法中，所述振动悬梁的振幅为19mm至21mm。

设计一种水泥路面共振破碎机，包括：

驱动系统，用于为液压系统提供动力；

液压系统，用于将液体高速泵入振动悬梁尾端的空腔；

振动悬梁，其固有频率和水泥的固有频率相同，用于带动振动头产生与水泥固有频率接近或相同振动频率的振动；

振动头，安装于振动悬梁的活动端，用于向水泥路面传递振动悬梁的相同频率的振动，使水泥路面发生共振而自发碎裂；

配重系统，安装于振动头的上方，用于防止振动头反弹。

进一步地，所述水泥路面共振破碎机，其振动头上装有传感器，用于感应水泥路面的振动反馈频率。

进一步地，所述水泥路面共振破碎机，其振动悬梁的支点可以调节，用于调节振动悬梁的有效长度以调节振动悬梁的固有频率与水泥路面实际固有频率相一致。

进一步地，所述水泥路面共振破碎机，其振动悬梁的宽度为457mm至660mm。

进一步地，所述水泥路面共振破碎机，其振动头下部与振动头本体可拆卸连接。

本发明水泥路面共振破碎方法及装置利用振动悬梁产生与水泥路面固有频率一致的机械振动，再将振动通过振动头传导至水泥路面，水泥路面从而发生共振而自发碎裂，而不是砸裂。与现有的高压冲击破碎法相比，具有以下技术效果：

1.水泥路面产生的共振特点是高频率、低振幅，破碎深度达30cm，碎块尺寸在2cm至5cm范围内，小且均匀。本发明使用效果如图7所示，图中标号8代表水泥路面，标号9代表路基，碎裂纹路与路面呈大约45度夹角，碎块间互相咬合，能充分释放应力，有效防止反射裂缝的产生，路基9根本没有受到破坏。图8是现有冲击破碎法的使用效果和本发明的使用效果对比图，从图8中可见，采用冲击破碎法（图中左边所示）的效果是碎块大却分布不均，路基受损。

2.节约施工时间和成本。采用现有的高压冲击破碎法破碎的路面，碎块大小不均匀，需要将碎石运走而花费很长时间。而通过本发明改造水泥路面，可以完全分离粘合的钢筋网，破碎均匀的混凝土层经过压路机碾压之后进行沥青摊铺即可完成道路养护，原有材料得以循环使用，把路面改造时间从以前数天的车道封闭减少到几小时，为承包商极大节省时间并且大大减少了对交通和行人的影响。

 

附图说明

图1是本发明水泥路面共振破碎机主要部分连接关系图；

图2是所述水泥路面共振破碎机的轴侧投影示意图；

图3是所述水泥路面共振破碎机的振动悬梁和振动头的装配关系图；

图4是所述水泥路面共振破碎机的振动悬梁的轴侧投影示意图；

图5是图4中振动悬梁的正面示意图；

图6是图4中振动悬梁的侧面示意图；

图7是本发明使用效果图；