公路養(yǎng)護(hù)新材料、新技術(shù)、新工藝綜述-資料下載頁(yè)

　　

【正文】 壓混凝土開(kāi)裂后的強(qiáng)度和耐久性。 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。 施工技術(shù)隨著滑模攤鋪技術(shù)的推廣應(yīng)用，新建技術(shù)得到較為完善的發(fā)展，未來(lái)除了滑模攤鋪機(jī)的自動(dòng)化程度和自動(dòng)控制的革新以外，不會(huì)有太大的變革，新型的施工設(shè)備在修復(fù)技術(shù)中將得到積極的開(kāi)發(fā)和研究。美國(guó)提出了一種新型的攤鋪機(jī)設(shè)想，稱(chēng)為零側(cè)距攤鋪機(jī)（ZCP），這種零側(cè)距攤鋪機(jī)在修復(fù)與重建工程中，具有特殊的意義，其目的是將攤鋪機(jī)限制在需維修的車(chē)道上，而讓相鄰車(chē)道的交通正常開(kāi)放，這樣，避免維修時(shí)關(guān)閉交通或者嚴(yán)重干擾交通。，提高砼的早期強(qiáng)度與終期強(qiáng)度，減小砼收縮。真空吸水工藝是利用真空負(fù)壓在砼內(nèi)部引起的擠壓力、毛細(xì)管擠壓力及氣泡膨脹擠壓力等三大作用來(lái)排除砼內(nèi)水化作用以外的多余水份以提高砼的密實(shí)度、耐久性、耐磨性與強(qiáng)度，特別是早期的強(qiáng)度。經(jīng)過(guò)真空脫水的砼比普通砼，一般孔隙率可降低50％左右，體積壓縮2—3％，1天的早期強(qiáng)度可提高90％，3天的早期強(qiáng)度可提高60％，7天的早期強(qiáng)度可提高30％，28天的抗折強(qiáng)度可提高10％，收縮率可減小l5％，耐磨性提高了30％，這些優(yōu)越性可大大提高路面砼早期的抗裂縫性能。天北高速公路的水泥砼路面在經(jīng)過(guò)真空脫水后，(攤鋪?lái)藕蟀胄r(shí)左右)工作人員踩在路面上已看不到明顯的腳印，說(shuō)明它已經(jīng)具有了一定的強(qiáng)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(zhì)而引起的早期裂縫，后期也沒(méi)有發(fā)生過(guò)斷板的現(xiàn)象，因此這項(xiàng)技術(shù)措施是完全成功的。 真空吸水工藝可以有效地減少硅路面的早期裂縫，是一項(xiàng)值得推廣的先進(jìn)技術(shù)，今后要在吸水的設(shè)備上再作進(jìn)一步的研制以提高其機(jī)械化、自動(dòng)化的水平， 使這項(xiàng)新技術(shù)在高等級(jí)公路的水泥混凝土路面工程中擴(kuò)大推廣應(yīng)用。快速施工操作過(guò)程中，鋸縫與填縫操作應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。盡管鋸縫與填縫設(shè)備尚且適用，但鋸縫和填縫時(shí)間必須加以調(diào)整，以保證同加快的施工速率和快速施工項(xiàng)目的開(kāi)工取得一致。接縫應(yīng)盡早鋸開(kāi)以避免開(kāi)裂；一般在攤鋪后3h4h內(nèi)鋸縫，但填縫可以等一段時(shí)間。最新的填縫料一般要求接縫兩側(cè)干燥。以往快速施工項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)表明：低模量聚合物填縫料和有機(jī)硅膠填縫料是性能較好的填縫料。預(yù)制氯丁橡膠可壓縮填縫料還未在快速施工項(xiàng)目中使用，但它可能是快速施工中理想的填縫料。5 RCC板塊接縫材料 嵌縫料應(yīng)用現(xiàn)狀 現(xiàn)在我國(guó)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。在施工中，PVC膠泥的加熱和灌人都是人工的，加熱溫度難以嚴(yán)格控制，保溫溫度也不能證，往往造成材料的各項(xiàng)路用技術(shù)性能都較差，達(dá)不到應(yīng)有的密封防水效果。并且在加熱和灌入過(guò)程中．放出有害氣體，污染環(huán)境，損害人體健康，致使PVC膠泥的應(yīng)用受到限制。橡膠改性嵌縫料和聚氨酯型嵌縫料性能較好，但價(jià)格很高。特別是常溫施工型嵌縫料．施工后一般需要12～24 h的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，并且適應(yīng)于彎道及坡道，特別是大坡道地段使用。 嵌縫料的研制是為了滿(mǎn)足我國(guó)水泥混凝土路面接縫養(yǎng)護(hù)的需求，已研制和生產(chǎn)的嵌縫料有 QF—94Ⅲ型和 QF—97Ⅳ型兩大種類(lèi)，它們均為加熱施工式嵌縫料。在嵌縫料研制中，解決了PVC膠泥不能加熱的難題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)材料的加熱及保溫溫度的自動(dòng)控制。同時(shí)優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，改進(jìn)了生產(chǎn)技術(shù)，使產(chǎn)品性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。6 RCC板塊修補(bǔ)材料 板塊修補(bǔ)材料的技術(shù)要求：快硬高早強(qiáng)，收縮小，具有一定的粘性，后期性能穩(wěn)定，強(qiáng)度發(fā)展與老混凝土基本同步，耐磨性高、耐久性好，施工和易性好。交通部025課題組推薦了兩種修補(bǔ)裂縫材料，其一時(shí)聚氨脂灌封料：由兩部分構(gòu)成A組為多元醇和二異氰酸脂的預(yù)聚體；B組為固化劑，按100∶，用于灌寬縫。其二是聚硫環(huán)氧灌縫料，也由兩組分構(gòu)成，兩者按16∶2配合，抗壓強(qiáng)度達(dá)32MPa，用于灌窄縫。西安公路學(xué)院（陳忠達(dá)、張登良），配制出ZC型早強(qiáng)劑（早強(qiáng)高效減水劑）用于水泥混凝土，％，， MPa，28d抗折彈性模量為32400 MPa。江蘇省公路局與東南大學(xué)開(kāi)發(fā)的KS(快凝)型修補(bǔ)材料；，前者按后者重量16～31％摻入。其3d強(qiáng)度： MPa，～ MPa，抗折彈性模量為26730～36700 MPa。江蘇省建筑研究院開(kāi)發(fā)的JK24型修補(bǔ)材料，％，配制的快硬混凝土， MPa， MPa， MPa。南京水利科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)了AS型超快硬膠凝材料：一種以冶金工業(yè)廢渣和化學(xué)激發(fā)劑為主要成分的水硬性膠凝此類(lèi)，可代替水泥直接與砂、碎石和水配成混凝土， MPa， MPa，這種材料對(duì)溫度較敏感，低溫時(shí)強(qiáng)度低，而且干縮性較大。廣東省公路局與同濟(jì)大學(xué)共同開(kāi)發(fā)了SBR改性混凝土修補(bǔ)材料，已經(jīng)在廣東省試用，取得一定效果。SBR改性水泥砂漿， MPa； MPa。 MPa。SBR用量為水泥重的10％。修補(bǔ)材料可歸納為三類(lèi)：其一，以快硬早強(qiáng)水泥為代表的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，這類(lèi)材料價(jià)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(diǎn)是：粘結(jié)性差，強(qiáng)度低，彈性模量高，易磨損，收縮性達(dá)，而且養(yǎng)生時(shí)間較長(zhǎng)。其二，以SBR為代表的聚合物改性水泥混凝土（砂漿），它是有機(jī)和無(wú)機(jī)的混合料，具有安全、易用等特點(diǎn)，由于聚合物的摻入，其抗壓、抗折強(qiáng)度顯著提高，但它的粘結(jié)強(qiáng)度較低，因此用它處理斷板裂縫時(shí)，效果是不夠理想的，對(duì)體積大而粘結(jié)強(qiáng)度要求不太高的修補(bǔ)是適用的。其三，以聚硫環(huán)氧樹(shù)脂為代表的聚合物混凝土（砂漿），其價(jià)格昂貴，但硬化很快，早期強(qiáng)度高，粘結(jié)強(qiáng)度比上述兩者都高得多。我國(guó)研制的有機(jī)物修補(bǔ)材料品種頗多，但都存在粘度大、滲透性差、難以施工等問(wèn)題。以上三大類(lèi)材料雖各有優(yōu)缺點(diǎn)，但都難以同時(shí)滿(mǎn)足混凝土路面對(duì)修補(bǔ)材料的要求。為此，廣東省交通科學(xué)研究所組織科技人員全力攻關(guān)，開(kāi)發(fā)了PCR混凝土路面修補(bǔ)材料，該材料具有早期粘結(jié)強(qiáng)度高、硬化速度快、粘度低、滲透性強(qiáng)、耐久性好、抗腐蝕性好及抗老化性強(qiáng)等特點(diǎn)，是一種很好的路面修補(bǔ)材料。7 水泥混凝土板塊加鋪瀝青層時(shí)的反射裂縫的控制國(guó)內(nèi)外普遍應(yīng)用斷裂力學(xué)，解釋反射裂縫形成的機(jī)理，并結(jié)合有限元數(shù)值方法分析反射裂縫的產(chǎn)生與擴(kuò)展，然而由于加蓋層與原道面有聯(lián)結(jié)層使道面結(jié)構(gòu)只有復(fù)雜性，加之材料參數(shù)具有變異性及不易準(zhǔn)確測(cè)定，因此理論分析解決不了反射裂縫，只能為設(shè)計(jì)提供一些參考。到目前為止，長(zhǎng)期的理論分析研究沒(méi)有給解決反射裂縫提供很好的設(shè)計(jì)方案。鑒于這種情況，各國(guó)提出了防治和延緩反射裂縫的技術(shù)途徑主要有三個(gè)，其一是減少原水泥砼板縫處的豎向和水平相對(duì)位移；其二是提高加蓋層瀝青砼的強(qiáng)度和拉伸能力，其三是設(shè)置防裂層，這也是提高其承載力減少豎向和水平相對(duì)位移的必須措施。我國(guó)對(duì)防裂層的應(yīng)用處于探索階段。 加鋪前的處治 加鋪前僅需對(duì)幾種嚴(yán)重的病害進(jìn)行處治，如對(duì)嚴(yán)重破碎板，沉陷、活動(dòng)的板進(jìn)行修復(fù)。處置工作量宜與鋪層的厚度綜合考慮，因?yàn)閷?duì)路面病害的處治，可提高現(xiàn)有路面的結(jié)構(gòu)值，相應(yīng)可減薄加鋪層的厚度。但是，不傾向用增加加鋪層厚度的方法來(lái)代替對(duì)現(xiàn)有路面病害的修復(fù)，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(xiàn)活動(dòng)，缺少排水系統(tǒng)、唧泥等，對(duì)這些病害必須進(jìn)行處治。 灑布粘層瀝青應(yīng)該說(shuō)在所有的剛性層上加鋪瀝青混凝土?xí)r，都應(yīng)該在剛性層上灑布粘層瀝青。粘層油用量過(guò)少不能全部覆蓋板表面，影響面板與AC層的粘結(jié)；用量過(guò)多，則形成較厚的自由瀝青將導(dǎo)致瀝青面層泛油。灑粘層油可采用灑布汽車(chē)或小型灑布車(chē)（機(jī)）進(jìn)行。 設(shè)置夾層(聯(lián)結(jié)層或應(yīng)力吸收層)通常認(rèn)為：溫度應(yīng)力引起反射裂縫的產(chǎn)生，并參與了其最初的擴(kuò)展，而荷載應(yīng)力加速了裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)展。針對(duì)其機(jī)理，在板塊與AC層設(shè)置夾層可預(yù)防或延緩反射裂縫產(chǎn)生。夾層有機(jī)織土工布、無(wú)紡?fù)凉げ肌r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。而各種材料對(duì)反射裂縫的防治效果是研究人員和建設(shè)者非常關(guān)注的內(nèi)容。國(guó)內(nèi)外的許多專(zhuān)家學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究。在國(guó)外，為了有效的防治反射裂縫，研究人員進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，并嘗試了多種防治反射裂縫的措施。1976年美國(guó)佐治亞州在舊混凝土道面上，對(duì)幾種土工織物防反射裂縫能力進(jìn)行的試驗(yàn)表明：在沒(méi)有應(yīng)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％。可見(jiàn)單純將厚度增加到16cm時(shí)，在3－4年內(nèi)其防裂效果還是不錯(cuò)的，但僅靠增加厚度耗資巨大，超過(guò)6年反射率還是較高的，如果能與其它有效措施結(jié)合使用將會(huì)大大減少反射裂縫。此后，Courard等人應(yīng)用細(xì)纖維和鋼絲網(wǎng)對(duì)罩面層進(jìn)行了加強(qiáng)。Botton， Caltabiano， Ishai等人對(duì)土工網(wǎng)格、土工織物等夾層類(lèi)措施進(jìn)行了試驗(yàn)室評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，這類(lèi)措施對(duì)防治反射裂縫有一定的效果。國(guó)內(nèi)對(duì)瀝青路面的反射裂縫問(wèn)題進(jìn)行了較多的探討，而對(duì)舊水泥路面上瀝青混凝土罩面層這類(lèi)復(fù)合結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究則很少。長(zhǎng)安大學(xué)通過(guò)足尺疲勞試驗(yàn)研究了土工織物對(duì)防止路面反射裂縫的效果，試驗(yàn)得出土工織物設(shè)置的合理層位為混凝土板與瀝青加鋪層間。在層間設(shè)土工織物時(shí)，瀝青加鋪層厚度越大，抵抗反射裂縫的能力越強(qiáng)，抑止反射裂縫的效果越好。就防止反射裂縫效果而言，無(wú)紡?fù)凉げ純?yōu)于有紡?fù)凉げ迹佋O(shè)土工布優(yōu)于接縫處局部鋪設(shè)。同濟(jì)大學(xué)通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)此進(jìn)行了較為深入的研究，并對(duì)防止反射裂縫的五種措施進(jìn)行了評(píng)價(jià)，即特種金屬網(wǎng)格SSG1（高2cm）APP土工隔柵(PG)土工布(GT)土工網(wǎng)(GG)。空軍某機(jī)場(chǎng)曾做過(guò)廢橡膠粉瀝青砼防裂層、土工布防裂層、大孔隙黑色碎石底層作為防裂層、APP改性油氈防裂層四種材料的施工試驗(yàn)：從現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐來(lái)看，APP改性油氈貼縫具有很好的適應(yīng)性，作為防裂層材料較為理想。空軍某研究所利用反射裂縫試驗(yàn)臺(tái)架(我國(guó)首臺(tái)的大型疲勞試驗(yàn)設(shè)備)模擬現(xiàn)場(chǎng)的道面狀況和實(shí)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(nèi)進(jìn)行足尺板的反射裂縫試驗(yàn)。為了研究APP的防裂效果，采用不同材料的防裂層進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：在瀝青砼加蓋層材料與厚度相同的情況，實(shí)驗(yàn)方法與條件等都一樣時(shí)，其APP改性油氈的防裂效果最好，它比不設(shè)防裂層的直接加鋪方式疲勞載荷重復(fù)作用次數(shù)提高約7倍，比編織土工布防裂層提高約3倍，比無(wú)紡?fù)凉げ继岣呒s2倍。北京建筑工程學(xué)院對(duì)SBS改性瀝青材料應(yīng)力吸收層進(jìn)行了研究，采用三軸試驗(yàn)或直接剪切試驗(yàn)評(píng)價(jià)材料的抗剪強(qiáng)度，采用拉拔試驗(yàn)評(píng)價(jià)材料的粘結(jié)力，采用滲水試驗(yàn)評(píng)價(jià)材料的防水性能。試驗(yàn)研究表明，水泥混凝土板的表面特性與粘結(jié)層的抗剪強(qiáng)度有密切的關(guān)系，粗糙的表面使水泥板和瀝青混凝土層間有更大的接觸面積，形成大的接觸狀態(tài)，抗剪強(qiáng)度最大，但拉拔強(qiáng)度與表面特性的相關(guān)性相對(duì)較小。應(yīng)力吸收層的抗剪強(qiáng)度均隨溫度變化較大，試驗(yàn)溫度升高，抗剪強(qiáng)度減小， 在抗剪、粘結(jié)力和滲水性方面都能較好地滿(mǎn)足使用要求 。總的來(lái)說(shuō)，目前對(duì)各類(lèi)措施防反射效果評(píng)價(jià)缺乏系統(tǒng)性，所得的結(jié)論在定量上也不一致。建議采用室內(nèi)試驗(yàn)和室外試驗(yàn)結(jié)合的方法，對(duì)預(yù)采用的夾層材料的防治反射裂縫效果進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)考慮多種因素做經(jīng)濟(jì)分析。建設(shè)者可據(jù)此考慮用何種材料。29 / 29