CN108755322A - 水泥混凝土路面预微裂注浆综合加固方法 - Google Patents

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CN108755322A CN201810705006.7A CN201810705006A CN108755322A CN 108755322 A CN108755322 A CN 108755322A CN 201810705006 A CN201810705006 A CN 201810705006A CN 108755322 A CN108755322 A CN 108755322A
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张浩亮
张焕芳
司冰洋
贾伟
陈丽芳
张静华
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吴叶红
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Xuchang Construction Quality Inspection Station
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Abstract

本发明公开了一种水泥混凝土路面预微裂注浆综合加固方法,属于道路养护加固技术领域。该加固方法根据病害板块类型,将加固路段划分为若干个施工段;确定各施工段的加固方案,加固方案分为注浆加固方案、微裂加固方案、微裂+注浆加固方案三类;对于轻微裂缝和板角弯沉值略大于弯沉目标值的板块,采用注浆加固方案;对于脱空、沉陷、断板、破碎板块,经过微裂破碎处治后,弯沉值不大于弯沉目标值的板块,采用微裂加固方案;对于脱空、沉陷、断板、破碎板块,经过微裂破碎处治后,弯沉值大于弯沉目标值的板块,采用微裂+注浆加固方案。本发明的加固方法综合加固,可靠性好,施工快捷,针对性强且节省费用。

Description

水泥混凝土路面预微裂注浆综合加固方法
技术领域
本发明涉及道路养护加固技术领域,具体涉及水泥混凝土路面预微裂注浆综合加固方法。
背景技术
水泥混凝土路面具有刚度大,强度高,稳定性好等特点,在我国早期道路工程应用较多。但是在重载车辆作用下,水泥混凝土路面往往未达到设计年限就出现早期破坏,甚至是在通车使用初期即产生裂缝、沉陷、脱空、松散、坑槽等病害;加之传统的维修方式维修困难,影响了水泥混凝土路面的使用品质及其应用。
水泥混凝土路面病害通常与基层、路基病害密切相关,因此,面层、基层与路基全面修复是彻底加固路面结构,有效处理水泥路面病害的有效方式。旧水泥混凝土路面改造主要有破碎再生和修复加固两大类方式。破碎再生技术需要大量的水泥,造价高,工期长。目前维修加固方式主要是对基层进行水泥压浆或高聚物注浆。水泥压浆对路基加固效果较为显著,但对于路面结构层加固,耐久性差。高聚物注浆对道路基层加固效果较好,但是达不到对路基、基层、路面综合加固的作用。
因此,路基、路面结构综合加固技术对于加快开发快速、高效的水泥混凝土路面结构加固技术,改善提高我国水泥混凝土路面使用品质、提高道路养护技术水平,扩大水泥混凝土路面应用范围具有十分主要的意义。
地聚合物注浆技术是以钢渣、矿渣、高钙粉煤灰、偏高岭土及碱激发剂等材料以一定比例混合而合成的一种碱激活胶凝材料。通过注浆管,注入道路结构层层间病害区,填充空洞、粘结松散材料,并激活松散材料内部的惰性物质,形成一个固结体,使路面结构得以加固补强。
目前,地聚合物注浆技术主要应用于路基或路面结构加固。国内发明人已成功开发了路基路面无损检测与地聚合物注浆快速维修成套技术。在前期申请的专利号为ZL200510017676.2,专利名称为《落锤式弯沉仪及探地雷达在道路施工过程中的应用》的发明专利中对于水泥混凝土路面病害的检测有所公开。还有专利号为CN201510980670.9,专利名称为《一种地聚合物注浆材料及其制备方法与应用》;专利号为CN201611231408.5,专利名称为《用于道路基层加固的地聚合物双液注浆材料及其制备方法》;专利号为CN201410809534.9,专利名称为《用于道路修复加固的地聚合物注浆工艺》,上述专利中公开了地聚合物材料的制备和路基注浆工艺。在专利号为CN201621478756.8,专利名称为《用于旧水泥混凝土路面微裂式破碎再生路面结构》的实用新型专利中公开了一种旧水泥混凝土路面通过微裂式破碎,作为道路基层,然后加铺沥青混凝土路面的再生路面结构。为了扩大地聚合物注浆在道路工程中的应用范围及提高其效率,需要针对路基、路面结构中同时存在的病害研发一种新的地聚合物注浆快速维修方法。
发明内容
本发明目的在于针对路基路基空洞、空穴区病害,基层松散、路面裂缝、脱空、破碎、断板等病害开发一种综合处治加固的方法。为水泥混凝土路面的病害处治提供先进、实用、高效、经济的加固方法。
本发明提供了一种水泥混凝土路面预微裂注浆综合加固方法,包括以下步骤:S1、确定原水泥混凝土路面应达到的弯沉目标值;
S2、利用落锤式弯沉仪对各施工段逐板块进行弯沉检测,弯沉值不达标的板块利用探地雷达无损检测方法检测评价路面准确评定病害类型、位置和深度;
S3、确定需要进行加固处治的路段,并划分为若干个施工段;
S4、确定各施工段的加固方案,加固方案分为注浆加固方案、微裂加固方案和微裂+注浆加固方案三类;
对于裂缝宽度在0.1-0.5mm的轻微裂缝和板块弯沉值大于弯沉目标值0.1%-10%的板块,采用注浆加固方案;
对于脱空、沉陷、断板和破碎板块,经过微裂破碎处治后,弯沉值不大于弯沉目标值的板块,采用微裂加固方案;
对于脱空、沉陷、断板和破碎板块,经过微裂破碎处治后,弯沉值大于弯沉目标值的板块,采用微裂+注浆加固方案。
步骤S4中注浆加固方案根据探地雷达检测到的病害位置,分为路基注浆加固和路面结构注浆加固两类;
所述路基注浆加固的施工方法包括以下步骤:
(1)根据探地雷达检测结果确定路基病害位置;
(2)根据病害位置确定注浆孔位置,布孔;
(3)使用直径20mm的钻头钻孔,孔深根据病害深度确定,成孔后埋设直径为20mm的PVC管;
(4)制备地聚合物注浆材料,采用智能注浆车进行注浆,注浆结束后,用木塞封孔,封闭养生。
路面结构注浆加固的施工方法包括以下步骤:
(1)根据探地雷达检测结果确定路面结构位置深度并分类;
(2)根据病害位置选择适合的多孔注浆管;
(3)在施工板块的四个板角处距相邻接缝50cm位置布设注浆孔,板块中央布设排气孔;如板块内有裂缝,则在裂缝两侧增加注浆孔,每一板块至少布置4个注浆孔;
(4)使用直径20mm的钻头钻孔,孔深根据病害最深位置确定,成孔后埋设直径为20mm的PVC管;
(5)制备地聚合物注浆材料,采用智能注浆车进行注浆,注浆结束后,用木塞封孔,封闭养生。
步骤S4中微裂加固方案的施工包括以下步骤:
(1)选用合适的破碎再生设备,施工时先沿板的两边开始夯击,再沿板中进行打裂,采用满夯方式进行击打;
(2)锤体的下落高度和单点位夯击次数以凹槽深度和面板开裂尺寸为准,且每块面板四个板角均需夯实,在凹槽深度和裂缝开裂宽度无法同时满足时,以裂缝开裂宽度为准,开裂宽度不超过1mm;
(3)路面清扫完毕后开放交通,自然碾压3-5天稳固。
步骤S4中微裂+注浆加固方案的施工方法包括以下步骤:先采用步骤S4中的微裂加固方案进行处理,然后检测板块弯沉值,如果板块弯沉值超过弯沉目标值,则实施步骤S4中的注浆加固方案,注浆完毕后,检测板块弯沉值,如果板块弯沉值超过弯沉目标值,则实施二次注浆加固,直至板块弯沉值不超过弯沉目标值,然后铺洒透层油,加铺结构层。
较佳地,所述步骤(5)中注浆前在注浆孔内插入配套的PVC注浆管,安装好注浆头,以稳压状态注浆,注浆时,若有相邻的孔冒浆或激光水准仪监控到路面有被抬升,则停止注浆,要保证所有注浆孔浆液填充饱满。
较佳地,封闭养生时间不少于3小时。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)综合加固,可靠性好。弯沉值较大的板块在注浆前进行微裂处治,不仅可以使路面结构得以初步压稳密实,而且可以大大减少二次注浆的数量。
(2)施工快捷,处治效率高。多孔注浆管可以一次完成多处病害加固,施工快捷,处治效率高。本发明的多孔注浆技术与单孔注浆技术相比,可节省30%以上的工期;
(3)针对性强,全面处治多种病害。注浆加固、微裂加固和注浆+微裂加固三种方案,分别针对不同类型的病害,针对性强;
(4)节省费用,采用本发明的微裂注浆综合加固路面技术与传统的注浆技术相比可,节省20%以上的费用。
综上所述,本发明的水泥混凝土路面微裂注浆方法与传统的注浆方法相比,在技术原理及施工方法等方面都具有明显创新。本发明路基、基层、面层全面加固方法不仅可以节省大量费用和工期,而且有利于节约资源。
附图说明
图1是本实施例的路面结构多处病害位置示意图;
图2是本发明多孔注浆管的结构示意图;
图3是本发明混凝土路面注浆孔和排气口的布置平面图。
图4是本发明的路基、路面结构综合注浆加固技术注浆孔断面示意图。
图5是本发明的路基、路面结构综合注浆加固后的效果示意图。
图6是本发明水泥混凝土路面微裂+注浆加固方案的施工工艺流程图。
附图标号:
1.水泥混凝土路面,2.第一基层,3.第二基层,4.底基层,5.层间病害,6.侧孔,
7.注浆孔,8.排气孔,9.多孔注浆管,10.地聚合物注浆。
具体实施方式
下面结合附图1-6,对本发明的具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明预微裂注浆加固技术的原理是:首先,利用落锤石弯沉仪、探地雷达对道路进行全面检测,确定每一个板块的病害位置、类型;然后,针对不同类型的病害分别采用地聚合物注浆加固、微裂加固和微裂+地聚合物注浆加固三种处置方案。
微裂处治方案是采用水泥混凝土路面微裂式破碎机械对旧水泥面板进行击打、压稳,使路面达到稳定并与基层接触良好的效果。
微裂+地聚合物注浆处治方案是在路面经过微裂处治后,根据检测结果,对局部路面结构强度较差位置,结合结构破坏特点,进行有针对性的注浆加固补强。经过微裂、注浆处治的水泥混凝土路面,承载能力得到提高,可以作为永久性的基层,实现路面的非开挖式结构补强,能够减少对水泥的需求、降低环境污染和工程造价,促进道路工程低碳建设,是一种路面修复新技术。
本实施例的一种水泥混凝土路面预微裂注浆综合加固方法,包括以下步骤:
S1、以公路改建路面加铺结构计算满足加铺厚度前提下,确定原水泥混凝土路面应达到弯沉目标值,确定原水泥混凝土路面应达到弯沉目标值;
S2、利用落锤式弯沉仪对各施工段逐块板进行弯沉检测,弯沉值不达标的板块利用探地雷达无损检测技术检测评价路面准确评定病害类型、位置和深度;如图1中水泥混泥土路面1,第一基层2和第二基层3以及底基层4各层之间均出现层间病害5。
S3、评价病害板块类型,(如横纵裂缝、破碎、错台、沉陷、脱空等),分析路面、基层、路基状况,确定需要进行加固处治的路段,并划分为若干个施工段;
S4、确定各施工段的加固方案,加固方案分为注浆加固方案、微裂加固方案和微裂+注浆加固方案三类;
S4.1、对于裂缝宽度在0.1-0.5mm的轻微裂缝和板角弯沉值大于弯沉目标值0.1%-10%的板块,采用注浆加固方案;
注浆加固方案根据探地雷达检测到的病害位置,分为路基注浆加固和路面结构注浆加固两类;路面结构注浆采用一体化注浆,实现同一板块不同深度位置的病害一次注浆完成整个路面结构加固。
S4.1.1、路基注浆加固的施工包括以下步骤:
(1)根据探地雷达检测结果确定路基病害位置;
(2)根据病害位置确定注浆孔位置,布孔;
(3)使用直径20mm的钻头钻孔,孔深根据病害深度确定,成孔后埋设直径为20mm的PVC管;
(4)制备地聚合物注浆材料,采用智能注浆车进行注浆,注浆结束后,用木塞封孔,封闭养生,封闭养生时间不少于3小时。
S4.1.2、路面结构注浆加固的施工包括以下步骤:
(1)根据探地雷达检测结果确定路面结构位置深度并分类,分为1处病害和多处病害;普通注浆管用于路面结构仅有1处病害,多孔注浆管用于路面结构存在多处病害。孔注浆管PVC管可根据路面结构层厚度及病害位置,采用普通PVC管现场加工而成。
(2)根据病害位置特点选择适合的多孔注浆管9,多孔注浆管9的结构如图2所示,多孔注浆管9是在普通注浆管上根据病害特点设置多个对应的侧孔6,满足对多处病害一次性注浆加固,提高工作效率;
(3)如图3所示,在施工板块的四个板角处距相邻接缝50cm位置布设注浆孔7,板块中央布设排气孔8;如板块内有裂缝,则在裂缝两侧增加注浆孔7,每一板块至少布置4个注浆孔7;
(4)使用直径20mm的钻头钻孔,如图4所示,孔深根据病害最深位置确定,成孔后埋设直径为20mm的PVC管;
(5)制备地聚合物注浆材料,采用地聚合物注浆材料应当具有较好流动度、微膨胀(膨胀率不超过3%),凝结时间适当,强度不低于C15混凝土的抗压强度。采用智能注浆车进行注浆,注浆前在注浆孔内插入配套的PVC注浆管,安装好注浆头,以稳压状态注浆,注浆时,若有相邻的孔冒浆或激光水准仪监控到路面有被抬升,则停止注浆,要保证所有注浆孔浆液填充饱满,注浆结束后,用木塞封孔,清理注浆孔周围溢出洒落的浆液,封闭养生。封闭养生时间不少于3小时,需要说明的是,注浆过程中,多孔注浆管9需适当转动,以保证所住浆液能够向四周辐射渗透。
S4.2、对于脱空、沉陷、断板、破碎板块,经过微裂破碎处治后,弯沉值不大于弯沉目标值的板块,采用微裂加固方案;
微裂加固方案的施工包括以下步骤:
(1)选用合适的破碎再生设备,根据旧水泥混凝土面板厚度,选择适合冲击能量的破碎再生设备,50-70KJ为宜,通过现场试验根据开裂块尺寸、凹槽深度、裂缝宽度,确定破碎能量,破碎遍数、相邻夯击点间距等施工参数;
施工时先沿板的两边开始夯击,再沿板中进行打裂,采用满夯方式进行击打;
(2)锤体的下落高度和单点位夯击次数以凹槽深度和面板开裂尺寸为准,且每块面板四个板角均需夯实,在凹槽深度和裂缝开裂宽度无法同时满足时,以裂缝开裂宽度为准,开裂宽度不超过1mm;
(3)路面清扫完毕后开放交通,自然碾压3-5天稳固。
S4.3、对于脱空、沉陷、断板、破碎板块,经过微裂破碎处治后,弯沉值大于弯沉目标值的板块,采用微裂+注浆加固方案。
步骤S4中微裂+注浆加固方案的施工方法包括以下步骤:
S4.3.1先采用步骤S4中的微裂加固方案进行处理:
(1)选用合适的破碎再生设备,施工时先沿板的两边开始夯击,再沿板中进行打裂,采用满夯方式进行击打;
(2)锤体的下落高度和单点位夯击次数以凹槽深度和面板开裂尺寸为准,且每块面板四个板角均需夯实,在凹槽深度和裂缝开裂宽度无法同时满足时,以裂缝开裂宽度为准,开裂宽度不超过1mm;
(3)路面清扫完毕后开放交通,自然碾压3-5天稳固。
S4.3.2、检测板块弯沉值,如果板块弯沉值超过弯沉目标值,则实施步骤S4中的注浆加固方案;注浆加固方案具体如下:
(1)根据探地雷达检测结果确定路面结构位置深度并分类;
(2)根据病害位置特点选择适合的多孔注浆管;
(3)在施工板块的四个板角处距相邻接缝50cm位置布设注浆孔,板块中央布设排气孔;如板块内有裂缝,则在裂缝两侧增加注浆孔,每一板块至少布置4个注浆孔;
(4)使用直径20mm的钻头钻孔,孔深根据病害最深位置确定,成孔后埋设直径为20mm的PVC管;
(5)制备地聚合物注浆材料,采用智能注浆车进行注浆,注浆结束后,用木塞封孔,封闭养生。
S4.3.3注浆完毕后,检测板块弯沉值,如果板块弯沉值超过弯沉目标值,则实施二次注浆加固,直至板块弯沉值不超过弯沉目标值,然后铺洒透层油,加铺结构层。
针对弯沉值较大的板块在注浆前进行微裂处治,不仅可以使路面结构得以初步压稳密实,而且可以大大减少二次注浆的数量。
图5示例性的示意出地聚合物注浆10灌注后的效果。
图6示例性的给出本发明水泥混凝土路面微裂+注浆加固方案的施工工艺流程图,首先进行施工准备,然后采用微裂加固方案对施工板块进行破碎,清扫表面碎块后,碾压,然后再检测弯沉值,若检测到的弯沉值超过弯沉值的目标值判定为不合格,若检测到的弯沉值不超过弯沉值的目标值判定为合格,弯沉值检测合格则进行铺洒透油层和加铺结构层,完成后进行验收。
本发明的综合加固路面方法,针对路面脱空、基层松散等多种病害,通过加微裂对路面施加稳压,控制合理注浆量;向基层病害位置实施多孔注浆,注浆材料发生反应后,与松散的基层发生固结,从而达到加固路面结构层的目的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.水泥混凝土路面预微裂注浆综合加固方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、确定原水泥混凝土路面应达到的弯沉目标值;
S2、利用落锤式弯沉仪对各施工段逐板块进行弯沉检测,弯沉值不达标的板块利用探地雷达无损检测方法检测评价路面准确评定病害类型、位置和深度;
S3、确定需要进行加固处治的路段,并划分为若干个施工段;
S4、确定各施工段的加固方案,加固方案分为注浆加固方案、微裂加固方案和微裂+注浆加固方案三类;
对于裂缝宽度在0.1-0.5mm的轻微裂缝和板块弯沉值大于弯沉目标值0.1%-10%的板块,采用注浆加固方案;
对于脱空、沉陷、断板和破碎板块,经过微裂破碎处治后,弯沉值不大于弯沉目标值的板块,采用微裂加固方案;
对于脱空、沉陷、断板和破碎板块,经过微裂破碎处治后,弯沉值大于弯沉目标值的板块,采用微裂+注浆加固方案。
2.如权利要求1所述的水泥混凝土路面预微裂注浆综合加固方法,其特征在于,所述步骤S4中注浆加固方案根据探地雷达检测到的病害位置,分为路基注浆加固和路面结构注浆加固两类;
所述路基注浆加固的施工方法包括以下步骤:
(1)根据探地雷达检测结果确定路基病害位置;
(2)根据病害位置确定注浆孔位置,布孔;
(3)使用直径20mm的钻头钻孔,孔深根据病害深度确定,成孔后埋设直径为20mm的PVC管;
(4)制备地聚合物注浆材料,采用智能注浆车进行注浆,注浆结束后,用木塞封孔,封闭养生。
3.如权利要求2所述的水泥混凝土路面预微裂注浆综合加固方法,其特征在于,所述路面结构注浆加固的施工方法包括以下步骤:
(1)根据探地雷达检测结果确定路面结构位置深度并分类;
(2)根据病害位置选择适合的多孔注浆管;
(3)在施工板块的四个板角处距相邻接缝50cm位置布设注浆孔,板块中央布设排气孔;如板块内有裂缝,则在裂缝两侧增加注浆孔,每一板块至少布置4个注浆孔;
(4)使用直径20mm的钻头钻孔,孔深根据病害最深位置确定,成孔后埋设直径为20mm的PVC管;
(5)制备地聚合物注浆材料,采用智能注浆车进行注浆,注浆结束后,用木塞封孔,封闭养生。
4.如权利要求1所述的水泥混凝土路面预微裂注浆综合加固方法,其特征在于,所述步骤S4中微裂加固方案的施工方法包括以下步骤:
(1)选用合适的破碎再生设备,施工时先沿板的两边开始夯击,再沿板中进行打裂,采用满夯方式进行击打;
(2)锤体的下落高度和单点位夯击次数以凹槽深度和面板开裂尺寸为准,且每块面板四个板角均需夯实,在凹槽深度和裂缝开裂宽度无法同时满足时,以裂缝开裂宽度为准,开裂宽度不超过1mm;
(3)路面清扫完毕后开放交通,自然碾压3-5天稳固。
5.如权利要求1所述的水泥混凝土路面预微裂注浆综合加固方法,其特征在于,所述步骤S4中微裂+注浆加固方案的施工方法包括以下步骤:先采用步骤S4中的微裂加固方案进行处理,然后检测板块弯沉值,如果板块弯沉值超过弯沉目标值,则实施步骤S4中的注浆加固方案,注浆完毕后,检测板块弯沉值,如果板块弯沉值超过弯沉目标值,则实施二次注浆加固,直至板块弯沉值不超过弯沉目标值,然后铺洒透层油,加铺结构层。
6.如权利要求3所述的水泥混凝土路面预微裂注浆综合加固方法,其特征在于,所述步骤(5)中注浆前在注浆孔内插入配套的PVC注浆管,安装好注浆头,以稳压状态注浆,注浆时,若有相邻的孔冒浆或激光水准仪监控到路面有被抬升,则停止注浆,要保证所有注浆孔浆液填充饱满。
7.如权利要求2或3所述的水泥混凝土路面预微裂注浆综合加固方法,其特征在于,所述封闭养生时间不少于3小时。
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