水泥砼路面微裂式破碎再生處治技術PPT課件

2016年1月西安 西安長大公路養(yǎng)護技術有限公司 水泥砼路面微裂式破碎再生處治技術 3 高強纖維布路面結構加固 1 水泥混凝土路面微裂式破碎技術 2 地聚合物加固處治技術 4 不適合微裂式破碎路段的處治技術 1 水泥路面微裂式破碎技術 1 縮小板塊尺寸 減少或防止加鋪層溫度型反射裂縫 2 減少板底脫空 板塊越小 越容易與基層密貼 減少或防止加鋪層荷載型反射裂縫 為何要破碎 答案 防止反射裂縫 減少加鋪層反射裂縫 防止加鋪層推移 處治目標 溫度型裂縫 接縫寬度過寬型裂縫 層間咬合粘結力小于車輛的水平剪切應力 荷載型裂縫 充分利用舊路殘余強度 板塊之間相互嵌擠 板塊開裂減小尺寸 最佳開裂形式 最佳表面粗糙度 最佳殘余強度形式 可容忍的接縫寬度 舊水泥路面處治擬達到的最佳標準 1 1微裂式破碎目標 面板 路況優(yōu) 良 中次 力學計算結果 防層間推移 處治后舊水泥面板表層的最佳粗糙度為形成2 3cm深度的凹槽 殘余強度 處治后舊水泥板塊最佳開裂形式是表面列而不碎 開裂裂縫以45 開裂效果最優(yōu) 防放射裂縫 路面破碎塊度0 0025 0 1m2 開裂后裂縫寬度小于1mm 瀝青加鋪層厚度為12cm時 接縫寬度2cm是臨界容忍接縫寬度 1 1微裂式破碎目標 面板 2010 2012年進行 水泥混凝土路面改造打裂壓穩(wěn)成套技術與裝備 課題研究 研制出微裂式破碎設備 1 2微裂式破碎設備 2014年該成果被編制成河南省地方標準 DB41 T963 2014 并在河南進行技術宣貫 2014年入選為兩年一次交通高層技術論壇 標準規(guī)范 1 2微裂式破碎再生技術規(guī)程 設備原理 基于夯實能量傳遞 碰撞原理及牽引機械能量優(yōu)化選擇 1 2微裂式破碎設備 微裂式破碎裝備 微裂式破碎裝備簡圖 微裂式破碎裝備采用裝載機或挖掘機工作裝置牽引 液壓動力驅動 通過錘頭設置的凸點實現(xiàn)路面的預期開裂 表面裂而不碎 清掃表面的碎石后 開裂寬度在0 1 0 3mm 表面微裂縫圍成的塊體大約5 20cm之間 開裂的塊體相互嵌鎖 形成一個整體 防止反射裂縫 1 3微裂式破碎應用效果 板塊穩(wěn)且粗糙 破碎壓穩(wěn)后板塊下沉1 2cm 面板上形成大量小凹槽 該凹槽將瀝青混凝土加鋪層與舊水泥混凝土板隼接在一起 防反層間推移 1 3微裂式破碎應用效果 小彎沉 均勻穩(wěn)定 1 3微裂式破碎應用效果 1 4微裂式破碎設備選擇 DB41 T963 2014中 5 1 1 說明 5 1 1舊水泥混凝土面板厚度不大于26cm時 選擇30KJ 66KJ的破碎再生設備 在舊水泥混凝土面板厚度不小于26cm 基層強度較高 厚度較厚時 選擇60KJ 110KJ的破碎再生設備 但在舊水泥混凝土路面縱坡較大 通常不大于3 時 路段 還需配30KJ 66KJ的破碎再生設備 施工 選擇微裂式破碎設備 破碎遍數(shù) 破碎工藝 碾壓遍數(shù)等施工參數(shù) 1 5微裂式破碎應用于路況極差段 結構層松散 強度弱化 路床可能已經(jīng)濕軟 河南淮濱環(huán)城路 1 5微裂式破碎應用于路況極差段 結構層松散 強度弱化 路床可能已經(jīng)濕軟 設置盲溝將積水引出 混凝土塊回填夯實夯實擠壓 夯實排水固結軟弱地基 1 5微裂式破碎應用于路況極差段 DB41 T963 2014中 5 3 2條文說明 5 3 2挖除換填夯實處理建議方案 挖除深度一般為路基頂面下30cm 50cm 特別濕軟路段根據(jù)需要確定處理深度 開挖路段經(jīng)檢驗后將破碎板塊 舊路基層及砂礫等符合路基填料要求的材料摻加水泥或石灰并均勻拌合 分層回填到路基內(nèi)碾壓密實后 采用微裂式破碎再生設備進行夯實 直到沉降穩(wěn)定為止 檢測其頂面承載能力 按照新建道路設計路面結構形式與厚度 1 5微裂式破碎應用于路況極差段 1 6微裂式破碎再生技術規(guī)程 路況差與極差效果評定項目和頻率 路況優(yōu) 良 中效果評定項目和頻率 2 地聚合物注漿加固 微裂式破碎穩(wěn)固后 局部路面承載能力不足 如何加固 承載能力不足原因 1 路表下滲水沖刷基層或底基層 造成基層或底基層松散 2 層間粘結力差或層間脫空 3 路基不均勻沉降 造成路床與路面結構層脫空 以及路床濕軟 為何要注漿 2 1地聚合物注漿材料 1972年法國Davidovits提出地聚合物材料 鋁硅酸鹽原料在堿性溶液中溶解 溶解的鋁硅配合物由固體顆粒表面向顆粒間隙擴散 產(chǎn)生水化反應 凝膠相的形成 導致堿溶液和鋁硅配合物之間產(chǎn)生聚合反應 凝膠相逐漸排除剩余的水分 固結硬化成無機高分子礦物 2 1地聚合注漿材料 1 滲透性 滲透粘結松散的基層或底基層 要求注漿材料滲透性要特別好 2 粘結性 與基層 底基層 墊層 路床粘結性能好 要求注漿材料與已有路面材料的產(chǎn)生化學反應 3 強度匹配 對水泥穩(wěn)定基層 底基層加固 注漿材料的抗壓強度宜控制在15MPa 25MPa之間 對水泥路面進行板底脫空處治或復合式路面進行結構加固 宜控制在60MPa 80MPa之間 4 結石率 為防止加固后層間脫粘或脫空 要求注漿料結石率要求在100 1 超高流動性 12 16s 2 滲透性 滲入0 1mm縫隙 3 與泥漿反應 激活基層 底基層 土壤中的惰性材料發(fā)生聚合反應 4 強度可調 適合基層加固 雙液注漿 15 25MPa 適合水泥路面脫空處治 單液注漿 60 80MPa 2 2CD 1型地聚合物注漿材料 2 3地聚合物注漿施工工藝 鉆孔 清孔 注漿 封孔 2 4地聚合物注漿加固效果 2 4地聚合物注漿加固效果 總結 1 微裂式破碎后 原剛性路面變成柔性結構層 微裂破碎板塊的底部支撐能力顯得尤為關鍵 2 針對破碎后彎沉值大于60 0 01mm 的位置 采用地聚合物注漿后 彎沉值基本都下降到20 0 01mm 實現(xiàn)了非開挖式結構加固的目的 探坑效果 2 4地聚合物注漿加固效果 1 水泥凈漿 水泥凈漿 造價低 曾得到大規(guī)模使用 但流動度大 通常在60s以上 抗折強度低 泌水嚴重等 改進方法 添加鋁粉等膨脹劑減少泌水 但后期強度和耐久性顯著降低 添加水玻璃 提高早期強度 但后期強度迅速降低 并產(chǎn)生軟化 添加減水劑提高漿液強度 但泌水和沉淀嚴重 現(xiàn)狀 只能填充 無法粘結 加固松散基層或軟弱路基 由于效果差 現(xiàn)使用越來越少 2 5其他注漿材料 膨脹性高聚物 聚氨酯遇水膨脹 將路面結構層內(nèi)的水排出 起到填充加固效果 效果評價 只能填充 無法粘結 加固松散基層或軟弱路基 加固效果有限 現(xiàn)狀 由于硬泡在荷載作用下產(chǎn)生蠕變 產(chǎn)生新的脫空 其疲勞使用壽命較短 2 高聚物漿液 2 5其他注漿材料 3 高強纖維布與滲透粘結膠 沉陷處微裂式破碎穩(wěn)定 注漿加固后滿足要求 能直接加鋪瀝青混凝土路面嗎 微裂式破碎完成后 針對沉陷嚴重區(qū)域采用瀝青混凝土找平處理 以及鋪筑瀝青下面層后 承載能力不足位置 在這些位置固定高強纖維布 噴灑CD 1滲透粘結膠 提高瀝青加鋪層抗裂性能 固定高強纖維布 3 高強纖維布與滲透粘結膠 1 高強纖維布主要技術指標 彈性模量 15000 18000MPa 斷裂延伸率 3 5 2 CD 1型滲透粘結膠主要技術指標 粘度 3 5 10 3pa s 剪切強度 大于2MPa 3 高強纖維布與滲透粘結膠 白 黑 路況為優(yōu) 良 中 1 受力形式舊水泥路面仍是主要承載層 2 舊路處治防止加鋪層反射裂縫 層間推移 3 加鋪層加鋪層主要受到壓應力 破壞形式為從上到下開裂 強度不均勻位置提高加鋪層的疲勞使用壽命 4 路面加鋪層設計 白 白 改造目標 1 受力形式 加鋪層是主要承載層 2 舊路處治 舊水泥路面強度和沉降均勻穩(wěn)定性 3 加鋪層 在兩剛性結構層之間設一柔性應力應力緩沖層 協(xié)調兩剛體溫度翹曲變形 4 路面加鋪層設計 4 路面加鋪層設計 白 白 路面加鋪 結論 1 水泥混凝土面層與基層之間需要設置一柔性緩沖層 2 水泥混凝土面層脹縮 翹曲變形不影響柔性緩沖層 3 柔性緩沖層抗沖刷性能優(yōu)良 對應措施1 在面層與基層之間設置瀝青混凝土緩沖層 厚度2 4cm 2 水泥加鋪層與瀝青混凝土緩沖層之間設置無紡透水土工布 隔離水泥加鋪層與瀝青緩沖層 4加鋪層設計 DB41 T963 2014 中 4 4 表2舊水泥混凝土路面改造加鋪水泥混凝土路面結構推薦形式 4路面加鋪層設計 白 黑 路面加鋪 DB41 T963 2014中 4 4 說明 表1舊水泥混凝土路面改造加鋪瀝青混凝土路面結構推薦形式 5 不適合微裂式破碎段落路 脫空檢測 脫空處治 鋪設調平層 裂縫接縫處治 加鋪面層 路況優(yōu) 地下管道與受路側結構物影響路段 采用直接加鋪方法 注漿目的 消除板底脫空 補強結構強度 注漿前后檢測 彎沉檢測與脫空檢測 5 1智能脫空檢測儀 智能脫空檢測原理 剛性路面 聲音樣本采集 特征提取 分類器 取芯灌水 脫空樣本庫 微脫空樣本庫 非脫空樣本庫 智能脫空檢測儀 脫空檢測 數(shù)據(jù)處理 特征比對 脫空判斷 5 1智能脫空檢測儀 脫空檢測判別 非脫空測點產(chǎn)生的聲音較 清脆 能量主要集中在高頻 無明顯共振峰 脫空測點產(chǎn)生的聲音類似于 悶鼓 聲 能量主要集中在低頻 且有幾個較明顯共振峰 微脫空介于兩者之間 非脫空聲波 脫空聲波 高頻 低頻 5 1智能脫空檢測儀 1 脫空 板塊鉆孔后灌水 要求灌水量不少于500ml 2 微脫空 板塊鉆孔后灌水 灌水量少于500ml 3 非脫空 板塊鉆孔后灌水 無法灌入水 智能脫空檢測儀 5 1智能脫空檢測儀 識別率高 板底脫空檢測脫空識別率高達80 以上 速度快 檢測速度比傳統(tǒng)的FWD彎沉檢測法快2 3倍 可操作性強 配套脫空檢測判別軟件的使用 使得脫空檢測方便快捷 對交通影響小 設備體積小巧 檢測一條車道僅封閉一條車道 檢測數(shù)據(jù)處理快捷 水泥路面智能脫空檢測儀現(xiàn)場實時輸出檢測結果 脫空檢測儀特點 5 1智能脫空檢測儀 5 2接縫與裂縫處治 1 在路面脫空與表面病害處治后 加鋪2cmAC 10層 2 然后在接縫與裂縫處固定寬度約30cm的高強纖維布 然后噴灑專用粘結膠 使高強纖維布與AC 10完全粘結為整體 3 接著噴灑粘層油 加鋪上面層瀝青混凝土 1 高強纖維布主要技術指標 彈性模量 15000 18000MPa 斷裂延伸率 3 5 2 CD 1型滲透粘結膠主要技術指標 粘度 3 5 10 3pa s 剪切強度 大于2MPa 5 2接縫與裂縫處治 6微裂式破碎再生處治總結 微裂式處治 高強纖維布加固 病害診斷 選擇破碎能量 判斷病害位置與深度 舊路面再生 地聚合物加固或換填 微裂式破碎再生 根據(jù)路面厚度 強度 總剛度 位置 目測 彎沉或FWD等檢測 依據(jù)河南地標驗收 成果通過省科技廳組織的專家鑒定 達到國際先進水平 提出了微裂式破碎再生的總目標 板塊穩(wěn)且粗糙 表面裂而不碎 獲得成果 5微裂式破碎再生處治總結 該研究成果于2013年獲得河南省科技進步叁等獎 獲獎情況 5微裂式破碎再生處治總結 推廣應用河南 寶石線 平郟線 舞鋼城區(qū)路 魯平大道 S318焦作段 S217焦作段 駐馬店城區(qū)段 淮濱東環(huán)路等 廣東 S213英德段 清 遠 三