一种水泥路面劈裂机的制作方法

本发明属于道路维修养护技术领域，具体涉及一种水泥路面劈裂机。

背景技术：

截止2016年底，我国公路总里程406万公里，其中高速公里总里程13万公里，等级以上公里总里程406万公里，二级标准公里57.5万公里。高速公里中，占10％是水泥混凝土路面，其余等级公路中占相当大的比例是水泥混凝土路面。根据我国道路设计使用寿命，全国有相当一部分道路需要实施里面、路基维修，需腰采用“白加黑”路面改造，这是一个浩大工程。现行《规范》要求道路“白加黑”改造采用先在加铺沥青路面之前铺设水泥稳定层做法，这一技术措施的不足之处显而易见：道路基层承载力不均匀，弯沉值峰值大，沥青加铺层与原水泥混凝土层结合差，且常呈现整体强度不均匀反射裂缝、荷载型发射裂缝、温度应力发射裂缝，这是道路维修质量通病。

如“门式破碎”和“冲击破碎”技术，其结果是产生不规则开裂，相邻裂缝围成的块度为0.4～0.6平方米，测量每一次压稳后沉降量，把每次测得的沉降量同前一次压稳后测得的沉降量相比较，当其前后变化量之差小于5毫米时，则认为压稳工艺已达到施工要求。其实际技术效果是：(1)脱空的板角位置常难以夯实；路面纵向开裂缺陷或纵向凹槽带，造成加铺层容易出现纵向开裂；破碎处治后表面平整，加铺层与旧路的粘结力较差，容易出现加铺层拥包推移破坏；(2)难以消除板底脱空，破碎后的板块仍然处于“悬臂板”状态，压实后的表面较光滑，造成加铺层容易出现反射裂缝和推移破坏。

因此，需要一种新的水泥路面劈裂机以解决上述问题。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的缺陷，提供一种水泥路面劈裂机。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种水泥路面劈裂机，包括车载装置和冲击锤工作装置，所述冲击锤工作装置包括定滑轮、立柱、牵引绳、冲击锤、摆动拉杆、游动滑轮、卷扬机和飞轮，所述立柱竖直设置在所述车载装置上，所述立柱的顶部设置有所述定滑轮，所述牵引绳的一端连接所述冲击锤，所述牵引绳的另一端与所述车载系统固定连接，所述牵引绳穿过所述定滑轮和游动滑轮，所述摆动拉杆的两端分别与所述游动滑轮和飞轮铰接，所述卷扬机带动所述飞轮转动。

更进一步的，所述冲击锤工作装置还包括滑块，所述滑块与所述冲击锤固定连接，所述立柱上设置有导轨，所述滑块相对所述导轨滑动。

更进一步的，所述车载装置上设置有支撑杆，所述立柱通过所述支撑杆固定在所述车载装置上。其中，支撑杆的数量为两个。

更进一步的，所述飞轮的侧面设置有销孔，所述摆动拉杆通过销轴与所述销孔铰接。连杆10及游动滑轮14随飞轮16转动带动牵引绳4收紧和放松，进一步带动冲击锤7做上下振动。销孔12位置不同，冲击锤7获得的势能不同，从而获得不同的冲击力。

更进一步的，所述飞轮的侧面设置有多个销孔，多个所述销孔与所述飞轮中心的距离不同。只需改变销孔12的位置，便可令同样质量的冲击锤体7获得不同的动能，产生不同的冲击力。冲击锤击打水泥路面后，经检验水泥混凝土路面板表面产生细如发丝的裂纹，裂纹两侧混凝土块彼此嵌锁、咬合，混凝土路面板内经钻芯取样观察呈现斜向细裂纹，即可判定符合微裂化要求，否则须调整销孔12的位置，直至达到旧水泥路面板微裂化破碎要求。

更进一步的，所述冲击锤的底部设置有凸点。凸点击打路面，在路面上形成凹形坑，并在路面混凝土内部形成斜状、发丝形、非连续裂纹。

更进一步的，所述冲击锤工作装置还包括顶梁，所述顶梁设置在所述立柱的顶部，所述顶梁的两端均设置有所述定滑轮。

更进一步的，还包括锤罩，所述锤罩与所述立柱固定连接，所述冲击锤设置在所述锤罩中并相对所述锤罩运动。此设计可以有效克服冲击锤的运动方向与立柱不平行时的情况。

更进一步的，所述冲击锤的下部设置有围裙。可以对冲击锤下方溅起的尘土起到有效地遮挡作用。

更进一步的，所述凸点的数量为3个。凸点击打路面，在路面上形成3个凹形坑，并在路面混凝土内部形成斜状、发丝形、非连续裂纹，效果更好。

使用原理：劈裂机对旧混凝土路面板实施微裂化破碎后加铺刚性路面或柔性路面，并对道路弯沉值检测不足路段基层实施地聚物注浆后经再次弯沉值检验合格后加铺刚性路面或柔性路面。

有益效果：本发明的水泥路面劈裂机结构简单，设计合理，利用冲击锤击碎水泥混凝土路面板，造成路面板顶面呈现细小如发丝的裂纹，面板内部呈现斜向裂纹，因此，板面无论是水平向还是竖向，其裂纹均为咬合交错、板块间相互嵌合，虽然面板应力得到释放，但仍然具有一定结构强度和承载力，覆盖沥青混凝土面层后，具有沥青混凝土分布均匀、附着力均匀之特点，从而可省去传统路面白加黑整改所必须的水稳层，大大节省工程投资，加快道路维修周期，且整改后道路弯沉值小，承载力及均匀、可消除反射缝，使用寿命长。

附图说明

图1是水泥路面劈裂机的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。

请参阅图1所示，本发明的水泥路面劈裂机，包括车载装置和冲击锤工作装置，其中，车载系统包括挖掘机和轮胎式装载机。冲击锤工作装置包括定滑轮1、立柱3、牵引绳4、冲击锤7、连杆10、游动滑轮14、卷扬机15和飞轮16，立柱3竖直设置在车载装置上，立柱3的顶部设置有定滑轮1，牵引绳4的一端连接冲击锤7，牵引绳4的另一端与车载系统固定连接，牵引绳4穿过定滑轮1和游动滑轮14，连杆10的两端分别与游动滑轮14和飞轮16铰接，卷扬机15带动飞轮16转动。

其中，冲击锤工作装置还包括滑块6，滑块6与冲击锤7固定连接，立柱3上设置有导轨，滑块6相对导轨滑动。车载装置上设置有支撑杆11，立柱3通过支撑杆11固定在车载装置上。其中，支撑杆11的数量为两个。飞轮16的侧面设置有销孔12，连杆10通过销轴与销孔12铰接。连杆10及游动滑轮14随飞轮16转动带动牵引绳4收紧和放松，进一步带动冲击锤7做上下振动。销孔12位置不同，冲击锤7获得的势能不同，从而获得不同的冲击力。飞轮16的侧面设置有多个销孔12，多个销孔12与飞轮16中心的距离不同。

冲击锤7的底部设置有凸点10。凸点击打路面，在路面上形成凹形坑，并在路面混凝土内部形成斜状、发丝形、非连续裂纹。凸点10的数量为3个。凸点击打路面，在路面上形成3个凹形坑，并在路面混凝土内部形成斜状、发丝形、非连续裂纹，效果更好。冲击锤体7下端凸点10击打旧水泥路面后，经检验旧水泥混凝土路面板表面产生细如发丝的裂纹，裂纹两侧混凝土块彼此嵌锁、咬合，混凝土路面板内经钻芯取样观察呈现斜向细裂纹，即可判定符合微裂化要求，否则须调整销孔12的位置，直至达到旧水泥路面板微裂化破碎要求。

冲击锤工作装置还包括顶梁2，顶梁2设置在立柱3的顶部，顶梁2的两端均设置有定滑轮1。立柱3的顶部设置有提引环5，牵引绳4通过提引环5连接立柱3。

还包括锤罩8，锤罩8与立柱3固定连接，冲击锤7设置在锤罩8中并相对锤罩8运动。此设计可以有效克服冲击锤的运动方向与立柱不平行时的情况。具体的，锤罩8和冲击锤7之间设置有滑轮，可以有效降低冲击锤7与锤罩8的摩擦力。冲击锤7的下部设置有围裙9。可以对冲击锤下方溅起的尘土起到有效地遮挡作用。

使用原理：劈裂机对旧混凝土路面板实施微裂化破碎后加铺刚性路面或柔性路面，并对道路弯沉值检测不足路段基层实施地聚物注浆后经再次弯沉值检验合格后加铺刚性路面或柔性路面。

本发明通过预先检测、调查和评估路面、路基病害状况，然后采用不膨胀、不收缩的地聚物对路基结构层承载力不足或弯沉值不足路段实施注浆，以消除路面内部病害。然后，按照旧路面混凝土结构强度、厚度、刚度等，采用本发明的水泥路面板劈裂机微裂式破碎水泥路面，由于本发明之劈裂机冲击力可以经由插销12位置调整，能够确保破碎后的路面形成为表观开裂、裂而不离；内部裂纹、斜向展开；板块网裂、相互嵌合的理想状态，其工程技术效果是：既可充分利用旧混凝土的残余结构强度，形成较高的路基承载力，且旧混凝土与加铺层实现较好结合，防止出现反射裂缝、路面推移、拥包等病害，又充分将旧道路混凝土板再生利用。其经济效果是：低碳、节材、节省建设周期，节省建设资金。

本发明的水泥路面劈裂机结构简单，设计合理，利用冲击锤击碎水泥混凝土路面板，造成路面板顶面呈现细小如发丝的裂纹，面板内部呈现斜向裂纹，因此，板面无论是水平向还是竖向，其裂纹均为咬合交错、板块间相互嵌合，虽然面板应力得到释放，但仍然具有一定结构强度和承载力，覆盖沥青混凝土面层后，具有沥青混凝土分布均匀、附着力均匀之特点，从而可省去传统路面白加黑整改所必须的水稳层，大大节省工程投资，加快道路维修周期，且整改后道路弯沉值小，承载力及均匀、可消除反射缝，使用寿命长。

本发明的水泥路面加铺层施工方法，包括以下步骤：

1)、利用冲击锤劈裂水泥混凝土路面，形成大小不同的板面；步骤1)中板面的大小为150mm×250mm。大小合适，方便施工。步骤1)中首先对水泥混凝土路面进行弯沉值检测，然后利用冲击锤劈裂弯沉值检测不足的水泥混凝土路面。无需对所有水泥混凝土路面进行施工，节省成本。采用落锤式弯沉仪(FWD)或便携式落锤弯沉仪(EVD)及地质雷达(GPR)对线路进行技术检测，分析和评价路面基层性状，并依据《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ073.1—2001)对混凝土路面板厚度、强度、总刚度、破损位置以及空鼓等情况进行综合评价。步骤1)中采用如上所述的水泥路面劈裂机劈裂水泥混凝土路面。

步骤1)中利用冲击锤劈裂水泥混凝土路面后，得到的混凝土路面表面带非连续发丝纹。经劈裂后的旧混凝土板无论是水平向还是竖向，其裂纹均呈现咬合交错、板块间相互嵌合，既释放了旧混凝土面板应力，又保持了旧混凝土板经裂化后仍然具有一定结构强度和承载力，旧混凝土与加铺层实现较好结合，防止出现反射裂缝、路面推移、拥包等病害，充分将旧道路混凝土板再生利用。

2)、向板面下路基脱空层注入地质聚合物；其中，地质聚合物为无机矿物质聚合物。无机矿物质聚合物五毒无害，其浆液固结体体积不膨胀、不收缩。步骤2)中采用静压向板面下路基脱空层注入地质聚合物浆液。

步骤2)中向板面下路基脱空层注入地质聚合物后，还包括以下步骤：

一、用压力机振动碾压路面；

二、吹出路面浮尘；

三、用水冲洗路面；

四、路面自然晾晒。

3)、在板面上加铺刚性路面或柔性路面，得到施工加铺层的水泥路面。

步骤3)中先对板面进行弯沉值检测，然后在板面上加铺刚性路面或柔性路面。弯沉值合格后，在进行刚性路面或柔性路面的铺装，防止出现不合格的情况。对依据标准评定PCI为差级路段内部病害结构层进行地聚物注浆处治，经检测处治部位弯沉值满足设计要求或与道路为发生破坏路段路面承载力基本一致后采用旧水泥路面劈裂机破碎。

本发明的水泥路面加铺层施工方法利用冲击锤劈裂水泥混凝土路面，实施地聚物注浆后加铺刚性路面或柔性路面。可充分利用旧混凝土的残余结构强度，形成较高的路基承载力，充分将旧道路混凝土板再生利用。其经济效果是：低碳、节材、节省建设周期，节省建设资金。