城市道路水泥混凝土路面改造技術(shù)

1、城市道路水泥混凝土城市道路水泥混凝土路面改造技術(shù)路面改造技術(shù)全新的城市道路路面整體解決方案全新的城市道路路面整體解決方案0 、引、引 言言一、水泥混凝土路面快速檢測評價一、水泥混凝土路面快速檢測評價 二、舊混凝土路面改造與破碎技術(shù)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)計三、舊水泥路面改造與再生的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計 四、軟基地區(qū)路面改造加寬與橋頭處理新技術(shù)四、軟基地區(qū)路面改造加寬與橋頭處理新技術(shù) 五、結(jié)語五、結(jié)語主要內(nèi)容主要內(nèi)容 根據(jù)根據(jù)20042004年底的統(tǒng)計資料，全國等級公路里年底的統(tǒng)計資料，全國等級公路里程程151.58151.58萬公里，全國有鋪裝路面公路里程萬公

2、里，全國有鋪裝路面公路里程44.16844.168萬公里。其中水泥混凝土路面萬公里。其中水泥混凝土路面25.712525.7125公公里，占整個鋪裝路面的里，占整個鋪裝路面的58.2%58.2%。 早期修建的水泥混凝土路面大多已經(jīng)接近使用年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)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)。強(qiáng)。 部分近期修建的水泥混凝土路面，由于超限運輸、部分近期修建的水泥混凝土路面，由于超限運輸、設(shè)計、施工及保養(yǎng)等諸多原因，出現(xiàn)了不同程度的早期設(shè)計、施工及保養(yǎng)等諸多原因，出現(xiàn)了不同程度的早期損壞。損壞。 0 引引 言言

3、水泥砼路面典型病害水泥砼路面典型病害縱向開裂圖圖斷板脫空唧泥 圖圖圖圖-7-7剝蝕錯臺 坑槽、松散坑槽、松散瀝青加鋪層路面典型破壞瀝青加鋪層路面典型破壞瀝青加鋪層路面典型破壞瀝青加鋪層路面典型破壞 車轍車轍 瀝青路面典型破壞瀝青路面典型破壞 疲勞、龜裂疲勞、龜裂一、水泥混凝土路面一、水泥混凝土路面快速檢測評價快速檢測評價 水泥混凝土路面快速檢測技術(shù)包括：水泥混凝土路面快速檢測技術(shù)包括：水泥混凝土路面板安定性檢測（脫空狀水泥混凝土路面板安定性檢測（脫空狀況）、路面破損狀況檢測、結(jié)構(gòu)承載力況）、路面破損狀況檢測、結(jié)構(gòu)承載力檢測、行駛質(zhì)量檢測、抗滑能力檢測、檢測、行駛質(zhì)量檢測、抗滑能力檢測、交通狀況

4、檢測等。交通狀況檢測等。路面綜合檢測車檢測路面綜合檢測車檢測 : :破損狀況、結(jié)構(gòu)承載力、行駛質(zhì)量、抗滑能力破損狀況、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。國內(nèi)外取得了許多的直受到全世界關(guān)注。國內(nèi)外取得了許多的研究成果，如采用路面雷達(dá)、貝克曼梁或研究成果，如采用路面雷達(dá)、貝克曼梁或FWDFWD等探測水泥路面板底脫空程度等。等探測水泥路面板底脫空程度等。（1 1）路面雷達(dá)）路面雷達(dá)GPRGPR的脫空診斷技術(shù)的脫空診斷技術(shù) GPRGPR檢測路面檢測路面 （2 2）FWDFWD的脫空診斷技術(shù)的脫空診斷技術(shù) FWDFWD測量裂

5、縫與接縫板邊彎沉差測量裂縫與接縫板邊彎沉差 圖測 量 裂 縫 與 傳 遞 荷 載 系 數(shù) 的 落 錘 式 彎 沉 儀 位 移 傳 感器 布 置荷 載 板傳 感 器二、舊水泥混凝土路二、舊水泥混凝土路面改造與破碎技術(shù)面改造與破碎技術(shù)1.改造原則與方法改造原則與方法 改造原則：改造原則： 當(dāng)混凝土路面斷板率低于當(dāng)混凝土路面斷板率低于10%10%時，可采取打裂時，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)過局部壓穩(wěn)技術(shù)直接加鋪瀝青混凝土罩面或經(jīng)過局部修補(bǔ)后鋪設(shè)防反射裂縫材料后加鋪瀝青混凝土修補(bǔ)后鋪設(shè)防反射裂縫材料后加鋪瀝青混凝土罩面層；罩面層； 對于斷板率介于對于斷板率介于101015%15%的水

6、泥路面，在打裂的水泥路面，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；土罩面層； 對于斷板率超過對于斷板率超過15%15%且有明顯結(jié)構(gòu)性破且有明顯結(jié)構(gòu)性破壞的水泥路面（或相鄰板的沉降差大壞的水泥路面（或相鄰板的沉降差大于于4mm4mm【美國美國AIAI的標(biāo)準(zhǔn)為的標(biāo)準(zhǔn)為3mm3mm】就需要就需要將板打碎處理），要求在對路基及基將板打碎處理），要求在對路基及基層有問題處進(jìn)行局部處理后，將混凝層有問題處進(jìn)行局部處理后，將混凝土面板進(jìn)行破碎壓實作為基層，再加土面板進(jìn)行破碎壓實作為基層，再加鋪瀝青混凝土罩面。鋪瀝青混凝土罩面。改造方法改造方法 水泥混凝

7、土路面改造維修技術(shù)難度大、設(shè)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)、國內(nèi)以前研究不多。備依賴性強(qiáng)、國內(nèi)以前研究不多。鋪罩面補(bǔ)后恢復(fù)水泥路面或加人工及小型機(jī)械破碎修瀝青混合料直接加鋪水泥混凝土或傳統(tǒng)方法反射裂縫是一大問題！反射裂縫是一大問題！材料再生利用貧混凝土、普通混凝土穩(wěn)定基層再生集料重建銑刨翻修加鋪層壓穩(wěn)、沖擊壓裂壓穩(wěn)）打裂壓穩(wěn)（門板式打裂沖擊錘）加鋪層碎石化（多錘頭、共振現(xiàn)代方法纖維瀝青混合料改性瀝青混合料普通瀝青混合料瀝青混合料聚丙烯纖維混凝土鋼纖維混凝土纖維混凝土普通水泥混凝土加鋪層2.常規(guī)水泥混凝土破碎方法常規(guī)水泥混凝土破碎方法方方 法法優(yōu)優(yōu) 點點缺缺 點點人工鑿除人工鑿除

8、破碎后板塊規(guī)則，有利于破碎后板塊規(guī)則，有利于利用利用速度太慢不適用于大規(guī)模速度太慢不適用于大規(guī)模破碎工程破碎工程長臂挖掘機(jī)長臂挖掘機(jī)較適合長距離大面積工程，較適合長距離大面積工程，其速度快，可縮短工期，其速度快，可縮短工期，造價低造價低破碎后混凝土板塊體積較破碎后混凝土板塊體積較大，再利用時需重新加工大，再利用時需重新加工撞擊式破碎機(jī)撞擊式破碎機(jī)容易控制板塊的破碎形狀，容易控制板塊的破碎形狀，易分離出鋼筋易分離出鋼筋可能會把碎塊壓入松軟的可能會把碎塊壓入松軟的基層中基層中拍打錘拍打錘下落撞擊穿透力達(dá)下落撞擊穿透力達(dá)25cm25cm，是其它設(shè)備所達(dá)不到的是其它設(shè)備所達(dá)不到的破碎出的路面塊較大，容

9、破碎出的路面塊較大，容易導(dǎo)致相鄰板塊的損傷易導(dǎo)致相鄰板塊的損傷人工鑿除人工鑿除長臂挖掘機(jī)長臂挖掘機(jī)水對基層（路基）及臨近板下基層的軟化水對基層（路基）及臨近板下基層的軟化修完又壞的惡性循環(huán)修完又壞的惡性循環(huán)3.舊水泥路面現(xiàn)場碎石化新技術(shù) 舊混凝土路面板碎石化后，進(jìn)行簡單處理就舊混凝土路面板碎石化后，進(jìn)行簡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：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)度使舊水泥混凝土板塊破碎后在平面上強(qiáng)度分布均勻；分布均勻； 舊水泥混凝土路面破碎后具有一定的強(qiáng)度；舊水泥混凝土路面

10、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，舊水泥混凝土路面病害可以消除； 破碎后的粒徑合理，不會產(chǎn)生應(yīng)力集中，破碎后的粒徑合理，不會產(chǎn)生應(yīng)力集中，出現(xiàn)發(fā)射裂縫而影響加鋪層。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)備主破碎并符合上述要求的機(jī)械設(shè)備主要有：要有：多錘頭破碎機(jī)（多錘頭破碎機(jī)（MHBMHB）門板式打裂壓穩(wěn)技術(shù)（門板式打裂壓穩(wěn)技術(shù)（CSCS）沖擊壓穩(wěn)技術(shù)（沖擊壓穩(wěn)技術(shù)（ICIC）共振破碎共振破碎(RMI)(RMI)沖擊鎬鑿碎壓穩(wěn)工藝沖擊鎬鑿碎壓穩(wěn)工藝 (1)(1

11、)多錘頭破碎機(jī)（多錘頭破碎機(jī)（MHBMHB：Multiple Head Multiple Head BreakerBreaker） MHB MHB即為多錘頭自動力破碎機(jī)。設(shè)備后部平即為多錘頭自動力破碎機(jī)。設(shè)備后部平均配備兩排成對錘頭，這樣在設(shè)備全寬范圍內(nèi)均配備兩排成對錘頭，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立調(diào)節(jié)，進(jìn)行連續(xù)破碎，錘頭的提升高度可獨立調(diào)節(jié)，MHBMHB具備一次破碎具備一次破碎3.963.96m m車道的能力，破碎機(jī)裝車道的能力，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。形成嵌擠

12、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，同時具有施工速度快、節(jié)省徹底的方法之一，同時具有施工速度快、節(jié)省資金的特點及重要的環(huán)境保護(hù)意義。資金的特點及重要的環(huán)境保護(hù)意義。 適用范圍適用范圍a.a.水泥路面接縫缺陷：錯臺、翻漿和角隅破壞率等水泥路面接縫缺陷：錯臺、翻漿和角隅破壞率等達(dá)達(dá) 到總接縫長度的到總接縫長度的20%20%；b.b.板塊出現(xiàn)開裂或下沉，需要修補(bǔ)的面積達(dá)到路面板塊出現(xiàn)開裂或下沉，需要修補(bǔ)的面積達(dá)到路面總總 面積的面積的15-20%15-20%；c.c.每公里平整度隨機(jī)檢測雙向各每公里平整度隨機(jī)

13、檢測雙向各100m100m，平均值大于，平均值大于 1.2mm1.2mm的；的；d.d.水泥混凝土路面基層與面層總厚度超過水泥混凝土路面基層與面層總厚度超過33cm33cm的。的。 MHB碎石化工藝流程 其它工序試驗MHB沖擊強(qiáng)度對水泥路面板進(jìn)行沖擊震裂Z形壓路機(jī)壓穩(wěn)調(diào)整MHB沖擊強(qiáng)度是否沖擊深度滿足厚度要求？滿足穩(wěn)定性要求？是否標(biāo)記管線、構(gòu)造物位置施工質(zhì)量控制施工質(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)表面最大尺寸不超過7.5cm，中間不超過22.5cm，底部不超過37.5cm。若破碎后的塊徑超過最大尺寸，應(yīng)該用其他合適的方法進(jìn)行再破碎或清除，然后用密級配的破碎粒料替換

14、并壓實。 破碎時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。破碎后在壓實前發(fā)現(xiàn)的5cm的凹地應(yīng)用密級配碎石粒料回填并壓實。 破碎后路面實行交通管制，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主要工作：共振碎石化所要做的三個主要工作： 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

15、征共振碎石化技術(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)。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)荷就的能力，那么，當(dāng)路面的完整性被破壞后，繁重的交通

16、負(fù)荷就不會引起路面反射，造成瀝青罩面出現(xiàn)裂紋。要獲得最大模量，不會引起路面反射，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，即成要求混凝土沿其剪切面破裂，即成45450 0角。共振碎石化恰能滿足角。共振碎石化恰能滿足此要求，如圖。此要求，如圖。 2)破碎顆粒相互嚙合或破碎顆粒相互嚙合或“鋸齒鋸齒”拼圖式的拼圖式的 破碎形狀破碎形狀 破碎混凝土要達(dá)到的目的是使破碎的路面不破碎混凝土要達(dá)到的目的是使破碎的路面不會擴(kuò)散，破碎路面不會毀壞或侵入路基，破壞的會擴(kuò)散，破碎路面不會毀壞或侵入路基，破壞的路面要做到碎粒體積不太大，而且相互位置也不路面要做到碎粒體積不太大，而且相互位置也不發(fā)

17、生變化，較大的碎粒會造成硬點，受負(fù)荷不會發(fā)生變化，較大的碎粒會造成硬點，受負(fù)荷不會彎曲，時間一長，就會傾斜，使表面產(chǎn)生反射裂彎曲，時間一長，就會傾斜，使表面產(chǎn)生反射裂紋。破碎的形狀必須成紋。破碎的形狀必須成“鋸齒鋸齒”拼圖狀，所有的拼圖狀，所有的碎粒處于相互嚙合，未被打亂的狀態(tài)見圖。這樣碎粒處于相互嚙合，未被打亂的狀態(tài)見圖。這樣可使交通負(fù)荷向更大的范圍分散；碎粒共同可使交通負(fù)荷向更大的范圍分散；碎粒共同“工工作或彎曲作或彎曲”，將負(fù)荷分散到更大的范圍見圖。，將負(fù)荷分散到更大的范圍見圖。 這只有采用低幅（這只有采用低幅（1.27cm1.27cm) )高頻高頻1/21/2 的共振沖的共振沖擊錘才能

18、做到。擊錘才能做到。 3）路基完整性）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動并防止出現(xiàn)反射裂紋。由于裂紋相互除了路面的運動并防止出現(xiàn)反射裂紋。由于裂紋相互間保持間保持“鋸齒鋸齒”狀，每個碎粒將部分負(fù)荷分散給下一狀，每個碎粒將部分負(fù)荷分散給下一個碎粒。將負(fù)荷分散到路基上。個碎粒。將負(fù)荷分散到路基上。 4)4)破碎顆粒粒徑大小一致破碎顆粒粒徑大小一致 破碎的碎粒大小一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)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。荷均勻地分散到路基上。 共振碎石

19、化工藝的優(yōu)勢共振碎石化工藝的優(yōu)勢 1) 1) 共振碎石化施工比完全重建更經(jīng)濟(jì)共振碎石化施工比完全重建更經(jīng)濟(jì) 對在美國阿肯色州的一個項目做了一個對比分析。對在美國阿肯色州的一個項目做了一個對比分析。全部重修比碎石化大全部重修比碎石化大3.43.4倍。在美國其它州，重建和倍。在美國其它州，重建和碎石化的費用比是碎石化的費用比是3.3:13.3:1到到4:14:1。 2) 2) 共振碎石化施工對交通干擾小共振碎石化施工對交通干擾小 共振碎石化施工工期只為重建的五分之一共振碎石化施工工期只為重建的五分之一，而且，而且對公眾的打擾小得多。共振碎石機(jī)每天可破碎混凝對公眾的打擾小得多。共振碎石機(jī)每天可破碎混

20、凝土土50005000到到85008500m m2 2。不適合共振碎石化的區(qū)域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，很少遇到不雖然共振碎石化有以上諸多優(yōu)勢，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，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)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)。濕的黏土和混入泥沙的黏土的地區(qū)。 另外，如果在路面上有另外，如果在路面上有5cm5cm或以上的車轍時，就或以上的車轍時，就表明這些路段不適合進(jìn)行碎石化或必須清除或重建。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共振碎石化工藝流程 其它工序試驗RMI沖擊強(qiáng)度（幅度和頻率）對水泥路面板進(jìn)行共振破碎光輪振動壓路機(jī)靜壓23遍調(diào)整RMI沖擊強(qiáng)度是否沖擊深度滿足厚度要