公路養護新材料、新技術、新工藝綜述(文件)

　

【正文】 補區周邊進行全厚鋸縫。I級、Ⅱ級鋼筋均可用作傳力桿。(5)混凝土澆筑修補區混凝土澆筑和修整有兩個關鍵。經驗表明，填縫會明顯減少接縫剝落和修補區縱向開裂。常用養生劑使用量已足以保證養生。規范要求重載路面的全厚修補中使用傳力桿接縫。在紐約市長島高速公路全厚修補時，綜合使用了起吊法清除面板，排鉆鉆孔和快速澆注混凝土多種技術，以保證夜間施工白天通車。局部修補還可改進舒適度，延長有表面病害路面的使用壽命。局部修補設計壽命一般大約10年。 根治病害局部修補技術要合理的應用，它僅僅用于更換破損混凝土，不應使用局部修補技術去根除全厚病害，如活動裂縫和接縫，只有使用全厚修補或荷載傳遞修復技術才能根除全厚病害。在路面上常會發現，看似表面的病害，實則上已延伸至面板全厚。1)材料在美國，用于局部修補的施工材料種類繁多，從傳統的普通水泥混凝土到外來專賣材料，應有盡有。預制袋裝補坑材料成本是傳統混凝土材料成本的4倍到20倍。除瀝青混凝土可用于快速修補之外，某些傳賣材料是唯一可在修補后1h內通車的修補材料。界定剝落和接縫周圍不穩定區常采用鋼棍、鐵鏈或圓頭錘敲打混凝土，聆聽擊打聲音來確定田。(3)表面整理混凝土清除后，采用噴砂法和噴氣法清理修補區，以清除所有松散物和污物。由于汽車荷載作用下面板之間的相對移動，在接縫或裂縫處未經處理的修補區會形成點支撐，從而導致橫縫或橫向裂縫處修補區的壓縮破壞，以及縱縫或縱向裂縫處修補區的剝落，在這種情況下，接縫處理不充分是局部修補失敗的主要原因。但是，如果使用柔性(環氧)修補材料，則沒必要進行隔離處理。(6)攤鋪專賣補坑材料需根據制造商規定的操作程序進行攪拌和攤鋪。在修補區內攤鋪的材料應稍微高出路面，然后進行壓實與刮平。經驗表明，刮平的方向影響局部修補的性能。(7)養生局部修補的表面積相對體積的比例較高，特別容易快速失去水分，因此，充分養生對其性能而言十分重要。在寒冷的氣候條件下，如果欲縮短養生時間及早通車，可使用隔熱毯進行快速養生。(9)接縫重新密封局部修補在接縫處形成直角邊緣，可利用直角邊緣鋸竅鍵來延長路面使用壽命。因此，無論平時小修保養，還是路面大修改建，都應認真處治好這一病害。目前板下灌漿的施工設備和施工技術已經比較成熟，而且與替換水泥板的方式比較，有工期較短、安全性較高、成本較低等優點，是一項值得大力推廣的路面維修技術。(1)壓漿材料 ．壓入板底的材料具備以下特征：一是顆粒粒徑小、流動性大，能順利壓進板底空隙；二是弱收縮性，能充分填充板底空隙；三是應具備比較高的強度以承受板重及車輛荷載的作用。采用水泥：粉煤灰：水=1：：，其室內3天的抗壓強度高于5MPa，可作為壓漿材料。對性能優良的壓漿機，還可考慮添加部分中細砂，提高灰漿強度與抗折性。目前，我國混凝土路面快速修復技術通常是在不改變施工工藝的前提下，選用優質的水泥基材，或者選用合適種類的外加劑，降低混凝土的水灰比，調整混凝土的配合比，從而提高混凝土的密實度，增加水泥與骨料間的界面粘結作用，以達到施工后3～7天通車。對于快速修復工程，國外常用快凝或快硬水泥，除了常規的早強水泥和摻外加劑的水泥以外，新型水泥也得到開發。美國開發了一種稱為“派拉蒙特”（ Pyrament）的混合水泥，這種混合水泥拌制的混凝土，24h抗壓強度達到 ，而 。2. 粉煤灰粉煤灰在快速施工混合料設計中，常用來替代水泥或用作外加劑。所以，粉煤灰替代水泥的百分比應控制在10％以下。混凝土外加劑有數百種之多，但是漸型的外加劑仍然在研究開發。甲酸鈣、亞硝酸鈣和硫代硫酸鈣等也可加快混凝土的凝結。 SHRP計劃中的一項創造性的研究項目表明，在混凝土中摻加碳纖維可拌制陰極保護的導電混凝土。美國提出了一種新型的攤鋪機設想，稱為零側距攤鋪機（ZCP），這種零側距攤鋪機在修復與重建工程中，具有特殊的意義，其目的是將攤鋪機限制在需維修的車道上，而讓相鄰車道的交通正常開放，這樣，避免維修時關閉交通或者嚴重干擾交通。天北高速公路的水泥砼路面在經過真空脫水后，(攤鋪砼后半小時左右)工作人員踩在路面上已看不到明顯的腳印，說明它已經具有了一定的強度，天北高速公路的水泥砼路面基本消滅了由于砼自身性質而引起的早期裂縫，后期也沒有發生過斷板的現象，因此這項技術措施是完全成功的。接縫應盡早鋸開以避免開裂；一般在攤鋪后3h4h內鋸縫，但填縫可以等一段時間。5 RCC板塊接縫材料 嵌縫料應用現狀 現在我國水泥混凝土路面接縫的嵌封都是用人工方法，施工效率很低。特別是常溫施工型嵌縫料．施工后一般需要12～24 h的養護時間，并且適應于彎道及坡道，特別是大坡道地段使用。6 RCC板塊修補材料 板塊修補材料的技術要求：快硬高早強，收縮小，具有一定的粘性，后期性能穩定，強度發展與老混凝土基本同步，耐磨性高、耐久性好，施工和易性好。江蘇省公路局與東南大學開發的KS(快凝)型修補材料；，前者按后者重量16～31％摻入。廣東省公路局與同濟大學共同開發了SBR改性混凝土修補材料，已經在廣東省試用，取得一定效果。修補材料可歸納為三類：其一，以快硬早強水泥為代表的無機粘結劑，這類材料價格低、安全、易用、容易獲得，并具有同水泥相似的特性；主要缺點是：粘結性差，強度低，彈性模量高，易磨損，收縮性達，而且養生時間較長。以上三大類材料雖各有優缺點，但都難以同時滿足混凝土路面對修補材料的要求。鑒于這種情況，各國提出了防治和延緩反射裂縫的技術途徑主要有三個，其一是減少原水泥砼板縫處的豎向和水平相對位移；其二是提高加蓋層瀝青砼的強度和拉伸能力，其三是設置防裂層，這也是提高其承載力減少豎向和水平相對位移的必須措施。但是，不傾向用增加加鋪層厚度的方法來代替對現有路面病害的修復，況且增加鋪層厚度并不能解決所有的病害，如板失去均衡支撐出現活動，缺少排水系統、唧泥等，對這些病害必須進行處治。 設置夾層(聯結層或應力吸收層)通常認為：溫度應力引起反射裂縫的產生，并參與了其最初的擴展，而荷載應力加速了裂縫的進一步擴展。國內外的許多專家學者對此進行了研究。此后，Courard等人應用細纖維和鋼絲網對罩面層進行了加強。在層間設土工織物時，瀝青加鋪層厚度越大，抵抗反射裂縫的能力越強，抑止反射裂縫的效果越好。空軍某研究所利用反射裂縫試驗臺架(我國首臺的大型疲勞試驗設備)模擬現場的道面狀況和實際施工(如混合料攤鋪碾壓)等條件，利用APP改性油氈作防裂縫層，在室內進行足尺板的反射裂縫試驗。應力吸收層的抗剪強度均隨溫度變化較大，試驗溫度升高，抗剪強度減小， 在抗剪、粘結力和滲水性方面都能較好地滿足使用要求 。29 / 29。建議采用室內試驗和室外試驗結合的方法，對預采用的夾層材料的防治反射裂縫效果進行對比，同時考慮多種因素做經濟分析。北京建筑工程學院對SBS改性瀝青材料應力吸收層進行了研究，采用三軸試驗或直接剪切試驗評價材料的抗剪強度，采用拉拔試驗評價材料的粘結力，采用滲水試驗評價材料的防水性能。同濟大學通過室內試驗對此進行了較為深入的研究，并對防止反射裂縫的五種措施進行了評價，即特種金屬網格SSG1（高2cm）APP土工隔柵(PG)土工布(GT)土工網(GG)。國內對瀝青路面的反射裂縫問題進行了較多的探討，而對舊水泥路面上瀝青混凝土罩面層這類復合結構的試驗研究則很少。1976年美國佐治亞州在舊混凝土道面上，對幾種土工織物防反射裂縫能力進行的試驗表明：在沒有應力消散層的情況下，5cm厚加層使用4年其裂縫反射率為100％，而16cm厚的加層使用4年其裂縫反射率僅為24％。夾層有機織土工布、無紡土工布、瀝青膠薄膜、改性瀝青防水氈、土工格柵、改性（橡膠）瀝青砂、瀝青碎石、瀝青混凝土等。粘層油用量過少不能全部覆蓋板表面，影響面板與AC層的粘結；用量過多，則形成較厚的自由瀝青將導致瀝青面層泛油。 加鋪前的處治 加鋪前僅需對幾種嚴重的病害進行處治，如對嚴重破碎板，沉陷、活動的板進行修復。7 水泥混凝土板塊加鋪瀝青層時的反射裂縫的控制國內外普遍應用斷裂力學，解釋反射裂縫形成的機理，并結合有限元數值方法分析反射裂縫的產生與擴展，然而由于加蓋層與原道面有聯結層使道面結構只有復雜性，加之材料參數具有變異性及不易準確測定，因此理論分析解決不了反射裂縫，只能為設計提供一些參考。其三，以聚硫環氧樹脂為代表的聚合物混凝土（砂漿），其價格昂貴，但硬化很快，早期強度高，粘結強度比上述兩者都高得多。 MPa。江蘇省建筑研究院開發的JK24型修補材料，％，配制的快硬混凝土， MPa， MPa， MPa。其二是聚硫環氧灌縫料，也由兩組分構成，兩者按16∶2配合，抗壓強度達32MPa，用于灌窄縫。在嵌縫料研制中，解決了PVC膠泥不能加熱的難題，實現了對材料的加熱及保溫溫度的自動控制。并且在加熱和灌入過程中．放出有害氣體，污染環境，損害人體健康，致使PVC膠泥的應用受到限制。以往快速施工項目經驗表明：低模量聚合物填縫料和有機硅膠填縫料是性能較好的填縫料。快速施工操作過程中，鋸縫與填縫操作應相應調整。真空吸水工藝是利用真空負壓在砼內部引起的擠壓力、毛細管擠壓力及氣泡膨脹擠壓力等三大作用來排除砼內水化作用以外的多余水份以提高砼的密實度、耐久性、耐磨性與強度，特別是早期的強度。 其他常用于快速施工混合料中的外加劑有加氣劑和減水劑。同時，纖維也可作為維修材料使用，提高材料的力學和物理性能。在快速修復工程中，較多采用促凝劑或早強劑，以加快混凝土早期強度增長，縮短凝結時間，其中最常用的促凝劑是氯化鈣。：1。在塑性混凝土中，粉煤灰具有提高和易性的作用。肯培基州的巴克利地方機場，在寒冷氣候條件下， 。％的緩凝劑后，初凝時間約為40min，而普通混凝土需要5h，抗拉強度可達到 。因此，修復到通車的時間間隔應該更短，下面對水泥混凝土路板塊快速修復的一些新技術進行介紹與展望。交通堵塞漸漸成為高速公路重建與修復的主要障礙之一，尤其是在市區。工程實踐表明，采用壓漿工藝處理板底脫空，經濟可行，簡便實用，效果明顯，既可用于水泥混凝土路面日常養護，也可用于路面的改建工程。而選用純水泥漿作試驗，要達到正常施工的流動性，則需要很大的水灰比，造成材料強度偏低且泌水收縮率大。通過壓漿處治，可充實板底脫空部分，恢復密貼，改善面板的支撐狀況，使混凝土板的受力狀態符合設計原理，避免混凝土面板過早損壞。 板下灌漿板下灌漿的原理就是利用灌漿設備將水泥砂漿混合料灌注到水泥板底或者路面基層中，填充板下的空隙與孔洞，使之與板下基層粗粒料結合成一個堅硬塊體，起到穩固水泥板、增強水泥板承荷能力、封堵路面滲透水對路面基礎的破壞和延長路面板的使用壽命的作用。 3 脫空板處治技術許多早期修建的水泥混凝土路面基層多采用石灰土，實踐表明這種材料的水穩性與抗沖刷能力較差，受水侵蝕后強度便會下降，并因沖刷引起流失，加之我國目前公路管養部門對混凝土路面養護——尤其是接縫養護重視不夠，