水泥路面改造(重庆养护会议)-赵可

水泥路面改造(重庆养护会议)-赵可第一页，共73页。报告内容•

1、常见病害及其成因分析2、路面状况评价和相关资料收集3、检测——方法、判据、标准值4、水泥路面改造设计与施工5、水泥混凝土路面结构转换第二页，共73页。常见病害断板(施工期、运营期）角隅断裂与逢有关的病害第三页，共73页。断板第四页，共73页。第五页，共73页。角隅断裂第六页，共73页。断板原因••••••荷载应力+温度应力板的几何尺寸？基层类型？锯缝时机？超载？工程质量?第七页，共73页。年久失修第八页，共73页。“啃边儿”——碎裂第九页，共73页。轻度破碎第十页，共73页。轻度破碎第十一页，共73页。严重破碎第十二页，共73页。第十三页，共73页。错台••••传力杆？封缝材料？传荷能力差板底脱空

–

渗水

–

唧浆

–

基层类型？第十四页，共73页。年久失修的错台病害第十五页，共73页。唧浆••••••结构组合？基层材料？施工质量？荷载作用缝渗水板下脱空第十六页，共73页。磨光/麻面第十七页，共73页。磨光/麻面第十八页，共73页。板块修补第十九页，共73页。

路面状况评价和相关资料收集•

路面破损状况

断板率

平均错台量•••••接缝传荷能力和板底脱空状况交通状况路基路面结构和构造排水系统路面修建养护历史第二十页，共73页。等级优良中次差接缝传荷系数（%）kj≥80≥60，＜80(56~80)≥40，＜60(31~55)＜40(＜31)等级优良中次差断板率（％）≤5>5,≤10(6~10)>10,≤20(11~20)＞20平均错台量（mm）≤3(≤5)>3,≤7(6~10)>7,≤12(11~15)＞12(＞15)路面损坏状况分级标准接缝传荷能力分级标准第二十一页，共73页。破损状况•

路面状况指数PCI——作用？•

断板率第二十二页，共73页。检测——方法、判据、标准值承载力——如承载力不足（与行车荷载有关），

表现为大量断板，主要原因：设计问题（厚

度、结构组合）；

施工质量问题（厚度、砼强度、基层质量）•

强度：取芯，强度试验（试件，回弹），Rc与Rw的关系？回弹法为非标准方法。第二十三页，共73页。结构承载力•

路段代表弯沉？•

接缝传荷能力？•

钻芯劈裂强度？第二十四页，共73页。其它检测和调查•

基层承载能力？•

回弹模量——承载板法•

排水系统的状况•

水对基层的影响第二十五页，共73页。弯沉与弯沉差？？•

能评价水泥路面的承载力吗？水泥路面的弯沉盆是这样的吗？第二十六页，共73页。接缝处测试第二十七页，共73页。

与缝相关的病害脱空、错台、唧泥、断板、碎裂、沉陷•••••脱空——目测判别；仪器判别认识：①力学计算条件，不允许脱空

②一旦脱空，必恶性循环因此，对于检测方法及目的需正确认识。目的是判定竖向位移及其数值（统计方法）。原则上讲，存在脱空，就需处理，灌浆

方法：贝克曼梁最直观有效，用于无明显病害处及轻微错台、唧泥处，严重病害处已无需检测。第二十八页，共73页。关于缝两侧竖向位移差•••••如果作为是否处理的判据，需做以下工作：脱空状态下，板受力分析。目的：知道发生断板的临介状态。有此必要吗？沥青层（厚度、材料）受力分析。目的：对厚度，材料性能提出要求，不出现因竖向位移导致的剪切破坏——裂缝。经济上可行吗？实体工程试验验证，实测数据，修正模型工程应用效果验证第二十九页，共73页。水泥路面改造设计与施工•

针对具体病害，选用经济实用的技术对

策。首先考虑结构方案，再考虑构造、局

部病害处理方案。•

大方案：薄层罩面、结构转换型改造（白改黑）•

局部维修方案第三十页，共73页。水泥路面局部修补——换板•

注意：构造处理-拉杆、传力杆、灌缝材料和工艺。碾压式混凝土的合理应用。第三十一页，共73页。水泥路面板底脱空处理——注浆••

《交通世界》(2007

年7月)上的文章第三十二页，共73页。板下注浆第三十三页，共73页。断板、碎裂•

日常养护中，刚出现断板时，及时做灌缝处理。最为经济有效。•

表面无变形、唧浆的缝无需处理。•

对较宽的缝做灌缝处理。•

对于碎裂、沉陷部位，进行补强处理，所用材料、工艺需要专门设计。第三十四页，共73页。传荷能力差的接缝：设置传力杆第三十五页，共73页。设置传力杆第三十六页，共73页。设置传力杆第三十七页，共73页。设置传力杆第三十八页，共73页。错台•

错台处必然存在脱空•

注浆、铣刨、灌缝第三十九页，共73页。清缝第四十页，共73页。灌缝材料——高粘结力、高温不软化、低温下有良好的延展性第四十一页，共73页。

薄层罩面方案•

路面表面处理•

目的——保证层间连续•

技术手段——机械清扫、必要时铣刨或喷

砂凿毛•

粘层油——乳化沥青类、热沥青类•名称、型号、技术指标、用量、工艺等第四十二页，共73页。应力吸收夹层•

条铺——粘层油+土工布、抗裂贴（自粘型）•

满铺——粘层油+土工布、热喷改性沥青+碎石第四十三页，共73页。贴缝第四十四页，共73页。玻纤格栅施工第四十五页，共73页。水泥混凝土路面结构转换•

条石化——门板式破碎•

碎石化——多锤头破碎、表面共振破碎、冲击式压路机破碎第四十六页，共73页。–

1、条石化——板式打裂压稳技术（CS）–

２、碎石化——多锤头碎石化技术（MHB）第四十七页，共73页。板式打裂压稳技术——采用门板式重锤将水泥面板打裂成条石状，经重型胶轮压路机压稳后，达到稳定状态，成为承重结构层。条石化——打裂压稳技术第四十八页，共73页。条石化的适用条件板底脱空、错台病害为主的路段；断板率大于等于１０％的路段；原基层不是水泥稳定粒料类基层，并出现断板、唧浆、碎裂、错台等病害的路段；其它被认为适用于打裂压稳的情况。第四十九页，共73页。打裂压稳破碎设备打裂设备：装配有宽度为2.5米（？？）的板

式冲击锤，锤头重5吨，具备足够的能量使混

凝土路面产生全深度的开裂压稳设备：25吨的胶轮压路机。低于25吨时，应增加压实遍数，以达到规定要求。或超载汽车。第五十页，共73页。门板式破碎机第五十一页，共73页。打裂的效果第五十二页，共73页。强度形成机理•

水泥混凝土板经重锤砸后形成一条不规则

的裂缝，且裂缝不是沿着垂直于水泥混凝

土板厚的方向，而是带有一定的倾斜角

度，这样，“条石”间具有较大的嵌锁能力。

使用重型压路机对路面进行碾压之后，可

以消除脱空，使其成为具有高承载力且稳

定的“条石”基层。第五十三页，共73页。碾压第五十四页，共73页。打裂压稳施工工艺流程

试验破碎打裂

试验压稳压路机压稳撒布透层油加铺沥青面层的施工

确定打裂压稳工艺打裂压稳后路基强度检测第五十五页，共73页。打裂要求打裂效果应使75%以上的路面不规则开裂，条石宽可为80～100厘米。•

门板式冲击锤冲压1次即可将水泥板打裂

（细微裂纹），效率比较高，其破碎速

度约为500~1000m／h。第五十六页，共73页。

条石化处理技术的特点•

门板式破碎＋稳定压实工法适用条件：缝处理费

用过高；原基层承载力低或水稳定性差；•

优点：①施工速度快、施工费较低••②承载力高，故沥青层可减薄③砼条石顶面的构造性处理简单•

最便宜、有效的处理方案：整平后双层玻玕布＋

粘层油（防水下渗，亦防反射缝）+单层罩面•

缺点：不好计算•

几点认识：关于承载力；反射裂缝；竖向位移；

层间水；层间推移等。第五十七页，共73页。锤式破碎技术锤式破碎技术，是指采用落锤的低频振动等方式使旧水泥混凝土路面碎裂，进而用专用压实机械碾压形成下粗上细的碎石结构层。破碎设备将水泥混凝土路面破碎成一般小于３８厘米混凝土块，用以限制新铺的热拌沥青（ＨＭＡ）罩面上出现反射裂缝，并产生一个适应于沥青混合料面层的均匀基层。第五十八页，共73页。锤式破碎技术适用条件功能性罩面上出现大量反射裂缝大量错台、翻浆和角隅破坏超过25%的板开裂,超过20%的路面已经修补或需要修补,超过10%的路面需要开挖修补出现严重冻胀开裂或碱集料反映第五十九页，共73页。碎石化技术的设备多锤头破碎机(MHB)

该设备后部有2排重锤，具有橡胶轮胎，以柴油机作为动力源，该机械所携带的重锤的质量为454~544.8kg,分两排成对装配在整台机械的尾部（后排重锤对角地装配在前排重锤间隙中心），每对重锤单独地以一套液压提升系统为动力，在破碎时按一定规律下落，锤头的提升高度可在

0.8-1.3m之间调节，同时多锤头破碎设备具备一次破碎宽度达3.75m车道的能力，破碎机装备有帷幕以防止碎屑飞溅。重锤下落时可产生1.38~11.1kJ的冲击能量。这种机械的典型工作效率是3600-4500平米/台班。第六十页，共73页。Z型压路机

Z型钢轮压路机为单压实轮，自装配，自动力，携带Z

型钢箍通过螺栓固定在压实轮表面，振动压路机的最

小毛重不低于8吨，而且能进行振动压实。其作用为：①

保证轮下颗粒不至于向外

挤出；②

对表面颗粒有更好的压碎

效果，有利于表面平整。第六十一页，共73页。碎石化破碎机理•

多锤头碎石化的过程是一个能量转换的过

程，重锤自由落体将势能转化为动能，与

路面结构接触后，将动能的绝大部分转化

为路面结构各质点的动能和势能，从这个

意义上讲，多锤头碎石化与强夯是相似

的。波动理论在强夯相关研究中得到成功

运用并逐渐成熟，如果将土基上各路面结

构层次视为不同强度的介质层，则运用波

动理论分析多锤头碎石化机理仍然是合适

的。第六十二页，共73页。强度形成机理

随着混凝土颗粒粒径沿深度方向的递增，可以近似地将碎石化层分为松散层、碎石化层上部和碎石化层下部三个层次第六十三页，共73页。松散层

松散层强度的形成原理类似于纯碎石材料，属于松散粒料材料。由于缺乏胶结料，松散层是按嵌挤原则产生强度，它的抗剪强度主要决定于剪切面上的法向应力和材料的内摩阻角。由下列三项因素构成：1.

剪切面上粒料表面间的相互滑动产生的摩擦力2.

因剪切时体积膨胀而需克服的阻力3.

因粒料重新排列而受到的阻力第六十四页，共73页。碎石化层下部

经多锤头破碎形成的连通裂缝是碎石化层下部的不连续部位，它们的存在使混凝土块体间不能传递弯拉应力。但块体间的嵌锁咬合使连通裂缝产生了“拱效应”，从而具备传递剪力的可能。由于该层内块体已处于稳定的嵌挤平衡状态，任何块体的微小转动都受到其周围块体的约束，从而产生水平向的压力

。第六十五页，共73页。碎石化层的形成

Z型碾压后路面

光

轮

碾

压

后

的

路

面

破

碎

后

路

面撒透层油后的路面第六十六页，共73页。结构性丧失•

水泥混凝土破碎的程度是必须把握的重要标准。混凝土板

块越碎，强度结构性丧失的可能性越大；但破碎后粒径较

大时，其防止反射裂缝的效果又会受到影响。

100

反射裂缝适宜范围概率第六十七页，共73页。厚度范围板块顶面以上（松散层）上部1/2厚度（碎石化层上部）下部1/2厚度（碎石化层下部）粒径范围＜7.5cm＜22.5cm＜37.5cm•

并综合国外资料，高等级路面碎石化的粒径控制的标准如下：第六十八页，共73页。粒径检测及模量检测开挖试坑目测承载板试验第六十九页，共73页。模量

(MPa)模量

(MPa)锤头高度和锤头间距对回弹模量的影响28026024022085909510010511011512080125130高度(cm)6109

8刀锯(cm)7200

200180195190220215210205刀锯为7cm时落锤高度与模量的对应关系落锤高度为为110cm时落锤高度与模量的对应关系第七十页，共73页。