水泥混凝土路面病害处治.ppt

1、学习情境6水泥混凝土路面病害处治,路基路面病害处治,Page 2,情景六水泥混凝土路面病害处治,认识水泥路面各种病害,会编写水泥路面病害处治方案,掌握水泥路面各种病害处治方法,学 习 目 标,Page 3,学习任务,学习情境6水泥混凝土路面病害处治,任务6.1水泥混凝土路面病害类型认知,4,掌握水泥混凝土路面病害类型及分级；熟悉水泥混凝土路面病害类型的判别，熟悉水泥混凝土路面病害调查及评定方法。,能判别水泥混凝土路面病害类型，能进行水泥混凝土路面病害调查。,水泥混凝土路面病害类型； 水泥混凝土路面路况检测调查和评定,任务6.1水泥混凝土路面病害类型认知,主要内容,【学习任务1】认识水泥混凝土路

2、面病害类型，掌握各类病害的特点及分级方法。,6.1.1 水泥混凝土路面病害类型,一、水泥混凝土路面断裂类病害,病害类型,二、水泥混凝土路面竖向位移类病害,三、水泥混凝土路面接缝类病害,1纵向、横向或斜向裂缝和角隅断裂病害按裂缝缝隙边缘碎裂程度和缝隙宽度，可分为下列3个轻重程度等级： (1)轻微缝隙边缘无碎裂或错台； (2)中等缝隙边缘中等碎裂或错台； (3)严重缝隙边缘严重碎裂或错台大于10mm。 2交叉裂缝和断裂板病害 按裂缝等级和板断裂的块数可分为下列3个轻重程度等级： (1)轻微板被轻微裂缝分割成23块。 (2)中等板被中等裂缝分割成34块，或被轻微裂缝分割成5块以上。 (3)严重板被严

3、重裂缝分割成45块，或被中等裂缝分割成5块以上。,一、水泥混凝土路面断裂类病害,路面出现较大的竖向位移，影响行车的舒适和安全，这类病害主要按其对行车舒适性和安全性的影响划分为三个轻重程度等级： 1.轻微车辆以限速驶过时仅引起无不舒适感的轻微跳动。 2.中等车辆驶过时有产生不舒适感的较大跳动。 3.严重车辆驶过时产生过大的跳动，引起严重不舒适或不安全。,二、水泥混凝土路面竖向位移类病害,由于施工不当(接缝筑做，传力杆设置)或养护不及时，而出现唧泥、错台、拱起、接缝碎裂、填缝料失效等病害。 分为下列6种：接缝填缝料损坏；纵向接缝张开；唧泥和板底脱空；错台；接缝碎裂；拱起。,三、水泥混凝土路面接缝类

4、病害,水泥混凝土路面表层类病害，包括磨损和露骨、纹裂或网裂和起皮、活性集料反应、粗集料冻融裂纹，以及坑洞。,四、水泥混凝土路面表层类病害,【学习任务2】学习水泥混凝土路面路况调查知识，掌握水泥混凝土路面检验评定。能进行路况调查，填写路况调查表，完成路面评定。,6.1.2 水泥混凝土路面路况检测调查和评定,一、水泥混凝土路面路况检测调查,二、水泥混凝土路面使用性能（PQI）,路面状况调查和评定包含路面破损状况、结构承载能力、行使质量、抗滑能力、交通状况、路基和路面排水状况、路面修建和养护历史等7个方面内容。,一、水泥混凝土路面路况检测调查,水泥混凝土路面使用性能评价包含路面损坏、平整度和抗滑性能

5、三项技术内容。,二、水泥混凝土路面使用性能（PQI）,任务6.2水泥混凝土路面病害处理措施和方法,14,掌握水泥混凝土路面病害处理措施和方法；熟悉常见水泥混凝土路面病害处治方法，熟悉水泥混凝土路面再生利用的方法。,能合理选择水泥混凝土路面病害处治措施，并完成常见水泥混凝土路面病害处治。,水泥混凝土路面破损处治；水泥混凝土路面板下封堵；水泥混凝土路面表面功能修复；水泥混凝土路面整修；旧水泥混凝土路面再生利用,任务6.2水泥混凝土路面病害处理措施和方法,主要内容,6.2.1水泥混凝土路面局部破损处治,16,【学习任务3】学习水泥混凝土路面破损处治方法，掌握水泥混凝土路面局部破损处治要点。,一、水泥

6、混凝土路面裂缝维修,二、水泥混凝土路面板边、板角修补,三、水泥混凝土路面错台处治,四、水泥混凝土路面沉陷处治,五、水泥混凝土路面拱起处治,六、水泥混凝土路面坑洞修补,七、水泥混凝土路面接缝维修,八、表面类病害处治,九、路肩损坏病害处治,一、水泥混凝土路面裂缝维修,1裂缝的成因 水泥混凝土路面的裂缝情况比较复杂，产生的主要原因有： (1)路基基层承载力不足或基层强度不均匀； (2)接缝设置不当； (3)混凝土板设计厚度不足或基层平整度较差，使混凝土板厚不均匀； (4)地基不均匀沉降； (5)混凝土质量不佳等,2裂缝的处理方法 (1)扩缝灌浆法 对于宽度小于3mm且无剥落的轻微裂缝，未裂通时一般可

7、不予处理。宽度小于3mm的表面裂缝，可采取扩缝灌浆法。 (2)直接灌浆法 对宽度大于3mm且没有碎裂的裂缝，可采取直接灌浆法。 (3)条带罩面补缝 对贯穿全厚的大于3mm小于15mm的中等裂缝，宜采取条带罩面进行补缝。 (4)集料嵌锁法 (5)刨挖法 (6)设置传力杆法,一、水泥混凝土路面裂缝维修,二、水泥混凝土路面板边、板角修补,1路面板边剥落，板角断裂的成因 (1)接缝或纵横缝交叉处，水的浸入易产生唧泥、脱空、导致板边或角隅应力增大，产生破损或断裂。 (2)接缝处缺乏传荷能力或面板块边缘附近的传力杆失效。 (3)路面基层在荷载和水的作用下，逐渐产生塑性变形，使板边、板角应力增大，产生剥落和

8、断裂。 (4)面板边缘的接缝中嵌入硬物等。,2路面板边剥落、板角断裂修补方法 (1)板边修补 (2)板角修补,二、水泥混凝土路面板边、板角修补,三、水泥混凝土路面错台处治,1路面错台产生的主要原因 (1)路面基层碾压不密实，强度不足。 (2)局部地基不均匀下沉或采空区地基大面积沉陷。 (3)水浸入基层，行车荷载使路面板产生泵吸现象。 (4)传力杆、拉杆功能不完善或失效。,2路面轻微错台处治方法 (1)人工凿平法 (2)机械磨平法 (3)人工配合机械处治法 3路面严重错台处治方法 (1)沥青砂填补法。 (2)路面修补法,三、水泥混凝土路面错台处治,四、水泥混凝土路面沉陷处治,1路面沉陷的主要原因

9、 (1)路面基层稳定性不够，强度不均匀，造成混凝土板块不均匀下沉。 (2)排水设施不完善，地面水渗入基层，导致基层强度减弱，唧泥、板严重破碎造成面板沉陷。,2在路面边缘设置排水设施,四、水泥混凝土路面沉陷处治,3水泥混凝土路面板块顶升法 4路面板沉陷破碎处治,五、水泥混凝土路面拱起处治,1路面拱起的主要原因 (1)非高温季节施工时，胀缝设置间距过长或失效。 (2)接缝内嵌入硬物。 (3)夏季连续高温，使板体热胀。,2路面拱起的处理方法 (1)板端拱起但路面完好时，应根据拱起高低程度，计算多余板的长度，将拱起板块两侧附近12条横缝切宽，待应力充分释放后切除拱起端，逐渐使板块恢复原位。 图6-11

10、水泥混凝土路面板体拱起修复 1-拱起板；2-切除部分 (2)将横缝和其他接缝的杂物、灰尘 用空气压缩机清除干净，并灌入填缝料。,五、水泥混凝土路面拱起处治,六、水泥混凝土路面坑洞修补,水泥混凝土路面坑洞的产生，主要是粗集料脱落或局部振捣不密实等原因所致。发生坑洞面积不等，有的在一块板或多块板上出现。坑洞尽管对行车影响不大，但对路面的外观和表面功能都有较大影响，因此，应根据实际情况采取相应措施进行修补。,七、水泥混凝土路面接缝维修,1 路面板接缝病害产生的主要原因 (1)接缝材料的老化、脱落、软化和溢出； (2)垫料的老化、变形、脱落； (3)接缝结构、机能不完善； (4)接缝内嵌入硬物会造成接

11、缝处剥落或胀裂； (5)填缝材料和接缝板质量欠佳。,接缝板边出现碎裂时接缝的修复 (1)在破碎部位边缘，用切割机切割成规则图形，其周围切割面应垂直板面，底面宜为平面； (2)清除混凝土碎块，吹净灰尘杂物，并保持干燥状态； (3)用高模量补强材料进行填充，修补混凝土达到通车强度后，方可开放交通。,七、水泥混凝土路面接缝维修,八、表面类病害处治,表面类病害指表面起皮(剥落、露骨)等病害，其处治应根据公路等级和表面破损程度，采取不同的材料和施工方法进行 1.一般公路水泥混凝土板表面起皮宜采用稀浆封层加以处理。 2.对于面积较大的水泥混凝土面板表面起皮(剥落、露骨)宜采取稀浆封层或沥青混凝土罩面加以处

12、理。 3.高速公路水泥混凝土板表面起皮(剥落、露骨)，宜采用改性沥青稀浆封层或沥青混凝土加以处理。,九、路肩损坏病害处治,水泥混凝土路肩发生的除开裂、断角、轻度破碎等严重破碎外的各种病害为路肩轻度损坏，一般不需处理。 当路肩呈严重破碎时，应换板或翻修。,【学习任务4】学习水泥混凝土路面板下封堵处治方法，掌握水泥混凝土路面板下封堵处治流程及要点。 一、板块脱空判定 二、灌浆机具配备 三、灌浆材料 四、 板下脱空处治,6.2.2水泥混凝土路面板下封堵,一、板块脱空判定,一般可以通过现场破损调查、接缝弯沉差测试、落锤式弯沉仪FWD检测与探地雷达检测相结合的方式确定。 完好无断裂破碎的板块，板底也可能

13、存在脱空，这种类型的脱空难以判断。,二、灌浆机具配备,水泥混凝土路面板下封堵的灌浆设备，主要由压浆泵、灰浆搅拌机、胀卡头、水箱和30KW发电机组等组成。,三、灌浆材料,1路面板下灌浆材料应具有的性能 (1)早期强度高 (2)流动性好 (3)无离析、无泌水 (4)收缩小,四、 板下脱空处治,1准备 2钻孔作业 3砂浆制备 4灌浆作业 (1)灌浆时，应先灌注面板边缘的孔，再灌注面板中间的孔； (2)将灌浆机的喷嘴插入孔中，并压紧以防浆体由孔中流出； (3)启动灌浆机，进行灌浆； (4) 灌满板下空隙立即用木塞塞孔，防止浆体溢出，至浆体初凝，拨出木塞，用高标号砂浆封孔、抹平； (5)关闭压力泵，将灌

14、浆机移到下一个孔继续灌浆，待一块板灌浆完毕后，再移至其他板块灌浆； (6)灌浆区板下的浆体达到通车强度即可开放交通。,【学习任务5】学习水泥混凝土路面修复的方法，掌握水泥混凝土路面罩面技术（如薄层水泥砂浆罩面、沥青磨耗层罩面）、稀浆封层技术和刻槽的方法来改善和恢复水泥混凝土路面表面功能修复处治流程及要点。 一、薄层水泥砂浆罩面 二、沥青磨耗层罩面 三、稀浆封层 四、刻 槽,6.2.3水泥混凝土路面表面功能修复,6.2.4水泥混凝土路面整修,【学习任务6】学习水泥混凝土路面整修的方法，掌握水泥混凝土路面加铺技术方法流程及要点。 一、整块水泥混凝土路面板翻修 二、沥青磨耗层罩面 三、稀浆封层 四、

15、刻 槽,一、整块水泥混凝土路面板翻修,当路面产生严重的沉陷或严重的破碎板等病害，而且集中于一块板内时，正常的养护手段无济于事，只能通过整块面板的翻修，才能恢复其使用功能。 1清除混凝土碎块 2处治基层 3排水处理 4水泥混凝土翻修工艺,二、水泥混凝土路面部分路段修复,水泥混凝土路面部分路段损坏，一般是由于设计、施工、材料、工艺、交通量、超载、养护不当等因素造成，严重影响行车安全，对水泥混凝土路面损坏路段，必须进行彻底修复。,三、加铺新水泥混凝土面层,1普通混凝土加铺处治方式 (1)结合式加铺层 (2)直接式加铺层 (3)分离式加铺层 2钢筋混凝土加铺处治方式 3连续配筋混凝土加铺处治方式 4钢

16、纤维混凝土加铺处治方式,四、加铺沥青混凝土面层,由于沥青混凝土加铺层能有效地改善旧水泥路面的使用性能，同时能充分利用旧水泥路面，造价低，施工方便，且对交通及环境的影响小，因此，在国内外旧水泥路面改造工程中应用最多。,【学习任务7】学习水泥混凝土路面再生利用的方法，掌握水泥混凝土路面再生利用技术方法。 一、再生水泥混凝土路面 二、石灰、粉煤灰(以下简称二灰)稳定旧混凝土集料 三、水泥稳定旧混凝土集料 四、旧水泥混凝土碎块垫层 五、旧水泥混凝土碎石化技术,6.2.5旧水泥混凝土路面再生利用,一、再生水泥混凝土路面,对于大面积破损的旧水泥混凝土路面，通常将旧路面水泥混凝土回收，当旧水泥混凝土板块强度

17、达到石料二级标准时，可用作新的水泥混凝土集料。,二、石灰、粉煤灰(以下简称二灰)稳定旧混凝土集料,使用石灰、粉煤灰(以下简称二灰)稳定旧混凝土集料技术要求和施工，简述如下： 1旧水泥混凝土集料强度要求 水泥石强度达到三级标准，可作为基层集料。 2旧水泥混凝土用作集料粒径要求 集料的最大粒径不超过30mrn，压碎值30 石灰粉煤灰稳定旧混凝土集料的施工与二灰碎石施工工艺基本相同。,三、水泥稳定旧混凝土集料,水泥稳定旧混凝土集料的技术要求和施工，分述如下： 1旧水泥混凝土集料强度要隶 水泥石强度达到三级以上标准，可作为水泥稳定粉碎混凝土基层集料。 2旧水泥混凝土集料粒径要求 集料的最大粒径不超过3

18、0mm，压碎值30 3水泥 4混合料组成设计 5基层试验项目 6试件制备和试验 7施工温度要求 8混合料拌和、摊铺、碾压、养生,四、旧水泥混凝土碎块垫层,一般规定 (1)水泥混凝土路面破损状况属差级时，应将混凝土板破碎，作为底基层使用。 (2)在水泥混凝土路面两侧板底标高以下20cm20cm，开挖纵向排水沟，每隔20m开挖20cm20cm横向排水沟，排除路面积水。 (3)对水泥路面进行调查，在平面图上标注地下构造物，确定破碎混凝土板的范围。,任务6.3编写水泥混凝土路面病害处治的施工组织设计,48,掌握水泥混凝土路面病害处治施工方法；掌握水泥混凝土路面病害处治施工组织设计编写。,能按照施工安排

19、完成水泥混凝土路面病害处治施工，并能编写水泥混凝土路面病害处治施工组织设计。,施工组织设计一般包括四项基本内容,施工组织设计一般包括： 1.施工方法与相应的技术组织措施，即施工方案。 施工方案要突出水泥混凝土病害特点，采取针对性措施，这需要在充分做好路况调查基础上完成，对不同的病害类型采用不同的处治方法。 2.施工进度计划。 根据水泥混凝土病害及交通情况合理安排施工计划，由于水泥混凝土病害处治往往不能影响车辆交通，所以在组织施工时尤其要做好安全施工。 3.施工现场布置。 4.有关人员、施工机具、材料、施工用水、电、动力及运输等需求量及其供应办法。,四项基本内容,案 例,1. 公路修建和养护资料

20、 2.路面损坏状况检测 3.路面结构强度检测 4.病害原因分析,案例1旧水泥混凝土路面的检测与评价,公路起于，经，终点在，全长约27.0 公里。路线呈为东西走向，省道路段为双向 4 车道，城镇段为双向六车道。现状路面建于 1993 年，为水泥混凝土路面。现状公路采用原规范一级公路标准，计算行车速度为 60km/h。 道路现状有长约 7.0 公里两侧路基不同高，大部分为左边比右边高，其原因主要是道路维护时，在路线左幅增加了新的水泥板，而右幅为原来未改造的旧水泥面板，所以也就比较破碎，路面损坏现象非常严重。为防止路面进一步损坏，提高路面的服务水平和通行能力，拟对本项目进行大修改建。,1. 公路修建

21、和养护资料,调查内容包括:路面修建情况、路面表观调查、FWD 检测、路面雷达检测、路面钻芯取样、平整度检测、交通量以及排水设施调查等，对路面的破损原因进行深入的分析。,2.路面损坏状况检测,道路按上行方向和下行方向分别评价，具体路面病害的类型、位置和破损程度按每 10 米为单位进行记录，最后计算破损率 DR 以及路面状况指数 PCI（见表 6-16）,路段的典型损形式如图 6-20 和图 6-21 。,图 6-20 水泥混凝土板块破碎,图 6-21 水泥混凝土板块裂缝,（1）接缝传荷能力和板底脱空状况调查评定 （2）路面钻芯取样 （3）平整度检测 （4）交通量与轴载谱调查,3.路面结构强度检测

22、,原因有以下几点： （1）交通量大、重车多、超载现象严重 （2）排水设施不完善 （3）施工技术和工艺滞后,4.病害原因分析,1水泥混凝土路面板底压浆工艺流程： 1.1制定方案 1.2布设压浆孔 1.3准备并检查相关设备 1.4确定压浆顺序 1.5浆体材料配合比 1.6材料及拌和 1.7压力确定 1.8压浆操作 1.9试块的制作,案例2压浆及错台板处治方法的应用,2错台处理 高速公路上，当错台高度达1cm时，需进行铣刨，用铣刨机对相应的错台板进行处治。铣刨前先用3m杆测出需要铣刨的高度及相应的宽度，一般情况下错台板铣刨宽度为错台板缝起逆向1m左右。,高速公路K108+340K121+070段大修

23、工程中采用国内外较为先进的冲击压实改造技术，并加铺20cm厚6%水泥稳定碎石基层+10 cm厚AM-20沥青碎石调平层+8 cm厚AC-25改性沥青混凝土混合料中面层+4 cm厚SMA-13改性沥青混凝土罩面层，以此提高路面质量和路面通行能力。,案例3旧水泥混凝土再生利用,1冲击碾压技术的概述 1.1冲击碾压技术主要施工领域 我国很多施工项目采用了冲击碾压技术，其应用领域如下：高路堤、路床、填挖交界路基的冲击增强补压；湿陷性黄土等软弱地基、路堑的冲击碾压处理；路堤等的分层填筑冲压；旧砂石路、旧沥青路的冲击碾压与加宽部分的增强补压；旧水泥混凝土路面的冲击破碎碾压等。,1.2冲击压实机破碎压实机理

24、 冲击压实机的压实功能来自两个方面：一是冲击轮的自重，这与一般压路机的压实机理一致；二是冲击轮滚动时所产生的冲击动能。,1.3冲击压实技术改造采用的主要设备 压实技术改造采用的主要设备为五边形双轮冲击式压路机，它具备足够的能量使路面产生全深度的开裂。附属设备包括：弯沉车、洒水车、履带式凿岩机、发电机、清扫设备和手动设备，以及全站仪、水准仪、弯沉仪。,2施工准备工作 2.1施工前准备 2.2清除原有的沥青修复材料 2.3调查与标记构造物,3旧水泥面板冲击压实技术改造的施工方案 3.1一般要求 冲击碾压宽度不宜小于6 m，单块施工面积不宜小于1 500 m2，工作面较窄时需设置转弯车道，冲压最短直

25、线距离不宜少于100 m。,3.2冲击压实工艺 冲击压实工序：对沿线桥梁、涵洞及通道进行进一步调查确定冲击压实施工路段清扫施工范围埋设观测点冲击压实施工弯沉、沉降量检测清扫表面施工稳定碎石基层洒布沥青封层施工沥青混凝土面层。,4冲压碾压破碎、稳固旧水泥混凝土路面的质量控制 4.1打裂破碎大小要求 打裂效果应使路面75%以上的面积产生不规则的开裂，旧水泥混凝土路面板块宜破碎为50cm左右的板块，各板块之间应相互嵌锁，不应过度破碎松散。 4.2冲击压实技术改造弯沉要求 冲击碾压后的沉降应趋于稳定，一般以最后2遍的平均沉降量不超过5 mm为准，或者其平均沉降量的5%10%。 4.3冲击压实遍数要求

26、控制冲压遍数，五边形冲击压路机1020遍，根据原路面状况通过实验确定。如果冲击25遍后旧水泥混凝土板仍未达到预期效果，应停止冲击压实，考虑采用别的方法进行冲击压实技术改造。,4.4施工质量管理 冲击碾压施工质量管理以施工工艺、破碎度指标控制为主，结合沉降量与弯沉等指标进行控制。,4.5冲击碾压各检测指标的方法与频度要求 (1)冲击压路机型号：冲击轮的外形尺寸、重量以及由此计算出的静势能，开工前检测一次。 (2)破碎度：可通过尺量、人工描绘等方式确定混凝土面板的破碎程度，抽检总板块数的2%。 (3)沉降量：沉降量的检测每2 000 m2检测20个点，计算时应取其算术平均值。,一、 编制说明及总体

27、思路 二、工程概况 三、碎石化技术采用的设备 四、碎石化前的准备工作 五、破碎试验路段 六、碎石化施工控制和要求,案例4水泥混凝土路面碎石化维修施工组织,1.编制依据 （1）所需改造路段水泥混凝土路面破坏现状。 （2）有关水泥混凝土路面碎石化的技术资料。 （3）交通部现行的规范及标准。 （4）国内水泥混凝土路面碎石化项目的实施经验总结。,一、 编制说明及总体思路,2.编制原则 遵守并响应招标合同文件各项条件要求，认真贯彻业主或监理工程师及其授权人士或代表的指示、指令和要求。严格遵守合同文件明确的设计规范、施工规范和质量评定与验收标准。,3.总体目标 本项目的总体目标分质量目标、安全目标、文明施

28、工目标和工期目标等四个方面： （1）质量目标：在施工过程中，我们将确保全部工程达到有关的工程质量验收标准，确保该工程为优良工程。 （2）安全目标：杜绝因工亡人事故，避免重伤，因工受伤事故率控制在0.5以下。 （3）文明施工目标：达到业主对文明施工的要求。 （4）工期目标：确保在工期内完成所有的承包工程。,二、工程概况 本段旧水泥路面路面面板断板错台现象、沉陷现象比较严重，情况较复杂。另外，水泥混凝土路面也出现了坑洞、露骨、拱起、平整度差、卿泥、裂缝等破坏，路面破损率较大。,三、碎石化技术采用的设备 1.多锤头水泥混凝土路面破碎机 多锤头水泥混凝土路面破碎机(主要技术参数见表6-18),2.专用振动压路机 YZ18(Z型轮)振动压路机是山东公路机械厂生产的用于水泥混凝土路面破碎配套施工的专用机械，携带专门加工的钢箍通过螺栓固定在振动钢轮表面。它用于破碎水泥混凝土路面后的表层补充破碎并压实其表面。,四、碎石化前的准备工作 1. 清除水泥混凝土路面 2.隐藏构造物的调查与标记 3.与桥梁连接段的路面 4.交通管制 5.其他要求,五、