本發明專利技術涉及一種水泥路面共振破碎方法及裝置，包括：驅動系統（1）的發動機驅動液壓系統（2）；液壓系統（2）將液體以穩態正弦變化的速度泵入振動懸梁（3）的尾端使所述振動懸梁（3）產生穩態振動，并使振動頻率達到振動懸梁（3）的固有頻率；所述振動懸梁（3）的活動端帶動振動頭（4）振動，振動頭（4）的振動傳入水泥路面，使水泥路面發生共振而自發碎裂。與現有技術相比，本發明專利技術具有以下技術效果：碎塊尺寸小且均勻，路基不會受到破壞；把路面改造時間從以前數天的車道封閉減少到幾小時，為承包商極大節省時間并且大為減少了對交通的影響。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及建筑工程
，特別是涉及路面養護工程技術。
技術介紹
在破舊混凝土路面的翻修改造過程中，為了徹底解決舊路面對新加鋪路面層的致命影響，舊的水泥路面需要被均勻打碎以釋放應力從而消除未來對新加鋪層的反射裂縫問題。現有的破碎工藝主要是采用沖擊破碎法如人工敲碎或機械驅動的多錘頭破碎，存在以下不足碎塊較大并且非常不均勻，碎塊尺寸為15cm-40cm，無法消除反射裂縫隱患；對路基以及管道造成損害。施工效率低下，嚴重擾民
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于提供一種能引起水泥路面共振并使水泥路面自發碎裂的水泥路面共振破碎方法及裝置。本專利技術通過采取以下技術方案實現提出一種水泥路面共振破碎方法，包括以下步驟驅動系統的發動機驅動液壓系統；液壓系統將液體以穩態正弦變化的速度泵入振動懸梁的尾端使所述振動懸梁產生穩態振動，并使振動頻率達到振動懸梁的固有頻率；所述振動懸梁的活動端帶動振動頭振動，振動頭的振動傳入水泥路面，使水泥路面發生共振而自發碎裂。進一步地，所述水泥路面共振破碎方法還包括步驟檢測水泥路面的振動反饋，得到水泥路面的實際固有頻率，并根據該水泥路面的實際固有頻率以微調振動懸梁的固有頻率。進一步地，所述水泥路面共振破碎方法是通過微調所述振動懸梁的支點位置來微調振動懸梁的固有頻率。其可調范圍為35hz至53hz。進一步地，所述水泥路面共振破碎方法中，所述液壓系統驅動液體速度在lOm/s至30m/s之間變化。進一步地，所述水泥路面共振破碎方法中，所述振動懸梁的振幅為19mm至21mm。設計一種水泥路面共振破碎機，包括驅動系統，用于為液壓系統提供動力；液壓系統，用于將液體高速泵入振動懸梁尾端的空腔；振動懸梁，其固有頻率和水泥的固有頻率相同，用于帶動振動頭產生與水泥固有頻率接近或相同振動頻率的振動；振動頭，安裝于振動懸梁的活動端，用于向水泥路面傳遞振動懸梁的相同頻率的振動，使水泥路面發生共振而自發碎裂；配重系統，安裝于振動頭的上方，用于防止振動頭反彈。進一步地，所述水泥路面共振破碎機，其振動頭上裝有傳感器，用于感應水泥路面的振動反饋頻率。進一步地，所述水泥路面共振破碎機，其振動懸梁的支點可以調節，用于調節振動懸梁的有效長度以調節振動懸梁的固有頻率與水泥路面實際固有頻率相一致。進一步地，所述水泥路面共振破碎機，其振動懸梁的寬度為457mm至660mm。進一步地，所述水泥路面共振破碎機，其振動頭下部與振動頭本體可拆卸連接。本專利技術水泥路面共振破碎方法及裝置利用振動懸梁產生與水泥路面固有頻率一致的機械振動，再將振動通過振動頭傳導至水泥路面，水泥路面從而發生共振而自發碎裂，而不是砸裂。與現有的高壓沖擊破碎法相比，具有以下技術效果1.水泥路面產生的共振特點是高頻率、低振幅，破碎深度達30cm，碎塊尺寸在2cm至5cm范圍內，小且均勻。本專利技術使用效果如圖7所示，圖中標號8代表水泥路面，標號9代表路基，碎裂紋路與路面呈大約45度夾角，碎塊間互相咬合，能充分釋放應力，有效防止反射裂縫的產生，路基9根本沒有受到破壞。圖8是現有沖擊破碎法的使用效果和本專利技術的使用效果對比圖，從圖8中可見，采用沖擊破碎法(圖中左邊所示)的效果是碎塊大卻分布不均，路基受損。2.節約施工時間和成本。采用現有的高壓沖擊破碎法破碎的路面，碎塊大小不均勻，需要將碎石運走而花費很長時間。而通過本專利技術改造水泥路面，可以完全分離粘合的鋼筋網，破碎均勻的混凝土層經過壓路機碾壓之后進行浙青攤鋪即可完成道路養護，原有材料得以循環使用，把路面改造時間從以前數天的車道封閉減少到幾小時，為承包商極大節省時間并且大大減少了對交通和行人的影響。附圖說明圖1是本專利技術水泥路面共振破碎機主要部分連接關系圖；圖2是所述水泥路面共振破碎機的軸側投影示意圖3是所述水泥路面共振破碎機的振動懸梁和振動頭的裝配關系圖；圖4是所述水泥路面共振破碎機的振動懸梁的軸側投影示意圖；圖5是圖4中振動懸梁的正面示意圖；圖6是圖4中振動懸梁的側面示意圖；圖7是本專利技術使用效果圖8是本專利技術的使用效果和現有沖擊破碎法的使用效果對比圖。具體實施方式下面結合優選實施例對本專利技術做進一步詳述。如圖1所示，水泥路面共振破碎方法包括以下步驟驅動系統1的發動機驅動液壓系統2 ；液壓系統2將液體以穩態正弦變化的速度泵入振動懸梁3尾端的空腔使所述振動懸梁3產生穩態振動，并使振動頻率達到振動懸梁3的固有頻率，所述液壓系統2驅動液體速度在lOm/s至30m/s之間變化；所述振動懸梁3的活動端帶動振動頭4振動，振動頭4的振動傳入水泥路面，使水泥路面發生共振而自發碎裂。水泥的固有頻率一般是44Hz，但不同的水泥路面其固有頻率可能會有變化。水泥路面共振破碎機的計算機反饋系統通過檢測水泥路面的振動反饋，得到水泥路面的實際固有頻率，并根據該水泥路面的實際固有頻率以微調振動懸梁3的固有頻率，使得振動懸梁3的固有頻率與水泥路面的實際固有頻率保持一致，達到最好的共振效果。振動懸梁的固有頻率由其各種物理參數決定。通過調節懸梁的尺寸，可以將懸梁的固有頻率調節到與水泥的固有頻率相等。懸梁的固有頻率計算公式如下f= 其中，Kn=3. 52 (模式一)，E為材料的楊氏模量，I為轉動慣量，w為梁寬度，L為梁長度。本實施例中，通過微調振動懸梁的支點位置來調節梁長度L，從而調節振動懸梁的固有頻率以達到與水泥路面的實際固有頻率相契合。為了使振動懸梁產生穩態的一階共振，發動機需持續不斷地給振動懸梁施加穩態的正弦激勵。如圖1至圖3所示，水泥路面共振破碎機包括驅動系統1，用于為液壓系統2提供動力；液壓系統2，用于將液體高速泵入振動懸梁3尾端的空腔31 ；振動懸梁3，其固有頻率和水泥的固有頻率相同，用于帶動振動頭5產生與水泥固有頻率接近或相同振動頻率的振動；振動頭4，安裝于振動懸梁3的活動端，用于向水泥路面傳遞振動懸梁3的相同頻率的振動，使水泥路面發生共振而自發碎裂；配重系統5，安裝于振動頭4的上方，用于防止振動頭4反彈。如圖2所示，水泥路面共振破碎機還包括有水箱6和降溫設備7。所述振動頭4上裝有傳感器，用于感應水泥路面的振動反饋頻率并將振動反饋頻率信號傳送至計算機反饋系統，該計算機反饋系統得到水泥路面的振動反饋頻率信號后，計算得到水泥路面的實際固有頻率。一實施例中，水泥路面共振破碎機的主要技術參數為發動機功率350 hp至600hp，振動懸梁寬度為457 mm至660mm，振動頻率可調范圍為35hz至53hz，振幅約20mm，振動梁配重M43 - 9070kg，總重量27216 — 31753kg，最大破碎深度660mm。振動懸梁3的形狀結構如圖4至圖6所示，為長條形，一端有空腔31，與液壓系統2相通；另一端為活動端，與振動頭4連接。振動懸梁3由合金材料鍛造而成，能夠破碎寬25cm、厚66cm的混凝土。由于振動頭下部與水泥路面直接接觸，長期使用會有磨損，如圖3所示，所述振動頭4下部41與振動頭本體42拆卸連接，當振動頭4下部磨損到一定程度，可更換新的零件。所述水泥路面共振破碎機持續產生高頻低幅的振動能量，通過振動頭傳遞到水泥板塊里。振動懸梁產生振動諧波，支點與配重點振幅為零，振動頭以高頻低幅進行小能量的破碎，使水泥路面層內產生均勻裂紋，并隨著振動迅速有規律地擴展而得到本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：詹姆斯·科赫，
申請(專利權)人：安邁路面技術上海有限公司，
類型：發明
國別省市：
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