CN105829610A - 处理微粒和连接板部分 - Google Patents

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Abstract

一种处理微粒(34)的方法，基本上包括基于微粒在使用中的设计加载情况来选择载荷(17)；向微粒施加载荷；在载荷下方注入材料(28)；以及移除载荷。

Description

处理微粒和连接板部分
技术领域
本发明涉及处理微粒并涉及连接板部分。
以下描述集中于由微粒支撑的混凝土板，但是所公开的方法和装置的各方面可以适于其他应用，诸如：
·处理不承载并且不意图承载板的微粒；
·处理支撑诸如沥青的半刚性结构的微粒；以及
·连接不由微粒支撑的板部分。
如本文所使用的“微粒”涉及碎石、砂砾、土壤、泥土、沙子和黏土等，以及具有类似特性的其他材料(例如可回收材料)。
背景技术
混凝土板(例如由硅酸盐水泥形成)在诸如住宅地基的多种应用中采用。在诸如道路、机场跑道和仓库地板的应用中，板还可以形成载荷直接施加于其的暴露表面。
典型地，板通过以下方式形成：
·整平“原”土壤；
·压实原土壤和/或添加碎石，以形成可以具有比原土壤更高的剪切强度的顶层(称为“底基层”)；
·在底基层周围安装模板以限定板的周界；
·利用湿的混凝土填充模板；以及
·允许混凝土凝固。
可替换地，可以将预制板铺设在底基层上。
诸如道路和跑道的较大区域典型地由多个板构成的路面形成。多个板可以同时浇筑(并由合适的临时或永久模板隔开)。可替换地，每个板可以在其邻近板已凝固之后浇筑。无论哪种方式板之间都存在经限定的边界。
在使用中，(例如由沿着包括板的道路行驶的汽车或站在由板支撑的地毯地板上的人)施加于板的载荷转而施加到下面的土壤。
混凝土在张力方面是弱且脆的。在由土壤不恰当支撑的混凝土板的一点处施加于该板的载荷可能造成板破裂。板可能被不恰当地支撑，(举例说明)由于载荷过大或土壤已远离载荷点沉陷。
破裂可能由于“泵送(pumping)”而发生在板的外围边缘处(并且特别在相邻板的相邻边缘处)。当板形成时，其典型地由于混凝土主体内的不同凝固速率而呈现稍微凹陷的形状。这有时被称为“卷曲(curling)”。凹陷的形状导致围绕板的外围边缘在板和土壤之间的界面处的较低接触压力(或在极端情况下的空穴)。这转而导致从这些外围边缘下面的微粒物质进出相对多的地下水。该水运动倾向于将土壤“泵送”走，进而使问题加剧。
跟随在破裂之后的持续不断的载荷通常导致恶化速率加快。即使破裂不是全层破裂，也会危及板的载荷分散特性。施加于由破裂限定的任一板部分的载荷会集中在该板部分下面的土壤上，而非较均匀地分布在整个原始板下面的土壤上。该集中载荷通常导致加速的土壤沉陷等。
过去，通过向下面的土壤中注入材料以及以粘附方式附接构件以跨越裂缝来修复破裂的和下陷的混凝土。本发明人已认识到这些现有的方法是有问题的。往往土壤继续沉陷并且构件远离板部分，从而导致更多类似的故障。有时注入太多的材料会导致板中的凸起部分。
本发明的各方面旨在提供对于处理微粒和连接板部分的改进，或至少旨在为与处理微粒和连接板部分有关的那些方案提供替换物。
并未承认的是，本专利说明书中的任何信息是公知常识、或者可以合理预期到本领域技术人员会在优先权日前弄清或理解它，将它视为相关技术或以任何方式对其进行组合。
发明内容
本发明的一个方面提供一种处理微粒的方法，基本上包括：
至少部分地干燥微粒，以降低注入的阻力；以及
注入材料。
至少部分地干燥可以是将地下水压力降低大约40kPa至大约80kPa。优选地，至少部分地干燥是真空处理或者包括真空处理。
该方法可以包括向微粒施加载荷，其中注入材料是在载荷下方注入材料，以及移除载荷。
载荷优选地基于微粒在使用中的设计加载情况来选择载荷。
本发明的另一方面提供一种处理微粒的方法，基本上包括：
基于微粒在使用中的设计加载情况来选择载荷；
向微粒施加载荷；
在载荷下方注入材料；以及
移除载荷。
方法优选地包括，在注入之前，至少部分地干燥微粒，以降低注入的阻力。
载荷优选地选择为平均地在所述微粒的需要处理的区域上施以至少1000kg/m2的压力。举例说明，载荷可以进一步是如“额外负载(surcharge)”中的微粒。
所注入的材料可以被允许凝固以及优选地在已凝固的材料下面进一步注入材料。这可以涉及在已凝固的材料中形成孔并且进一步注入材料可以是通过如此形成的孔注入。
前述方面的方法优选地包括在多个位置处顺序地如此注入，并且最优选地，顺序注入的第一步基本上在微粒的该需要处理的区域或微粒的需要处理的区域的中央处。按照顺序的每次注入的深度可以是统一的或者随孔变化的。
前述方面的方法优选地包括监控注入效果以及响应于监控中断注入。
本发明的另一方面提供一种处理微粒的方法，基本上包括：
注入材料；
降低注入材料的速率，以为注入效果显现出来留出时间；以及
监控注入效果；以及
响应于监控中断注入。
降低注入的速率可以是周期性地暂停注入(即周期性地将速率降低为零)或者包括周期性地暂停注入(即周期性地将速率降低为零)。
监控优选地包括在两个或更多个隔开的位置处监控。
本发明的另一方面提供一种处理微粒的方法，基本上包括：
注入材料；
在两个或更多个隔开的位置处监控注入效果；以及
响应于监控中断注入。
优选地，监控是监控表面位移或包括监控表面位移。
所注入的材料可以是膨胀材料。
优选地，微粒对结构进行支撑，在该情况下，方法优选地涉及在结构下方顺序地注入材料至多个注入点，多个注入点围绕且靠近结构在微粒上的覆盖区的外围隔开。
本发明的另一方面提供一种处理微粒以提升由微粒支撑的结构的方法，包括在结构下方顺序地注入材料至多个注入点，多个注入点围绕且靠近结构在微粒上的覆盖区的外围隔开。材料也可以在其他点处注入(例如在结构或其覆盖区的中央处)。
注入基本上可以是将材料注入到底基层下方的微粒中。注入可以是通过结构中的至少一个孔来注入的，并且该方法可以包括形成孔。该结构基本上可以是板。
本发明的另一方面提供一种互连板部分的方法，基本上包括：
从板部分移除材料，以形成伸长特征部，该伸长特征部从板部分中的一个延伸到板部分中的另一个并且在每个板部分中都包括至少一个侧面构造；以及
向伸长特征部中插入连接装置，以与侧面构造协作来抵抗纵向剪切分离。
优选地，插入连接装置包括插入可凝固材料，使得可凝固材料适配侧面构造，以及允许或使得如此适配的可凝固材料凝固以形成键接部。举例说明，可凝固材料可以是环氧树脂或聚氨酯。
优选地，插入连接装置包括插入伸长构件，该伸长构件可以包括比它的其他部分更具柔性的部分，以适应板部分的相对运动。更具柔性的部分可以是横向偏移部或包括横向偏移部。
伸长构件优选地包括侧面构造，用于抵抗纵向剪切分离。伸长构件的侧面构造优选地是凹形的。举例说明，伸长构件可以由片材形成。
优选地，伸长特征部至少像所述伸长构件的高度那么深以完全接收所述伸长构件。伸长构件的优选形式是长度至少是其高度的3倍。
移除材料优选地是切槽并且沿着槽钻孔、或者包括切槽并且沿着槽钻孔。
优选地，移除材料基本上达到板部分的深度的1/3至2/3的范围内的深度，或者如果板部分在深度上彼此不同，则移除材料基本上达到板部分中的较薄者的深度的1/3至2/3的范围内的深度。
本发明的另一方面提供一种修复由微粒支撑的一个或多个板的方法，包括：
处理在限定两个板部分的特征部附近的微粒；以及
连接板部分。
限定两个板部分的特征部可以是一个或多个裂缝或者包括一个或多个裂缝，或者可以是两个板之间的边界。
本发明的另一方面提供一种用于联接相邻板部分的接合系材(jointtie)，其定形状为接收在切到板部分中的槽内并且包括比它的其他部分更具柔性的部分，以适应板部分的相对运动。
还公开了一种用于通过抬升在下陷部分上具有足够的预加载的下陷板或板的下陷部分来修复损坏或下陷的刚性路面并且恢复跨过板的抗拉强度以防止未来的沉降的方法：
·注入期间，给板的下陷部分加载压重物，以模拟实际服役中的加载条件，以防止进一步的沉降，
·多次通过混凝土层和底基层注入可硬化材料，同时在多于一个位置处连续监控板的向上运动，
·固定所形成的接合系材，以替代出故障的载荷传递暗销或者针对竖直载荷恢复刚性路面的跨过裂缝的抗拉强度。
所添加的压重物可以是车轴压重物或车辆上的压重物体。优选地，注入孔通过钻取8毫米至30毫米直径的孔制成。孔的直径足够大以允许可流动的聚合物材料在压力下流动。
优选地，可硬化材料在注入之后的四小时内开始凝固，以变得刚性并具有大于1kg/cm2的压缩强度。该材料可以是在注入孔处混合之后通过聚合过程膨胀变为刚性泡沫的多组分聚氨酯或可发泡聚合物，或预混泡沫混凝土或预混速凝泥浆。
抬升运动可以使用贝克曼梁或直尺或位移计或激光水准仪或诸如由领英公司(TechnideaInc)制作的ZipLevelTM的高度计进行监控。抬升运动可以每次都监控。
优选地，在离注入孔1m至3m的距离内钻取若干孔或者钻取至少一个排泄孔，使得在板下面的诸如空气、水的非固体组分可以逸出，允许灌浆材料基本上完全占据下面的空洞。
可选地，在板充分提升之后，在所注入的孔之间的新位置处注入少量材料。所注入的量足以填充在抬升注入过程之间可能残留的空洞，并且该注入在出现板的任何向上运动的迹象时停止。这是为了防止由于在板下面缺乏支撑或空洞的存在而导致的可能的抗拉裂缝。
可以跨过裂缝线放置接合系材。系材优选地是预制造的4mm至8mm厚的金属板，其插入到锯切槽中，其中槽的宽度为稍大于接合系材厚度。接合系材优选地在系材两端具有1mm深的交叉凹槽，以增加粘合材料的表面接触和剪切强度。锯切槽还可以具有沿着槽、与竖直方向成45度角的非贯通钻孔，以增加表面粘合，并且还增加接合系材系统的剪切强度。
优选地，接合系材超出裂缝线的端部放置，以防止当刚性路面受到循环载荷时裂缝扩展。
优选地，结合材料具有比系材固定到其的基座混凝土的剪切强度更大的抗拉强度。该材料可以是诸如环氧树脂或聚氨酯的聚合物。
优选地，将小的振动或锤击动作施加到接合系材，使得气泡可以逸出，并且可以实现粘合材料、接合系材和切槽之间的全表面接触。
接合系材可以跨过膨胀结合点放置。接合系材的中部可以沿着宽度具有半圆形弯曲部，以允许沿着纵向的变形，以适应板的膨胀/收缩运动。可以制作孔锯切口(例如具有40mm直径)，以适应接合系材上的弯曲部(例如在锯切槽与膨胀结合点相交处)。
优选地，所选择的可硬化材料在注入之后的四小时内开始凝固，以变得刚性并具有大于1kg/cm2的压缩强度。该材料可以是在注入孔处混合之后通过聚合过程膨胀变为刚性泡沫的多组分聚氨酯或可发泡聚合物，或预混泡沫混凝土或预混速凝泥浆。
附图说明
附图示出本文所公开的方法和装置的各种示例。
图1是在处理的初始阶段的破裂的、微粒支撑的板的截面图。
图2和3是示出随后的处理阶步骤的截面图。
图4a是沿着用于连接板部分的槽的剖视图。
图4b是接合系材的立体图。
图4c是承载系材的槽的横截面图。
图5是示出在各板部分之间传递载荷的系材和板的布置方式的部分剖视图。
图6是在处理的初始阶段、一对相邻的、微粒支撑的板的接缝处的截面图。
图7a和7b是注入图案的平面图。
图8是图6的板在随后的处理阶段的截面图。
图9a是接合系材的立体图。
图9b是另一接合系材的立体图。
图10是连接板部分的接合系材的平面图。
具体实施方式
在一个示例中，通过经由钻至路基孔(drilled-to-sub-gradehole)9注入材料25以使得所注入的材料将向周围的土壤施以大约0.2MPa至3MPa来提升变形和下陷的板1，2。所注入的材料可以是水泥浆或膨胀聚合物并且在附图中通过向上倾斜到右侧的影线示出。
该范围的较高端适于设计用于较高载荷的板(或基础垫层)，诸如机场跑道的板--机场跑道中的30m2的板可能必须承受大约150吨(即大约1.5MN)的冲击载荷(由于重着陆)。另一方面，该范围的较低端适于设计用于较低载荷的板，诸如人行道的板。在喷嘴处的大约0.5MPa的压力是用于诸如道路、滑行道或仓库地板的普通刚性路面的推荐最低值。举例说明，泡沫/水泥混合物(轻质混凝土)可以以0.5MPa至0.8MPa在正常气压下泵送进入，其是从大多数普通的空气压缩机可得到的压力。
虽然5kg/cm2被认为足以抬升大多数板，但是更高压力是优选的。优选地，使用在泵送压力上供应大约10MPa-20MPa的聚合物设备，其(减去损耗)供给1MPa至3MPa的喷嘴压力。
良好的土壤将具有0.2MPa以上的剪切强度，并且该注入压力可以进一步改善土壤。
材料优选地注入土壤中而非底基层中。如果受到压力的膨胀材料/灌浆材料向中间具有底基层的地面/土壤4施加力，则对土壤造成的应力(或对应的固结度/压实度)将较小，因此在尝试向土壤4施予较高应力的方面这不太有效(因而将其“过上覆岩层压力(pastoverburdenpressure)”带到较高水平，改变土壤的塑性状态和弹性状态的值)。
在底基层下方的注入(与至底基层中的注入对照)使用更多材料，但会导致更好更持久的结果。土壤更加“固结”。如果注入在底基层的顶部进行，则底基层的强度将使得抬升更容易，但是土壤并未改善太多，并且再沉降(resettlement)可能随之而来。
大约12至15米是使用某些现有设备进行注入的实践上的最大深度。12米是容易得到的管长度，但是通过将另一节焊接到其可以实现更多几米。
为了将注入管插入地面中，将在顶端(或“驱动端”)具有肩部并在另一端部处具有尖头的芯轴(或“刺”)插入管中。芯轴的直径例如是大约8mm至9mm，为了适配，使用具有1mm壁厚度的1/2”管。芯轴定尺寸为凸出到管外大约4”至8”。
穿过水泥、底基层(其可以包括碎石)钻取孔，至到达原土壤。将管和刺组件插入，并且使用任何适于锤击的设备将其钉下去。诸如耗电量在1000w至1500w之间，具有锤击单一控制的旋转锤钻或拆迁镐(demolitionhammer)的电锤被发现是向下驱动管/刺组件的有效设备。
当管到达期望深度(该处存在要被改善/压实的松软土壤)时，将刺缓慢移除以避免土壤/黏土被吸回到管中并阻止材料流出。注入深度可以由在土壤调查或动态圆锥贯入仪(DCP)探测期间显露的材料的实际物理层决定。理想地，随后将管抽出短的距离，例如抽出几英寸，以有助于注入材料流动。
类似的深度选择的方法可以应用于任何随后的通过相同注入孔的注入。所注入的材料将在压力下流向最低阻力点，从而填充下陷板下方的空洞和裂隙。空气、水和/或水与细料混合物可以出现在板或路基的下方，因此可取地，在板中(例如在离注入孔1m至3m处)制作通风孔/排气孔，用于排出非固体以使得填充材料完全占据任何空洞。
随着持续的材料注入，当板上的膨胀力微微高于板及由其承载的任何载荷的组合重量时，板将升起。随着板开始向上移动，地面、底基层和灌浆材料的复合系统将使弹性模量改变到能够托住板载荷而不进一步下降的值。
注入可以通过至少部分地干燥微粒来增强。通过土壤的水运动是非常缓慢的。当材料被注入而未经干燥时，材料受到土壤内的无法足够快速地逸出的水抵抗。在所注入的材料凝固之后，在紧紧包围所注入的材料的地下水中存在高压区。该地下水最终渗出，因此土壤松弛并不再如它原本应当的那样加压。
对于饱和土壤，将设置在40kPa至80kPa下的真空管放置在注入点的2m半径范围内，以有助于水流动，从而降低会使灌浆压力的效果无效的静水压力的积累。
为了防止注入后沉降(即复合支撑系统的进一步下降)在修复之后的服役期间复发，在被抬升的局部区域周围添加压重物17以模拟实际的服役条件。所添加的压重物可以是可移动配重或者加载后的卡车的后轴重量。对于工厂地板，压重物应该是正常加载在地板上的货物和机器。对于道路路面，在后轴上所添加的压重物应该约为8T或更多，以模拟现实环境。
在注入期间，监控注入效果以提供进度指示。这可以涉及(例如利用与注入点间隔开的传感器)监控注入阻力(例如注入速率与注入压力的比率，变化的阻力是注入的作用)或地下压力，但是优选地是监控表面弯沉。表面弯沉可以利用贝克曼梁、光学自动校平、激光水准仪、位移计、直尺、千分表、高度计(诸如由领英公司制作的ZipLevelTM)或落锤式弯沉仪(FWD)测定。可以使用十字板剪切测试设备来确定松软地面的剪切强度在注入之后已经改善到期望水平。可以使用DCP探头来确定对DCP的动态载荷的土壤阻力在注入之后已经改善到期望水平。
因为可流动材料将在压力下流动到最低阻力点，因此材料可以远离注入位置流动，并且抬升可以发生在一些远离注入点的一些点处，并且对板的向上运动的监控在多个位置处是可取的，以防止过抬升。该监控可以采用标线、激光设备、水平仪、位移计或能够监控隆起(elevation)的任何其他装置的形式。
抬升在板下方具有较小加压区域的板是更加可取的，因为对于较小区域来说压力需要更高，以产生所要求的抬升力来举升板和其上面的额外负载。因此，双组分自膨胀聚合物相对于其他材料由于其快速发泡而更加优选，该快速发泡防止材料流动得离注入点太远。
优选地，可硬化材料在注入之后的一小时之内凝固，以变得刚性并具有大于1kg/cm2的抗压强度。该材料可以是在注入孔处混合之后通过聚合过程膨胀成为刚性泡沫的可发泡聚合物或多组分聚氨酯、或者预混泡沫水泥或预混速凝水泥浆。膨胀聚合物(和其他膨胀材料)在注入以后体积增加。
疏水聚合物树脂(当与合适的硬化剂混合以与其反应时)将在数秒内形成刚性泡沫。注入材料可以具有发泡剂以调整泡沫的膨胀率。为了限制膨胀聚合物的流动，聚合物在注入之后的发泡时间应该在10秒至60秒的范围内，并且这可以通过混合时树脂和硬化剂的温度的变化来进一步调整。凝胶时间和乳化时间是与温度相关的--温度越高，乳化时间越短。混合由比例调节器设备来控制。
在注入期间，优选地降低注入速率，并且最优选地周期性暂停(即降低到零)，以为注入效果显现出来留出时间。发明人已认识到各种注入效果(例如表面上升)不是立即显现的。在膨胀注入材料的情况中，表面可以在注入已经停止之后继续升起。
材料的注入速率的降低优选地是周期性暂停的。这可以简单地是注入和暂停的固定的交替周期，或者周期的长度可以根据预定计划和/或响应于所监控的注入效果而变化。举例说明，注入周期可以随着注入接近完成而缩短。间断注入可以通过自动化方式或简单地由用户控制。
已经发现短时爆发式的注入给予对膨胀力的较好控制。爆发应该足够长以使新的混合材料将老的混合材料排出注入管。暂停应该足够短(小于材料的凝固时间)，所以注入中的混合材料仍然可流动并且可以在下一注入循环中由更新的混合材料挤出。每次注入的理想量是0.5L至2L之间，以将膨胀聚合物限制在注入孔周围的0.4m至1.5m的有效半径内。假如要求更小的有效区域，应该注入甚至更小的量，随后暂停以等待聚合过程。当板的加重部分被抬升时更小的有效区域意味着系统弹性模量更高，从而降低进一步沉降的风险。
在抬升期间监控隆起并且抬升量根据经验法则应该不高于2mm-3mm。这是为了将混凝土表面上的应变率维持到接近1/500以避免破裂。对于更大和更深的待抬升下降区域，聚合物注入应该进行多次。
可以制作速凝泥浆或膨胀聚合物的注入材料柱，以通过在注入材料继续流动时撤出注入管来形成从注入点到结构的基座的柱体。
参考图2、3、7a和7b，修复开始于具有最低隆起的注入孔，呈放射状向外移动。图7a示出九个注入孔的方形阵列(即方形图案)。图7b示出由6个等间隔的注入孔的圆形阵列同心包围的中央注入孔。该图案被称为三角图案。
在图7a和7b中，注入孔被编号，用于建议注入顺序。顺序从中央孔开始，按经选择以使非对称载荷最小化的次序、跟随在后的是外部孔中的一些，返回中央孔，跟随在后的是最后的外部孔。
通过中央孔(或需要多次的任何其他孔)的二次(和任何随后的)注入操作避免在混凝土板上钻取太多孔。优选的是在注入操作之间，移除注入器并且以比原始注入孔稍小或与其相等的直径重新钻取孔。这是为了确保相同大小的注入器将仍然适用。
“重新钻取的孔”应该比上个孔稍深，以使钻头将不仅仅穿透底基层，而且其还将刺透在底基层和土壤之间已经形成的聚合物泡沫。新注入的聚合物在压力下还将流经该被刺透的层，以在土壤、底基层和混凝土板之间形成新的泡沫层。该力进一步增强组合系统刚度并因此成为抬升力。在二次期间注入的材料在图2和3中利用向下倾斜至右侧的影线示出。
一旦刚性路面被抬升到期望水平，就应该在所注入的点之间进行另一注入，以填充可能仍然存在的空洞。该孔还应该钻通底基层。应注意不要过注入，因为如果存在空洞的话，空洞不应该那么大。在该阶段，如果存在抬升发生的任何迹象，则应该停止注入。
一旦下陷部分的水平度达到，就应该利用合适的堵塞材料(例如相容性胶凝混合物或聚合物混合物)将孔堵塞，并且期望的是利用裂缝修复环氧树脂修复任何裂缝8。工作现场的准备对于粘合以适当地工作来说是重要的。在裂缝严重的情况下，破裂表面之间的粘合对于载荷来说可能不足以跨过破损部分适当地传递，而接合系材23的使用变为可取的。
在该示例中，接合系材23是厚度稍微小于圆形锯口21的宽度的平坦金属板。这些板可以可选地进行电镀或其他表面处理以防止生锈，或者由不锈钢制成。
优选地，锯具有金刚石刃。湿切口(wetcut)通常帮助保护刃的寿命，防止生锈，但是切口必须稍后被清理和干燥。应该使用压缩空气来清除槽中的细料，并且还要用它来干燥切口。很少有粘合聚合物在湿润表面很好地起作用，因此清理和干燥切槽是非常可取的。
接合系材23应该做得接近垂直于裂缝线，大体上间隔1至2倍的板厚度，并且如果接合系材做得具有稍微小于一半板厚度的宽度，则可以改变该间隔，使得较密些。这是为了确保载荷传递设备可以充分采用满载。当被修复的板投入使用时为了防止裂缝扩展，接合系材应该超出可见裂缝线的末端放置，优选地距离末端1至2倍板厚度的距离。
结构增强筋条通常放置在板的底部或接近板的底部处，因此锯口应该仅作成大约1/2板厚度并且不应该向外延伸2/3板厚度。金属接合系材23应该作成一定厚度，使得每个金属板都松散地装配在切槽21中，留下粘合材料可以在重力作用下流入的足够空隙。金属板的宽度应该(i)比切口的深度小大约5mm，(ii)至少是一半板厚度。
发明人已认识到在各现有的接合系统中最弱点是粘合处，增大的表面接触对于改善粘合是可取的。这通过沿着锯口钻取一系列典型地具有16mm直径的非贯通孔来实现，但是更小或更大直径的孔也起作用。8mm直径被认为是实践最小值。每侧上两个或三个孔将是足够的。钻孔提供更多表面接触，以有助于粘合。孔可以沿竖直方向或相对于竖直方向成角度，但是相对竖直轴45度的角度是优选的。
槽21和孔22一起是伸长构造。切和钻是材料移除操作。孔22构成了从切口的宽度偏离的侧面构造。在安装期间，所接收的粘合剂填充并适配孔22。当凝固时，粘合剂的此适配部分构成了键接部，孔22构成了键槽，并且存在强制啮合来抵抗纵向剪切(即在平行于切口21的长度的方向上的剪切)。
虽然接合系材23，25的使用是非常优选的，但是构造21，22可以仅利用可凝固材料填充。
在金属接合系材板上，提供一系列侧面构造23a，25a以改善板21与粘合剂的结合。侧面构造优选地是凹形的，如沿水平的、成角度的、有孔的或交叉构形的切口线中，最优选地，是1mm深的凹槽。侧面构造可以位于金属板的两个侧面上。当载荷传递有效时，金属接合系材的中间部分承载最大的弯矩，因此在该部分上不应该有钻孔、铣削部(milling)、凹陷部以保持系材的强度。
可以制作直的接合系材，用于接合混凝土板内的裂缝或破损件。当跨不同板制作接合系材(例如来替代或加强损坏的载荷传递暗销杆)时，出于对膨胀或收缩的考虑应该允许水平运动。在系材的中部处的相对柔性部分25b(例如弯曲部)允许板在横向和纵向两个方向上的相对位移。这是半圆弯曲部或U形，其优选地在金属接合系材中形成。在安装之后，利用柔性填缝料填充设置在膨胀接合处的该弯曲部区域，其优选地具有15至40的典型邵氏A硬度。
粘合材料可以在放置接合系材之前或之后被放置在槽中。如果诸如清洁干燥的沙子的细集料与粘合材料混合，则它们应该在接合系材就位之后添加。在系材周围的振动或锤击促进气泡逸出，以改善与板壁和接合系材这两者上的粘合材料的表面接触。非常可取的是，切槽和接合系材这两者都是清洁和干燥的，没有灰尘、油或水分。
举例说明，粘合材料可以是环氧树脂、聚氨酯或聚脲基聚合物，其具有比混凝土的剪切强度更大的粘合强度。
接合系材23，25由矩形板形成。这是整齐地坐于具有恒定深度的伸长槽21中的便利形状。其他形状也是可能的。板的其他变型可以具有弯曲的基座，例如可以通过沿着三角图案的弦线切割14”的圆盘形成三个分离的系材。如此形成的接合系材将整齐地适配通过(旋转的)14”锯刃的单一竖直运动制作的槽。
图6示出由利用填缝料10填充的膨胀接合部7连接的两个板1和2。板1具有可以完全延伸通过板的深度的裂缝8。泵送可能会发生，并且空洞5可能出现在板的下方，含有空气或水或水与细料混合的土壤。在板下方可能存在一系列底基层3，围绕上面板的下降区域底基层3可能已损坏。底基层下方的土壤4可能进一步具有空洞或互连空洞6。
为了处理微粒3，4以再平整和加固板1，2，钻取孔9。孔9穿过底基层3至土壤层4。
孔优选地是大约16mm，用于多组分膨胀聚合物的注入。对于水泥灌浆，该孔应该在24mm至32mm之间，这取决于泥浆和注入设备。在大约6mm至40mm范围内的直径被认为是实用的。孔9应该隔开在0.5m至2m之间。对于膨胀聚合物注入，该距离应该是大约1m至1.5m。
在尽可能接近注入孔9的板1，2的顶部，添加压重物17以模拟真实的加载条件。对于道路和滑行道路面，压重物应该是承载8吨的车轴或等价物。
将注入器11锤击到钻孔中，以使得其摩擦力对于16毫米直径的注入孔来说足够强来抵抗接近300千克或更大的拔出力。该拔出力与孔的直径成比例。如果板1上面覆盖有层，则注入器应该放置到底层且在底基层上面。这是为了防止顶层分层。其典型示例是在道路路面中涂覆硅酸盐水泥混凝土上的半刚性沥青，其存在于许多公路或跑道中。
在注入器11的顶部，固定有联结器或阀12，以能够接附注入枪13，注入枪13提供对通过一套软管14从材料泵进给的树脂的流动的全面控制。
树脂的注入可以间隔进行，其中每个注入循环提供0.5L至2L，暂停不长于混合树脂材料的凝胶时间。
为了提升下陷的板，使用标线或贝克曼梁18在注入期间监控板的上升。上升运动不应超过3毫米以避免由于抬升引起的张力裂缝。对于简单的空洞填充，可以使用激光水准仪或红外设备来检测向上的运动。
注入优选地按次序进行，首先从最低点(点1)开始并且向外移动(点2，3和3，4)，在每个循环时在最下陷的点处重新注入(点6)，直到所有点被充分提升。在注入期间，额外负载的压重物应该在可行范围内尽可能接近注入点放置。
每次重新注入，孔必须超过所注入的材料的层15重新钻取，所以新注入的聚合物可以再次在土壤和土壤上面的混凝土板或底基层的层之间施加膨胀压力，以提升板和上面的压重物。一旦所注入的材料凝固，就可以移除注入装置以在下一孔上使用。阀12可以用于允许在材料凝固之前移除注入枪。
一旦破损件被提升到期望水平，就可以跨过无法传递载荷的裂缝(典型地是宽度大于1mm的裂缝)安装载荷传递系材23。这些载荷传递系材是4mm厚的镀锌钢板，其中切口线23a优选地呈钻石或X图案。这些切口线将增加粘合强度，从而避免当载荷传递有效时沿着系材的表面的粘合材料的剪切破坏。系材将具有1/2至2/3板厚度的竖直宽度(W)，和大于三倍竖直宽度的长度(L)(典型地3W＜L＜6W)。
为了将系材插入，锯口21利用深度比系材的宽度(W)深5mm至8mm的金刚石切削刃制作。粘合辅助孔22必须在混凝土上钻取至刚好超过锯口的深度。这些钻孔将提供额外的表面接触，用于更好地粘合到混凝土表面。在裂缝的每个侧面上制作至少一个孔。
在利用干燥空气清理干净切槽21和钻孔22(应注意安全防范以保护眼睛和耳朵)之后，可以将环氧树脂或聚氨酯粘合剂24部分地倾倒或泵送入槽中，随后将接合系材23放置到位。接合系材23应该比板表面1低至少3mm并且可以倾倒粘结环氧树脂24直到材料完全填充槽21。必须向接合系材23施加轻轻的敲击或振动，使得被困于粘合环氧树脂24里面的任何气泡可以逸出，以确保切口凹槽23a和钻孔22被完全填充。
裂缝25还应该按照制造商的建议利用裂缝修复环氧树脂、使用低压泵或注射器填充。
当接合系材跨过膨胀结合点制作以恢复损坏的暗销杆时，系材25将在中部具有20mm宽的半圆形弯曲部25b。凹槽25a保留与在平坦接合系材23上所使用的那些凹槽23a相同的细节，用于强化裂缝。
弯曲部25b将设置为在的孔26内限定膨胀结合点，但是更大的孔或稍微更小的孔也是可接受的，推荐具有足够余隙的弯曲部以允许水平运动。该孔26将利用诸如硅树脂或沥青密封料27的柔性密封料填充。
一旦粘合材料24已经充分凝固并且获得强度(优选地至少高于混凝土)，就可以将板重新投入使用(例如道路可以开放通车)。
泵送(和/或其他因素)可以导致整体结构下陷。发明人已认识到通过在结构周围的注入点处顺序注入材料(而非在多个点处的同时注入或单一的较长注入)导致每个注入点周围的土壤受到超出必要平均值的应力，导致改善的土壤压实。
如指出的，在极端情况下，空洞可以在分离的、微粒状的和下层的结构之间形成。为了避免疑问，注入这类空洞的材料将作用于下层的微粒。因此，这样的注入符合处理微粒的描述，如本文所使用的那些词语那样。

Claims (51)

1.一种处理微粒的方法，基本上包括：
至少部分地干燥所述微粒，以降低注入的阻力；以及
注入材料。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少部分地干燥是将地下水压力降低大约40kPa至大约80kPa。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述至少部分地干燥是真空处理或者包括真空处理。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，包括：
向所述微粒施加载荷，其中所述注入材料是在所述载荷下方注入材料；以及
移除所述载荷。
5.如权利要求4所述的方法，包括基于所述微粒在使用中的设计加载情况来选择所述载荷。
6.一种处理微粒的方法，基本上包括：
基于所述微粒在使用中的设计加载情况来选择载荷；
向所述微粒施加所述载荷；
在所述载荷下方注入材料；以及
移除所述载荷。
7.如权利要求4、5或6所述的方法，其中所述载荷选择为平均地在所述微粒的需要处理的区域上施以至少1000kg/m2的压力。
8.如权利要求4至7中任一项所述的方法，其中所述载荷进一步是微粒。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，包括允许所注入的材料凝固以及在已凝固的材料下方进一步注入材料。
10.如权利要求9所述的方法，包括在所述已凝固的材料中形成孔，并且其中所述进一步注入材料是通过如此形成的所述孔注入。
11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，包括在多个位置处顺序地如此注入。
12.如权利要求11所述的方法，其中顺序注入的第一步基本上在所述微粒的所述需要处理的区域或所述微粒的需要处理的区域的中央处。
13.如权利要求1至12中任一项所述的方法，包括降低注入所述材料的速率，以为注入效果显现出来留出时间。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述降低是周期性地暂停所述注入或者包括周期性地暂停所述注入。
15.如权利要求1至14中任一项所述的方法，包括监控注入效果以及响应于所述监控中断注入。
16.一种处理微粒的方法，基本上包括：
注入材料；
降低注入所述材料的速率，以为注入效果显现出来留出时间；以及
监控所述注入效果；以及
响应于所述监控中断注入。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述降低是周期性地暂停所述注入或者包括周期性地暂停所述注入。
18.如权利要求15、16或17所述的方法，其中所述监控包括在两个或更多个隔开的位置处监控。
19.一种处理微粒的方法，基本上包括：
注入材料；
在两个或多于两个隔开的位置处监控注入效果；以及
响应于所述监控中断注入。
20.如权利要求15至19中任一项所述的方法，其中所述监控是监控表面位移或包括监控表面位移。
21.如权利要求1至20中任一项所述的方法，其中所注入的材料是膨胀材料。
22.如权利要求1至21中任一项所述的方法，其中所述微粒对结构进行支撑。
23.如权利要求22所述的方法，包括在所述结构下方顺序地注入材料至多个注入点，所述多个注入点围绕且靠近所述结构在所述微粒上的覆盖区的外围隔开。
24.一种处理微粒以提升由所述微粒支撑的结构的方法，包括在所述结构下方顺序地注入材料至多个注入点，所述多个注入点围绕且靠近所述结构在所述微粒上的覆盖区的外围隔开。
25.如权利要求24所述的方法，其中所述注入基本上是将材料注入到底基层下方的微粒中。
26.如权利要求24或25所述的方法，其中所述注入是通过所述结构中的至少一个孔来注入的。
27.如权利要求26所述的方法，包括形成所述孔。
28.如权利要求1至27中任一项所述的方法，其中所述结构基本上是板。
29.一种互连板部分的方法，基本上包括：
从所述板部分移除材料，以形成伸长特征部，所述伸长特征部从所述板部分中的一个延伸到所述板部分中的另一个并且在每个板部分中都包括至少一个侧面构造；以及
向所述伸长特征部中插入连接装置，以与所述侧面构造协作来抵抗纵向剪切分离。
30.如权利要求29所述的方法，其中
插入连接装置包括插入可凝固材料，使得所述可凝固材料适配所述侧面构造；以及
允许或使得如此适配的可凝固材料凝固以形成键接部。
31.如权利要求30所述的方法，其中所述可凝固材料是环氧树脂或聚氨酯。
32.如权利要求29、30或31所述的方法，其中插入连接装置包括插入伸长构件。
33.如权利要求32所述的方法，其中所述伸长构件包括比它的其他部分更具柔性的部分，以适应所述板部分的相对运动。
34.如权利要求33所述的方法，其中所述更具柔性的部分是横向偏移或包括横向偏移部。
35.如权利要求32至34中任一项所述的方法，其中所述伸长构件包括侧面构造，用于抵抗纵向剪切分离。
36.如权利要求35所述的方法，其中所述伸长构件的所述侧面构造是凹形的。
37.如权利要求32至36中任一项所述的方法，其中所述伸长构件由片材形成。
38.如权利要求32至37中任一项所述的方法，其中所述伸长特征部至少像所述伸长构件的高度那么深以完全接收所述伸长构件。
39.如权利要求32至38中任一项所述的方法，其中所述伸长构件的长度至少是其高度的3倍。
40.如权利要求29至39中任一项所述的方法，其中所述移除材料是切槽并且沿着所述槽钻孔、或者包括切槽并且沿着所述槽钻孔。
41.如权利要求29至40中任一项所述的方法，其中所述移除材料基本上达到所述板部分的深度的1/3至2/3的范围内的深度，或者如果所述板部分在深度上彼此不同，则所述移除材料基本上达到所述板部分中的较薄者的深度的1/3至2/3的范围内的深度。
42.一种修复由微粒支撑的一个或多个板的方法，包括：
根据权利要求28处理在限定两个板部分的特征部附近的所述微粒；以及
根据权利要求29至41中任一项连接所述板部分。
43.如权利要求42所述的方法，其中所述限定两个板部分的特征部是一个或多个裂缝或者包括一个或多个裂缝。
44.如权利要求42所述的方法，其中所述限定两个板部分的特征部是两个板之间的边界。
45.一种用于联接相邻板部分的接合系材，其定形状为接收在切到所述板部分中的槽内并且包括比它的其他部分更具柔性的部分，以适应所述板部分的相对运动。
46.如权利要求45所述的接合系材，其中所述更具柔性的部分是横向偏移部或者包括横向偏移部。
47.如权利要求45或46所述的接合系材，包括侧面构造，用于抵抗纵向剪切分离。
48.如权利要求47所述的接合系材，其中所述侧面构造是凹形的。
49.如权利要求45至48中任一项所述的接合系材，其由片材形成。
50.如权利要求45至49中任一项所述的接合系材，其基本上在4至8mm厚的范围内。
51.如权利要求45至50中任一项所述的接合系材，其长度至少是其高度的3倍。
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