城市道路水泥混凝土路面改造技術(shù)PPT課件VIP

城市道路水泥混凝土路面改造技術(shù) 全新的城市道路路面整體解決方案 0 引言一 水泥混凝土路面快速檢測(cè)評(píng)價(jià)二 舊混凝土路面改造與破碎技術(shù)三 舊水泥路面改造與再生的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四 軟基地區(qū)路面改造加寬與橋頭處理新技術(shù)五 結(jié)語(yǔ) 主要內(nèi)容 根據(jù)2004年底的統(tǒng)計(jì)資料 全國(guó)等級(jí)公路里程151 58萬(wàn)公里 全國(guó)有鋪裝路面公路里程44 168萬(wàn)公里 其中水泥混凝土路面25 7125公里 占整個(gè)鋪裝路面的58 2 早期修建的水泥混凝土路面大多已經(jīng)接近使用年限 需要翻修 由于各種原因大多數(shù)路段需要改造和補(bǔ)強(qiáng) 部分近期修建的水泥混凝土路面 由于超限運(yùn)輸 設(shè)計(jì) 施工及保養(yǎng)等諸多原因 出現(xiàn)了不同程度的早期損壞 0引言 水泥砼路面典型病害 縱向開(kāi)裂 圖 斷板 脫空 唧泥 圖 圖 7 剝蝕 錯(cuò)臺(tái) 坑槽 松散 瀝青加鋪層路面典型破壞 瀝青加鋪層路面典型破壞 車轍 瀝青路面典型破壞 疲勞 龜裂 一 水泥混凝土路面快速檢測(cè)評(píng)價(jià) 水泥混凝土路面快速檢測(cè)技術(shù)包括 水泥混凝土路面板安定性檢測(cè) 脫空狀況 路面破損狀況檢測(cè) 結(jié)構(gòu)承載力檢測(cè) 行駛質(zhì)量檢測(cè) 抗滑能力檢測(cè) 交通狀況檢測(cè)等 路面綜合檢測(cè)車檢測(cè) 破損狀況 結(jié)構(gòu)承載力 行駛質(zhì)量 抗滑能力 判斷水泥混凝土路面板脫空的技術(shù)一直受到全世界關(guān)注 國(guó)內(nèi)外取得了許多的研究成果 如采用路面雷達(dá) 貝克曼梁或FWD等探測(cè)水泥路面板底脫空程度等 1 路面雷達(dá)GPR的脫空診斷技術(shù) GPR檢測(cè)路面 2 FWD的脫空診斷技術(shù) FWD測(cè)量裂縫與接縫板邊彎沉差 二 舊水泥混凝土路面改造與破碎技術(shù) 1 改造原則與方法改造原則 當(dāng)混凝土路面斷板率低于10 時(shí) 可采取打裂壓穩(wěn)技術(shù)直接加鋪瀝青混凝土罩面或經(jīng)過(guò)局部修補(bǔ)后鋪設(shè)防反射裂縫材料后加鋪瀝青混凝土罩面層 對(duì)于斷板率介于10 15 的水泥路面 在打裂壓穩(wěn)之后鋪設(shè)防反射裂縫材料后加鋪瀝青混凝土罩面層 對(duì)于斷板率超過(guò)15 且有明顯結(jié)構(gòu)性破壞的水泥路面 或相鄰板的沉降差大于4mm 美國(guó)AI的標(biāo)準(zhǔn)為3mm 就需要將板打碎處理 要求在對(duì)路基及基層有問(wèn)題處進(jìn)行局部處理后 將混凝土面板進(jìn)行破碎壓實(shí)作為基層 再加鋪瀝青混凝土罩面 改造方法 水泥混凝土路面改造維修技術(shù)難度大 設(shè)備依賴性強(qiáng) 國(guó)內(nèi)以前研究不多 反射裂縫是一大問(wèn)題 2 常規(guī)水泥混凝土破碎方法 人工鑿除 長(zhǎng)臂挖掘機(jī) 水對(duì)基層 路基 及臨近板下基層的軟化 修完又壞的惡性循環(huán) 3 舊水泥路面現(xiàn)場(chǎng)碎石化新技術(shù) 舊混凝土路面板碎石化后 進(jìn)行簡(jiǎn)單處理就可以作為新路面結(jié)構(gòu)的基層或底基層 必須采用有如下能力的破碎施工機(jī)械 使舊水泥混凝土板塊破碎后在平面上強(qiáng)度分布均勻 舊水泥混凝土路面破碎后具有一定的強(qiáng)度 破碎后 舊水泥混凝土路面病害可以消除 破碎后的粒徑合理 不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中 出現(xiàn)發(fā)射裂縫而影響加鋪層 改性瀝青重慶渝黔高速公路上的應(yīng)用 目前 用于舊水泥混凝土路面破碎并符合上述要求的機(jī)械設(shè)備主要有 多錘頭破碎機(jī) MHB 門(mén)板式打裂壓穩(wěn)技術(shù) CS 沖擊壓穩(wěn)技術(shù) IC 共振破碎 RMI 沖擊鎬鑿碎壓穩(wěn)工藝 1 多錘頭破碎機(jī) MHB MultipleHeadBreaker MHB即為多錘頭自動(dòng)力破碎機(jī) 設(shè)備后部平均配備兩排成對(duì)錘頭 這樣在設(shè)備全寬范圍內(nèi)進(jìn)行連續(xù)破碎 錘頭的提升高度可獨(dú)立調(diào)節(jié) MHB具備一次破碎3 96m車道的能力 破碎機(jī)裝備帷幕防止碎屑飛濺 破碎后的水泥路面粒徑形成嵌擠結(jié)構(gòu) 強(qiáng)度比一般粒料基層高得多 該技術(shù)是目前解決水泥混凝土路面反射裂縫最徹底的方法之一 同時(shí)具有施工速度快 節(jié)省資金的特點(diǎn)及重要的環(huán)境保護(hù)意義 適用范圍a 水泥路面接縫缺陷 錯(cuò)臺(tái) 翻漿和角隅破壞率等達(dá)到總接縫長(zhǎng)度的20 b 板塊出現(xiàn)開(kāi)裂或下沉 需要修補(bǔ)的面積達(dá)到路面總面積的15 20 c 每公里平整度隨機(jī)檢測(cè)雙向各100m 平均值大于1 2mm的 d 水泥混凝土路面基層與面層總厚度超過(guò)33cm的 MHB碎石化工藝流程 施工質(zhì)量控制碎石化要把75 的混凝土路面破碎成顆粒 肉眼觀測(cè) 表面最大尺寸不超過(guò)7 5cm 中間不超過(guò)22 5cm 底部不超過(guò)37 5cm 若破碎后的塊徑超過(guò)最大尺寸 應(yīng)該用其他合適的方法進(jìn)行再破碎或清除 然后用密級(jí)配的破碎粒料替換并壓實(shí) 破碎時(shí)最好是從混凝土路面的高處向低處破碎 以避免攤鋪瀝青混凝土后影響排水 相鄰車道搭接寬度至少是15cm 破碎后在壓實(shí)前發(fā)現(xiàn)的5cm的凹地應(yīng)用密級(jí)配碎石粒料回填并壓實(shí) 破碎后路面實(shí)行交通管制 不得放行交通 以防止車輪推擠 破壞碎石化效果 2 共振破碎 RMI 適用條件與多錘頭破碎相同 共振碎石化所要做的三個(gè)主要工作 1 共振破碎就是一種將水泥混凝土路面破碎成小碎粒的工藝 2 碎粒的大小從上面部分的呈沙粒大小到下面部分的最大為23cm 3 鋼筋應(yīng)與破碎路面的所有碎粒分離 破碎的碎粒應(yīng)呈一定角度相互嚙合 共振碎石化技術(shù)破碎混凝土的特征1 破壞路面的完整性碎石化后 舊水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)完整性必須大大降低以防止出現(xiàn)反射裂紋 路面必須破碎透而且混凝土和加強(qiáng)鋼筋的結(jié)合必須徹底破壞 所有這一切都不能破壞混凝土板下的基礎(chǔ) 假如混凝土破碎后能保持最大的模量和最大分散表面負(fù)荷的能力 那么 當(dāng)路面的完整性被破壞后 繁重的交通負(fù)荷就不會(huì)引起路面反射 造成瀝青罩面出現(xiàn)裂紋 要獲得最大模量 要求混凝土沿其剪切面破裂 即成450角 共振碎石化恰能滿足此要求 如圖 2 破碎顆粒相互嚙合或 鋸齒 拼圖式的破碎形狀破碎混凝土要達(dá)到的目的是使破碎的路面不會(huì)擴(kuò)散 破碎路面不會(huì)毀壞或侵入路基 破壞的路面要做到碎粒體積不太大 而且相互位置也不發(fā)生變化 較大的碎粒會(huì)造成硬點(diǎn) 受負(fù)荷不會(huì)彎曲 時(shí)間一長(zhǎng) 就會(huì)傾斜 使表面產(chǎn)生反射裂紋 破碎的形狀必須成 鋸齒 拼圖狀 所有的碎粒處于相互嚙合 未被打亂的狀態(tài)見(jiàn)圖 這樣可使交通負(fù)荷向更大的范圍分散 碎粒共同 工作或彎曲 將負(fù)荷分散到更大的范圍見(jiàn)圖 這只有采用低幅 1 27cm 高頻1 2 的共振沖擊錘才能做到 3 路基完整性低幅 高頻共振破碎的混凝土產(chǎn)生的穿透裂紋消除了路面的運(yùn)動(dòng)并防止出現(xiàn)反射裂紋 由于裂紋相互間保持 鋸齒 狀 每個(gè)碎粒將部分負(fù)荷分散給下一個(gè)碎粒 將負(fù)荷分散到路基上 4 破碎顆粒粒徑大小一致破碎的碎粒大小一致是十分重要的 可使路面共同彎曲 將所承載的負(fù)荷均勻地分散到路基上 共振碎石化工藝的優(yōu)勢(shì)1 共振碎石化施工比完全重建更經(jīng)濟(jì)對(duì)在美國(guó)阿肯色州的一個(gè)項(xiàng)目做了一個(gè)對(duì)比分析 全部重修比碎石化大3 4倍 在美國(guó)其它州 重建和碎石化的費(fèi)用比是3 3 1到4 1 2 共振碎石化施工對(duì)交通干擾小共振碎石化施工工期只為重建的五分之一 而且對(duì)公眾的打擾小得多 共振碎石機(jī)每天可破碎混凝土5000到8500m2 不適合共振碎石化的區(qū)域雖然共振碎石化有以上諸多優(yōu)勢(shì) 很少遇到不適合的地方 但是如果混凝土路面基礎(chǔ)材料損壞嚴(yán)重 不能承受破碎路面的負(fù)荷的地區(qū) 不適合使用共振碎石化 這種情況主要是在較低的地方 積水較多的區(qū)域 地下水位較高路基積水的路面 以及路基含有較濕的黏土和混入泥沙的黏土的地區(qū) 另外 如果在路面上有5cm或以上的車轍時(shí) 就表明這些路段不適合進(jìn)行碎石化或必須清除或重建 共振碎石化工藝流程 3 打裂壓穩(wěn)技術(shù) CS CrackandSeat 打裂 碎 打裂壓穩(wěn)技術(shù)適用范圍水泥路面接縫缺陷 錯(cuò)臺(tái) 翻漿和角隅破壞率等達(dá)到總接縫長(zhǎng)度的10 板塊出現(xiàn)開(kāi)裂或下沉 需要修補(bǔ)的面積小于路面總面積的15 每公里平整度隨機(jī)檢測(cè)雙向各100m 平均值大于1 2mm的 水泥混凝土路面基層與面層總厚度超過(guò)35cm的 壓穩(wěn) 打裂后的路面 CS打裂壓穩(wěn)工藝流程 打裂尺寸的檢驗(yàn) 由于裂縫極為細(xì)小 因而在路面干燥的情況下 識(shí)別路面開(kāi)裂較為困難 因此 打裂前需在前方路面一定范圍內(nèi)均勻?yàn)⑺娇梢?jiàn)自由水的程度 然后打裂施工 在打裂時(shí) 應(yīng)可以看到開(kāi)裂痕跡并伴有氣泡 在路面自由水消失后 應(yīng)可見(jiàn)清晰的裂縫痕跡 并由此鑒別開(kāi)裂的程度是否滿足要求 如需要也可進(jìn)行路面取芯以確定開(kāi)裂的程度和深度 由于路面開(kāi)裂未必沿豎直方向 因此取樣位置宜選擇在錘頭沖擊痕跡的端部 或開(kāi)裂交叉點(diǎn) 試驗(yàn)段內(nèi)取樣密度不小于兩個(gè) 壓穩(wěn)程序 在打裂滿足要求后 應(yīng)確定壓穩(wěn)程序 一般壓穩(wěn)遍數(shù)為3 5遍 控制標(biāo)準(zhǔn)為 在按確定程序施工的試驗(yàn)路段 每25米取一點(diǎn) 并且總數(shù)不小于5個(gè)點(diǎn) 承包商在打裂完成后對(duì)這五個(gè)點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量 并在每壓穩(wěn)1遍時(shí)測(cè)量每個(gè)點(diǎn)的沉降量變化 如果這五個(gè)點(diǎn)的每次壓穩(wěn)后最大沉降變化量小于5mm 則認(rèn)為壓穩(wěn)施工達(dá)到要求 任何情況下壓穩(wěn)次數(shù)不得小于2遍 壓實(shí)速度不應(yīng)超過(guò)4 8km h 3 沖擊壓穩(wěn)技術(shù) IC ImpactCompaction 施工工藝流程 施工注意事項(xiàng) 沖擊順序與速度由于混凝土面板在水平方向所受約束愈小 破碎效果愈好 因此施工中應(yīng)從路肩 行車道 超車道依次沖擊壓實(shí) 每沖擊壓實(shí)一遍按以上順序進(jìn)行下遍沖擊壓實(shí) 考慮前5遍沖擊壓實(shí)主要是對(duì)混凝土板塊破碎 選擇7 9km h速度可產(chǎn)生最佳破碎效果 5遍后考慮沉降與破碎雙重效果擬選擇9 12km h速度為宜 必須嚴(yán)格控制在標(biāo)示的作業(yè)區(qū)內(nèi)施工 根據(jù)不同情況合理選擇套壓或單道壓實(shí) 不得有錯(cuò)壓 漏壓 在沖擊壓實(shí)過(guò)程中應(yīng)派人觀察沿線構(gòu)造物 防止出現(xiàn)異常破壞現(xiàn)象 沖擊壓實(shí)過(guò)程中如下雨應(yīng)立即停止作業(yè)并做好作業(yè)區(qū)遮蓋工作 防止雨水滲入路床等 沖擊壓實(shí)結(jié)束后后續(xù)施工應(yīng)立即跟上 并加鋪基層 謹(jǐn)防雨水滲入 沖擊壓實(shí)施工質(zhì)量控制a 破碎狀態(tài)檢測(cè)與控制首先應(yīng)對(duì)未沖擊壓實(shí)前路面損壞情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和記錄 以后每沖擊壓實(shí)5遍檢測(cè)一次 最終破碎的網(wǎng)狀碎塊應(yīng)控制在40cm以內(nèi) 該碎塊并非一般意義的明顯碎塊 而是裂縫 紋 貫穿與塊之間并形成集料嵌鎖的結(jié)構(gòu)從而保全原路面所具有的大部分結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 b 沉降量檢測(cè)與控制先應(yīng)按沉降量檢測(cè)布點(diǎn)位置對(duì)原路面高程檢測(cè)一次 以后每沖擊壓實(shí)5遍檢測(cè)一次沉降量 在實(shí)際操作中最終以兩次檢測(cè)沉降量差值小于5mm為收斂指標(biāo) 控制沖擊壓實(shí)遍數(shù) c 破碎狀況控制在沉降達(dá)到設(shè)計(jì)要求后應(yīng)對(duì)板的破碎狀況進(jìn)行檢查 若達(dá)不到要求 可以繼續(xù)沖擊壓實(shí) 每2遍檢測(cè)一次破碎狀況 直到滿足要求為止 5 開(kāi)路王破碎機(jī) Roadminer 銑刨翻修 RoadMiner銑刨破碎法 該方法針對(duì)水泥混凝土路面破損率在20 以上 需要改造基層狀況 加鋪瀝青混凝土面層 使用Roadminer開(kāi)路王可以替代破碎錘 進(jìn)行大面積水泥混凝土路面破碎 清除水泥路面與跑道 效率是破碎錘的幾十倍 并且施工斷面平順 整齊 更便于接續(xù)施工 同時(shí) 開(kāi)路王還適用于橋梁引道水泥混凝土路面的破碎 最大銑刨寬度4 1m 深度1 5m 開(kāi)路王 roadminer 破碎工藝流程 舊水泥路面板破碎技術(shù)綜合評(píng)定 注 表中圖標(biāo)意義為 三 舊水泥路面改造與再生的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 1水泥路面板再生的路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì) 打裂壓穩(wěn)或碎石化后的路面結(jié)構(gòu)組合 可以采取 白 黑 和 白 白 加鋪層的結(jié)構(gòu)及修筑工藝 包括層間結(jié)合設(shè)計(jì)與材料應(yīng)用等 其中防治反射裂縫是其關(guān)鍵問(wèn)題 防治反射裂縫的技術(shù)措施 根據(jù)反射裂縫的機(jī)理 主要應(yīng)從結(jié)構(gòu)和材料兩方面進(jìn)行考慮 主要措施有 增加瀝青加鋪層厚度 設(shè)置應(yīng)力吸收薄膜夾層 加筋瀝青層及其他具有良好路用性能的瀝青混合料 設(shè)置隔離層以及處治舊路面板 封填裂縫 破碎穩(wěn)定舊路面 等 1 瀝青加鋪層 材料中適當(dāng)增加瀝青用量 減小混合料空隙率 可延緩裂縫的擴(kuò)展 采用應(yīng)力吸收薄膜夾層 可用APP改性瀝青防水卷材 專用土工布 如 T010 140型道路專用土工布 能耐220 高溫 鋪設(shè)玻璃纖維格柵等加強(qiáng)瀝青混合料的抵抗差動(dòng)位移 剪切強(qiáng)度 的能力 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)案例 工程案例 工程案例 罩面厚度 碎石化后的瀝青罩面厚度采用AASHTO設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)程序 要求最小罩面厚度為15cm 且最好為密級(jí)配結(jié)構(gòu) 國(guó)內(nèi)瀝青混合料加鋪層的厚度一般為12 15cm 個(gè)別用到18cm 京滬高速泰化段 根據(jù)碎石化后路面表面彎沉測(cè)試結(jié)果 確定是否需要加鋪補(bǔ)強(qiáng)基層 碎石化后的水泥混凝土罩面層厚度可根據(jù)交通狀況 按新建路面設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì) 乳化瀝青灌入再生料技術(shù) 水泥混凝土路面碎石化后 在鋪設(shè)瀝青面層之間 可采用乳化瀝青灌入再生料技術(shù) 以增強(qiáng)碎石化基層與面層的粘結(jié) 并提高路面整體強(qiáng)度 灑灌入改性乳化瀝青 其用量為2 5 3 5kg m2 灑乳化瀝青作防水粘接層 其用量為1 0kg m2 提高瀝青混凝土加鋪層抗?jié)B性能的措施 要保證路面結(jié)構(gòu)的水穩(wěn)定性和耐久性 預(yù)防水破壞是至關(guān)重要的 除在瀝青加鋪層底部鋪設(shè)防水層外 加鋪層本身的抗?jié)B性能也是一個(gè)重要指標(biāo) 尤其是粘附性有利于提高抗?jié)B性 采用改性瀝青 摻加抗剝落劑 在礦粉中摻加一定量的無(wú)機(jī)填料 對(duì)抵抗剝離以提高瀝青混合料水穩(wěn)性都有明顯效果 此外 要選擇適當(dāng)?shù)募?jí)配范圍 提高瀝青用量及提高4 75 9 5mm規(guī)格集料的用量相應(yīng)地都可以提高混合料的抗?jié)B性能 控制空隙率在4 左右 日本 瀝青路面要綱 規(guī)定 抗剝落劑是以防止瀝青混合料產(chǎn)生剝落破壞為主要目的而添加的外加劑 一般采用消石灰 也可以使用以油脂為主要成份的胺類 酰胺類 第四銨鹽類等陽(yáng)離子表面活性劑 同時(shí)介紹石灰粉及水泥的劑量為瀝青混合料總量的1 3 抗剝落劑的用量為瀝青量的0 3 以上 并希望使用針入度小到40 60的瀝青 在配合比設(shè)計(jì)盡量采用水密性好的混合料 瀝青用量采用上限 水穩(wěn)定性的檢驗(yàn)采用浸水車轍試驗(yàn)等等 在美國(guó) 作為抗剝離措施 也是以摻加消石灰粉和水泥作為最基本的方法 美國(guó)FHWA出版了一本瀝青混合料水穩(wěn)定性的專著 對(duì)各種抗剝離措施進(jìn)行了詳細(xì)的比較 其中效果最好 最穩(wěn)定的是摻加消石灰粉 對(duì)許多抗剝落的評(píng)價(jià)結(jié)果認(rèn)為在長(zhǎng)期性能方面尚有疑問(wèn) 我國(guó) 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范 規(guī)定 當(dāng)用于高速公路 一級(jí)公路的石料為酸性石料時(shí) 宜使用針入度較小的瀝青 并采用了下列抗剝離措施 使瀝青與礦料的粘附性符合本規(guī)范附錄C表C 8 常采用 1 用干燥的磨細(xì)消石灰粉或生石灰粉 水泥作為填料的一部分 其用量宜為礦料總量的1 2 2 在瀝青中摻加抗剝落劑 3 將粗集料用石灰漿處理后使用 因此 我們?cè)谟龅剿嵝允蠒r(shí) 應(yīng)該首先考慮采用摻加消石灰粉或水泥的措施 不要?jiǎng)硬粍?dòng)就采用摻加抗剝落劑的辦法 纖維對(duì)瀝青加鋪層的抗車轍與抗水損害能力的影響 不同纖維對(duì)普通瀝青SMA 16和AC 16動(dòng)穩(wěn)定度的影響 纖維瀝青混混凝土AC 16殘留穩(wěn)定度MS0比較 典型的SMA路面 2 水泥混凝土加鋪層 纖維混凝土抗凍性能 纖維混凝土抗疲勞性能 3 2水泥混凝土再生集料的應(yīng)用 一方面 廢棄混凝土未經(jīng)處理 直接外運(yùn)露天堆放或填埋 耗用大量的征用土地費(fèi) 廢料清運(yùn)費(fèi)等建設(shè)費(fèi)用 同時(shí) 清運(yùn)和堆放過(guò)程中的遺散和粉塵 灰砂飛揚(yáng)等問(wèn)題又對(duì)環(huán)境造成二次污染 嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境 另一方面 新路面結(jié)構(gòu)層施工中 砂石骨料用量巨大 因而開(kāi)采天然資源造成資源枯竭和環(huán)境破壞 集料場(chǎng)再生技術(shù)包括 路面清除 破碎和清除破損路面 并集中運(yùn)往中心料廠進(jìn)行加工處理 集料加工 破碎處理 剔除鋼筋 篩分 生產(chǎn)再生集料 集料加工通常在施工現(xiàn)場(chǎng)附近設(shè)置的機(jī)動(dòng)破碎廠進(jìn)行 再生集料破碎工藝 俄羅斯的破碎工藝 德國(guó)破碎工藝 中國(guó)破碎工藝 俄國(guó)工藝流程圖 德國(guó)工藝流程圖 李惠強(qiáng)等設(shè)計(jì)再生骨料生產(chǎn)工藝 肖建莊等設(shè)計(jì)再生骨料生產(chǎn)工藝 2 舊水泥路面混凝土再生集料的應(yīng)用1 作基層用集料通過(guò)破碎舊水泥混凝土面板生產(chǎn)再生集料 用作路面基層集料顯然是一種既安全 相對(duì)于配置高標(biāo)號(hào)混凝土 又經(jīng)濟(jì)環(huán)保的做法 水泥穩(wěn)定集料的配合比為