水泥砼路面微裂式破碎再生處治技術(shù)

水泥砼路面微裂式破碎再生處治技術(shù)第一頁，共64頁。3、高強(qiáng)纖維布路面結(jié)構(gòu)加固1、水泥混凝土路面微裂式破碎技術(shù)2、地聚合物加固處治技術(shù)4、不適合微裂式破碎路段的處治技術(shù)第二頁，共64頁。1、水泥路面微裂式破碎技術(shù)

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。第三頁，共64頁。減少加鋪層反射裂縫防止加鋪層推移處治目標(biāo)溫度型裂縫接縫寬度過寬型裂縫層間咬合粘結(jié)力小于車輛的水平剪切應(yīng)力荷載型裂縫充分利用舊路殘余強(qiáng)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(qiáng)度形式可容忍的接縫寬度舊水泥路面處治擬達(dá)到的最佳標(biāo)準(zhǔn)1.1微裂式破碎目標(biāo)--面板（路況優(yōu)、良、中次）第四頁，共64頁。

力學(xué)計(jì)算結(jié)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(qiáng)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(shí)，接縫寬度2cm是臨界容忍接縫寬度。1.1微裂式破碎目標(biāo)--面板第五頁，共64頁。2010～2012年進(jìn)行“水泥混凝土路面改造打裂壓穩(wěn)成套技術(shù)與裝備”課題研究，研制出微裂式破碎設(shè)備。1.2微裂式破碎設(shè)備第六頁，共64頁。2014年該成果被編制成河南省地方標(biāo)準(zhǔn)（DB41/T963--2014），并在河南進(jìn)行技術(shù)宣貫。

2014年入選為兩年一次交通高層技術(shù)論壇。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范1.2微裂式破碎再生技術(shù)規(guī)程第七頁，共64頁。設(shè)備原理：基于夯實(shí)能量傳遞、碰撞原理及牽引機(jī)械能量優(yōu)化選擇。1.2微裂式破碎設(shè)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(jī)或挖掘機(jī)工作裝置牽引，液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，通過錘頭設(shè)置的凸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)路面的預(yù)期開裂。第八頁，共64頁。

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(gè)整體。防止反射裂縫1.3微裂式破碎應(yīng)用效果第九頁，共64頁。

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(yīng)用效果第十頁，共64頁。樁號(hào)左幅彎沉(0.01mm)右幅彎沉（0.01mm）左輪右輪左輪右輪夯前夯后夯前夯后夯前夯后夯前夯后平均值81.4388.7147.1479.4358.8657.4310.2974.29標(biāo)準(zhǔn)差36.6515.7615.0211.9254.696.945.479.47變異系數(shù)0.450.180.320.150.930.120.530.13小彎沉、均勻穩(wěn)定1.3微裂式破碎應(yīng)用效果第十一頁，共64頁。1.4微裂式破碎設(shè)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(shí)，選擇30KJ~66KJ的破碎再生設(shè)備；在舊水泥混凝土面板厚度不小于26cm，基層強(qiáng)度較高、厚度較厚時(shí)，選擇60KJ~110KJ的破碎再生設(shè)備，但在舊水泥混凝土路面縱坡較大（通常不大于3%時(shí)）路段，還需配30KJ~66KJ的破碎再生設(shè)備。施工：選擇微裂式破碎設(shè)備、破碎遍數(shù)、破碎工藝、碾壓遍數(shù)等施工參數(shù)。第十二頁，共64頁。第十三頁，共64頁。第十四頁，共64頁。第十五頁，共64頁。第十六頁，共64頁。第十七頁，共64頁。1.5微裂式破碎應(yīng)用于路況極差段結(jié)構(gòu)層松散、強(qiáng)度弱化，路床可能已經(jīng)濕軟。第十八頁，共64頁。河南淮濱環(huán)城路1.5微裂式破碎應(yīng)用于路況極差段結(jié)構(gòu)層松散、強(qiáng)度弱化，路床可能已經(jīng)濕軟。第十九頁，共64頁。設(shè)置盲溝將積水引出

混凝土塊回填夯實(shí)

夯實(shí)擠壓夯實(shí)排水固結(jié)軟弱地基1.5微裂式破碎應(yīng)用于路況極差段第二十頁，共64頁。DB41/T963-2014中“5.3.2條文說明”：

5.3.2挖除換填夯實(shí)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(yàn)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(shí)后，采用微裂式破碎再生設(shè)備進(jìn)行夯實(shí)，直到沉降穩(wěn)定為止，檢測(cè)其頂面承載能力，按照新建道路設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)形式與厚度。1.5微裂式破碎應(yīng)用于路況極差段第二十一頁，共64頁。1.6微裂式破碎再生技術(shù)規(guī)程項(xiàng)

目技術(shù)要求保證率頻率開裂塊度≤0.04m275%表面灑水量測(cè)，每車道每50m檢測(cè)一塊面板。表面凹槽深度≤30mm75%用兩塊三角板測(cè)量凹槽深度，每車道每50m檢測(cè)一塊面板。彎沉變異系數(shù)≤0.5100%每車道每50m檢測(cè)一個(gè)斷面彎沉。

在開裂塊度和表面凹槽深度無法同時(shí)滿足要求時(shí)，以開裂塊度為準(zhǔn)；若水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)層厚度較厚、強(qiáng)度較高，現(xiàn)場(chǎng)多次試驗(yàn)后的塊度仍無法達(dá)到表3要求，經(jīng)論證后可將開裂塊度調(diào)整為小大于。項(xiàng)

目技術(shù)要求保證率備注開裂塊度≤0.1m275%表面灑水量測(cè)，每車道每50m檢測(cè)一塊面板。彎沉變異系數(shù)≤0.5100%每車道每50m檢測(cè)一個(gè)斷面彎沉。路況差與極差效果評(píng)定項(xiàng)目和頻率路況優(yōu)、良、中效果評(píng)定項(xiàng)目和頻率第二十二頁，共64頁。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(jié)力差或?qū)娱g脫空；3）路基不均勻沉降，造成路床與路面結(jié)構(gòu)層脫空，以及路床濕軟。為何要注漿？第二十三頁，共64頁。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(kuò)散，產(chǎn)生水化反應(yīng)。凝膠相的形成，導(dǎo)致堿溶液和鋁硅配合物之間產(chǎn)生聚合反應(yīng)；凝膠相逐漸排除剩余的水分，固結(jié)硬化成無機(jī)高分子礦物。第二十四頁，共64頁。2.1地聚合注漿材料1、滲透性：滲透粘結(jié)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(jié)性：與基層、底基層、墊層、路床粘結(jié)性能好，要求注漿材料與已有路面材料的產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)；3、強(qiáng)度匹配：對(duì)水泥穩(wěn)定基層、底基層加固，注漿材料的抗壓強(qiáng)度宜控制在15MPa~25MPa之間；對(duì)水泥路面進(jìn)行板底脫空處治或復(fù)合式路面進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，宜控制在60MPa~80MPa之間。4、結(jié)石率：為防止加固后層間脫粘或脫空，要求注漿料結(jié)石率要求在100%。第二十五頁，共64頁。（1）超高流動(dòng)性：12～16s（2）滲透性：滲入0.1mm縫隙；（3）與泥漿反應(yīng)：激活基層、底基層、土壤中的惰性材料發(fā)生聚合反應(yīng)；（4）強(qiáng)度可調(diào)：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第二十六頁，共64頁。封閉施工單元彎沉與脫空檢測(cè)脫空板塊確定定孔鉆孔清孔注漿注漿料配制封孔養(yǎng)護(hù)清理開放交通2.3地聚合物注漿施工工藝第二十七頁，共64頁。鉆孔清孔注漿封孔第二十八頁，共64頁。2.4地聚合物注漿加固效果第二十九頁，共64頁。第三十頁，共64頁。2.4地聚合物注漿加固效果第三十一頁，共64頁?？偨Y(jié)：1、微裂式破碎后，原剛性路面變成柔性結(jié)構(gòu)層，微裂破碎板塊的底部支撐能力顯得尤為關(guān)鍵；2、針對(duì)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(shí)現(xiàn)了非開挖式結(jié)構(gòu)加固的目的。

第三十二頁，共64頁。探坑效果2.4地聚合物注漿加固效果第三十三頁，共64頁。（1）水泥凈漿水泥凈漿：造價(jià)低，曾得到大規(guī)模使用，但流動(dòng)度大（通常在60s以上），抗折強(qiáng)度低，泌水嚴(yán)重等；改進(jìn)方法：添加鋁粉等膨脹劑減少泌水，但后期強(qiáng)度和耐久性顯著降低；添加水玻璃，提高早期強(qiáng)度，但后期強(qiáng)度迅速降低，并產(chǎn)生軟化；添加減水劑提高漿液強(qiáng)度，但泌水和沉淀嚴(yán)重?，F(xiàn)狀：只能填充，無法粘結(jié)、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其他注漿材料第三十四頁，共64頁。膨脹性高聚物：聚氨酯遇水膨脹，將路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)的水排出，起到填充加固效果。效果評(píng)價(jià)：只能填充，無法粘結(jié)、加固松散基層或軟弱路基，加固效果有限?，F(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其他注漿材料第三十五頁，共64頁。3、高強(qiáng)纖維布與滲透粘結(jié)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？第三十六頁，共64頁。微裂式破碎完成后，針對(duì)沉陷嚴(yán)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(qiáng)纖維布，噴灑CD-1滲透粘結(jié)膠，提高瀝青加鋪層抗裂性能。固定高強(qiáng)纖維布3、高強(qiáng)纖維布與滲透粘結(jié)膠第三十七頁，共64頁。1、高強(qiáng)纖維布主要技術(shù)指標(biāo)：彈性模量：15000～18000MPa；斷裂延伸率：3%～5%。2、CD-1型滲透粘結(jié)膠主要技術(shù)指標(biāo)：粘度：3.5*10-3pa/s;

剪切強(qiáng)度：大于2MPa。3、高強(qiáng)纖維布與滲透粘結(jié)膠第三十八頁，共64頁。“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(yīng)力，破壞形式為從上到下開裂，強(qiáng)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(shè)計(jì)第三十九頁，共64頁。“白+白”改造目標(biāo)

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(qiáng)度和沉降均勻穩(wěn)定性；

3）加鋪層：在兩剛性結(jié)構(gòu)層之間設(shè)一柔性應(yīng)力應(yīng)力緩沖層，協(xié)調(diào)兩剛體溫度翹曲變形。4、路面加鋪層設(shè)計(jì)第四十頁，共64頁。4、路面加鋪層設(shè)計(jì)“白+白”路面加鋪結(jié)論：

1）水泥混凝土面層與基層之間需要設(shè)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(duì)應(yīng)措施

1）在面層與基層之間設(shè)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(shè)置無紡?fù)杆凉げ?，隔離水泥加鋪層與瀝青緩沖層。第四十一頁，共64頁。4加鋪層設(shè)計(jì)(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(jié)構(gòu)推薦形式道路等級(jí)交通量結(jié)構(gòu)層厚度一級(jí)公路特重、重交通水泥混凝土面層不小于28cm透水式無紡布—應(yīng)力吸收層2cm～4cm中、輕交通水泥混凝土面層不小于26cm透水式無紡布—應(yīng)力吸收層2cm～4cm二級(jí)及三級(jí)公路特重、重交通水泥混凝土面層不小于24cm透水式無紡布—應(yīng)力吸收層2cm～4cm中、輕交通水泥混凝土面層不小于22cm透水式無紡布—應(yīng)力吸收層1cm～4cm四級(jí)公路水泥混凝土面層不小于18cm透層油—

1）若強(qiáng)度和平整度滿足要求，不設(shè)調(diào)平補(bǔ)強(qiáng)層；反之，則需要設(shè)置調(diào)平補(bǔ)強(qiáng)層。若調(diào)平補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)層采用瀝青碎石層時(shí)，則可以取消應(yīng)力吸收層。

2）應(yīng)力吸收層通常選用AC-10（13）、瀝青碎石或微表處。

3）表中未注明要求的材料視當(dāng)?shù)厍闆r選取。第四十二頁，共64頁。4路面加鋪層設(shè)計(jì)“白+黑”路面加鋪（DB41/T963--2014中“4.4”說明）道路等級(jí)交通量厚度一級(jí)公路特重、重交通9cm～12cm中、輕交通7cm～10cm二級(jí)及三級(jí)公路特重、重交通7cm～10cm中、輕交通4cm～8cm四級(jí)公路4cm～6cm若強(qiáng)度和平整度滿足要求，不設(shè)調(diào)平補(bǔ)強(qiáng)層；反之，則需要設(shè)置調(diào)平補(bǔ)強(qiáng)層。表1舊水泥混凝土路面改造加鋪瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)推薦形式第四十三頁，共64頁。5、不適合微裂式破碎段落路脫空檢測(cè)脫空處治鋪設(shè)調(diào)平層裂縫接縫處治加鋪面層

路況優(yōu)、地下管道與受路側(cè)結(jié)構(gòu)物影響路段，采用直接加鋪方法。第四十四頁，共64頁。注漿目的：消除板底脫空，補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。注漿前后檢測(cè)——彎沉檢測(cè)與脫空檢測(cè)5.1智能脫空檢測(cè)儀第四十五頁，共64頁。智能脫空檢測(cè)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(cè)儀脫空檢測(cè)數(shù)據(jù)處理特征比對(duì)脫空判斷5.1智能脫空檢測(cè)儀第四十六頁，共64頁。脫空檢測(cè)判別非脫空測(cè)點(diǎn)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(cè)點(diǎn)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(gè)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(cè)儀第四十七頁，共64頁。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(cè)儀5.1智能脫空檢測(cè)儀第四十八頁，共64頁。

★識(shí)別率高：板底脫空檢測(cè)脫空識(shí)別率高達(dá)80％以上。

★速度快：檢測(cè)速度比傳統(tǒng)的FWD彎沉檢測(cè)法快2～3倍。

★可操作性強(qiáng)：配套脫空檢測(cè)判別軟件的使用，使得脫空檢測(cè)方便快捷。

★對(duì)交通影響?。涸O(shè)備體積小巧，檢測(cè)一條車道僅封閉一條車道。

★檢測(cè)數(shù)據(jù)處理快捷：水泥路面智能脫空檢測(cè)儀現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)輸出檢測(cè)結(jié)果。脫空檢測(cè)儀特點(diǎn)5.1智能脫空檢測(cè)儀第四十九頁，共64頁。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(qiáng)纖維布，然后噴灑專用粘結(jié)膠，使高強(qiáng)纖維布與AC-10完全粘結(jié)為整體；

3)接著噴灑粘層油，加鋪上面層瀝青混凝土。第五十頁，共64頁。第五十一頁，共64頁。1、高強(qiáng)纖維布主要技術(shù)指標(biāo)：彈性模量：15000～18000MPa；斷裂延伸率：3%～5%。2、CD-1型滲透粘結(jié)膠主要技術(shù)指標(biāo)：粘度：3.5*10-3pa/s;

剪切強(qiáng)度：大于2MPa。5.2接縫與裂縫處治第五十二頁，共