高速公路养护维修新理念

高速公路养护维修新理念----高速公路病害综合处治技术河南万里路桥集团厦门·2014年01月一、常规的高速公路养护维修技术1.稀浆封层；微表处；超薄磨耗层2.罩面；铣刨摊铺3.热再生从使用效果看，上述常规的高速公路养护维修技术并没用彻底解决我国高速公路的病害问题上述技术大多是从国外引进的，这些技术在国外效果非常好，如稀浆封层、热再生等，为什么到中国就失灵了呢？主要原因是上述技术治标不治本！二、国内高速公路结构与建设的差异对比从上表对比可以看出，我国的半刚性基层沥青路面高速公路主要病害大多从基层产生，然后从基层向面层发展。路基质量原因也会造成基层和面层的病害。常规的高速公路养护维修技术，未能从根本上解决路基、路面基层病害，治标未治本，经常出现前修后坏的现象。国外我国结构形式结构形式全厚式路面半刚性基层沥青路面病害一般不发生基层病害基层易产生裂缝、脱空病害建设特点建设周期建设周期长建设周期短特点自然沉降充分自然沉降不足病害一般不发生路基病害路基易产生沉陷、强度不足等病害三、高速公路养护维修新理念路基病害处理路面基层病害处治沥青面层病害处治实施常规的养护维修我们的新理念：综合处治根治病害保障畅通降低投入综合处治根治病害从下到上，打破常规，从路基到基层，再到面层处治病害将裂缝处理作为重点标本兼治保障畅通降低投入非开挖，速度快，交通干扰小无需养生，快速放行施工环保，成本低按我们的新理念，采用新技术先处理路基和路面基层病害，再采用常规技术处理面层，更能充分发挥常规路面养护技术的作用三、高速公路养护维修新理念四、高速公路病害综合处治系列技术裂缝焊接技术——主要用于解决反射裂缝问题高聚物注浆技术——主要用于解决基层、面层脱空问题CGMT路基非开挖快速加固技术——主要用于解决路基湿软、强度不足引起的病害“高速公路病害综合处治”系列技术之一——裂缝焊接技术一、裂缝对道路的危害裂缝是高速公路最常见的病害之一，并且伴随高速公路的整个使用周期，对高速公路存在相当大的危害。在所有裂缝中发生最多且最不易处理的为半刚性基层的反射裂缝。路面一旦出现裂缝就很容易导致水的下渗，当外部荷载作用下，在结构层内部产生冲刷，从而导致裂缝发展加快，而半刚性基层水稳性较差，极易产生水损害，造成基层松散破坏，最后导致路面结构性破坏，影响路面的使用功能。二、常规裂缝处治技术灌缝、封缝或嵌缝带处理裂缝主要存在以下缺陷：只能部分解决临时封水问题，无法杜绝从中分带向裂缝中渗水。无法处理细小的裂缝和支缝，封水效果差。不能与沥青路面和基层有效结合形成整体，解决不了因裂缝产生的结构性破坏问题。灌好的缝容易开裂，灌缝后只能维持很短的时间。施工前，不对裂缝病害进行检测。施工后，质量验收检测不全面。三、裂缝焊接技术与常规裂缝处治技术对比常规灌缝示意图裂缝焊接示意图三、裂缝焊接技术与常规裂缝处治技术对比通过裂缝专用检测设备对裂缝的宽度及深度进行检测分析，根据检测结果并通过专用的焊缝设备把焊缝材料从裂缝下部向上对裂缝进行填充，使焊缝料充分填充道路裂缝的整个缝隙。路面裂缝焊接技术能将半刚性基层沥青路面的裂缝病害从底基层、基层到沥青面层一并解决，从而将断开的路面裂缝有效连接为一个整体，对路面的裂缝进行结构性的修复。四、裂缝焊接成套技术（1）路面裂缝检测（2）路面裂缝焊接料（3）路面裂缝焊接设备（4）路面裂缝焊接施工工艺（5）质量检测与验收四、裂缝焊接成套技术（1）路面裂缝无损检测技术（核心技术）探地雷达用于裂缝检测的工作原理：混凝土介质的介电常数与空气介质的介电特性有较大差别，若其中存在裂缝或空洞，雷达信号就会被反射，测试回波信号的幅度会明显增强，在雷达检测剖面上形成明显的异常。发射(transmit)探地雷达工作原理示意图接收(receive)记录(record)地面回波(groundecho)目标反射(objectreflection)根据“异常点”的雷达波响应特征、单一均匀介质中垂直裂缝的雷达波响应特征、多层均匀介质中垂直裂缝的雷达波响应特征等原理，得到多层均匀层状介质中存在裂缝的数学模型及其雷达波响应数值模拟剖面图。利用我们开发的专用软件对剖面图进行分析，识别裂缝的横向位置、上端点深度和相对宽窄等特征等，进而确定裂缝的位置、深度、宽度。四、裂缝焊接成套技术探地雷达进行检测路面裂缝四、裂缝焊接成套技术探地雷达检测出的裂缝剖面波形图distance(m)430435440445450455depth(m)time(Ns)四、裂缝焊接成套技术（a）垂直裂缝（b）倾斜裂缝图雷达检测出的裂缝波形图distance(m)446448distance(m)432434depth(m)depth(m)四、裂缝焊接成套技术（2）路面裂缝焊接料采用新型高分子合成材料具有以下特性无需加热，常温施工。良好的渗透性，能处理细小的裂缝和支缝。粘结性高，与沥青面层和基层有效结合成整体。具有一定的弹性，能够适应沥青面层和基层的温缩变形，焊接好的裂缝结构稳定，寿命长，不需要反复处理，节约人力财力。四、裂缝焊接成套技术（3）路面裂缝焊接设备四、裂缝焊接成套技术（4）路面裂缝焊接施工工艺封闭作业区→裂缝检测→施工放线→裂缝防护→钻孔→清孔→下注浆管→安装注浆帽→焊缝施工→现场清理→开放交通四、裂缝焊接成套技术（5）质量检测与验收取芯检测通过取芯观察裂缝焊接效果，并对基层芯样进行无侧限抗压强度试验，对沥青面层芯样进行劈裂强度试验。雷达无损检测通过地质雷达检测裂缝焊接料填充裂缝的密实程度。渗水试验在裂缝焊接处进行渗水试验，检测裂缝焊接效果。四、裂缝焊接成套技术专利成果证书五、裂缝焊接技术的优势独有的裂缝检测技术，能够准确的检测出裂缝（包括隐形裂缝）的宽度及深度；焊缝材料的高强性及高粘结性能，并且具有一定的弹性，能够适应道路的温缩变形；独有的施工工艺，能够使焊缝材料充满整条裂缝，起到防水及结构性修复的目的；此技术通过专用的焊缝材料能够有效地解决基层中的反射裂缝，阻止裂缝的发展及外界雨水的侵入，从而提高道路的使用寿命。采用常温施工，无需加热路面裂缝焊接料，无需养生，快速放行。六、裂缝焊接技术的适用范围基层完好的沥青面层裂缝贯穿沥青面层和基层的反射裂缝沥青面层、基层、底基层任何结构层位的隐形裂缝七、裂缝焊接技术应用案例裂缝焊接技术已在许昌-平顶山-南阳高速、连霍高速郑州段、江西赣粤高速、湖南长沙绕城高速、安徽合六叶高速等路段成功应用。通过现场取芯验证取得了良好的效果，有效的阻止了外界雨水的进入，经过两年以上时间的观察，裂缝没有进一步的发展。七、裂缝焊接技术应用案例七、裂缝焊接技术应用案例七、裂缝焊接技术应用案例七、裂缝焊接技术应用案例安徽合六叶高速焊缝施工与取芯效果七、裂缝焊接技术应用案例裂缝焊接料填充基层和沥青面层“高速公路病害综合处治”系列技术之二——高聚物注浆技术一、路面基层脱空传统处治方法（1）开挖式维修周期长造价高对交通干扰大产生大量废料一、路面基层脱空传统处治方法（2）水泥压浆“压”浆注浆压力注浆材料（水泥、粉煤灰、水、外掺剂）养生要求脆性材料（抗拉强度低）耐久性差二、高聚物注浆材料非水反应类双组份弹性体双组份发泡体水敏感型水不敏感型高聚物注浆材料水反应类亲水型疏水型开孔材料闭孔材料高聚物注浆材料属于：非水反应类双组份发泡体闭孔材料水不敏感型二、高聚物注浆材料高聚物注浆材料的特点：1）高膨胀性：高聚物材料的自由膨胀比可达20:1，可以填充脱空，同时可以进一步压密周围介质。2）轻质：反应后形成的固体材料自重轻，其密度不到水泥浆或沥青材料的10%。3）超强：高聚物材料能够迅速固化，可在15分钟内达到其最终强度的90%。材料具有良好的弹性，并具有较高的抗拉强度。4）防水：固化后材料具有良好的防水性能。5）耐久：材料稳定耐久，在地下可达百年以上。6）安全：对环境无污染。三、高聚物注浆加固机理按照一定配比，向地基中注射多组份高聚物材料，材料发生反应后，体积迅速膨胀，并形成泡沫状固体，达到加固地基、填充脱空的目的。高聚物注浆以其快速膨胀压力，填充了路面以下的空隙，挤出其中的水份，从而大大提高路基及路面强度，使得路基路面形成坚固的有机整体。通过压力（7MPa）将高分子材料注入路面裂缝和空洞中，经过扩散、胶凝、固化，恢复路面整体性。四、高聚物注浆适用范围处治路面基层的脱空、唧泥、翻浆等病害。五、高聚物注浆施工工艺流程封闭作业区→损坏路面定位→标记注浆孔位置→注浆前检测→钻注浆孔→下注浆管→安装注浆头→注浆→开放交通→检测验收六、高聚物注浆施工质量要求①注浆后既要填充脱空，又不抬升路面；②注浆前对每条缝进行弯沉检测；③注浆前弯沉值大于300微米的点注浆后进行复测；④注浆前后弯沉值应达到的标准：⑤注浆后弯沉值达不到上述标准的，应实施补注，直至达到标准。注浆前弯沉注浆后弯沉300～500微米平均值降低30％以上≥500微米≤400微米七、高聚物注浆施工效果注浆前后弯沉对比结果七、高聚物注浆施工效果注浆前后弯沉对比结果七、高聚物注浆施工效果注浆前注浆后注浆前弯沉平均值注浆后弯沉平均值弯沉值平均下降百分比≥300微米点数46639618354%≥400微米点数270≥500微米点数190注浆前后弯沉值统计表七、高聚物注浆施工效果注浆后取芯效果八、高聚物注浆处治高速公路病害的技术优势施工快捷，快速开放交通；注浆材料绿色环保，不污染环境；深入基层处治病害，修复效果持久；原位加固，节约养护成本。2002000400012000230031003400430086001900094011001200020004000600080001000012000140001600018000200001998199920002001200220032004200520062007200820092010年度万元应用高聚物注浆前后年度维修费用支出对比九、高聚物注浆应用案例连霍高速公路郑州-开封段107国道郑州黄河桥段连霍高速公路洛阳段连霍高速公路三门峡段京港澳高速公路漯河-漯马店段南洛高速公路漯周界段江西昌泰、昌樟高速公路兰南高速公路尉许段兰南高速公路许平南段“高速公路病害综合处治”系列技术之三——路基非开挖快速加固技术（CGMT碎石桩）一、CGMT技术的适用范围CGMT（CementGravelMixingTrenchless）解决由于各种原因造成的路基压实度低、含水量过高形成的路面沉陷、唧泥、翻浆、桥头跳车、路基滑移等路基路面病害问题。二、CGMT桩加固机理CGMT路基加固处理技术通过对路基土置换挤密、吸收降低水分等形成复合路基，降低了路基填料的含水量，对原有土体进行挤密，使桩周围一定范围内土层密实度提高，提高了路基的整体强度。二、CGMT桩加固机理置换挤密作用：CGMT施工时，用水泥碎石置换原路基填料，再夯实处理，对原有土体具有挤密作用，使桩周围一定范围内土层密实度大大提高，增加了地基整体抗剪能力，提高了承载力，防止地基产生滑动破坏。吸收水分作用：CGMT具有吸收桩间水分作用，有利于降低路基填料的含水量。排水作用：可将滞留在路面结构层底部与土路基顶部之间的水分排出，消除翻浆。复合路基，复合地基作用：CGMT于桩间土形成复合地基，复合路基，有利于提高地基、路基的整体强度。桩底嵌入原地面以下，防止路基纵横方向滑移。三、CGMT施工工艺流程放线三、CGMT施工工艺流程取芯三、CGMT施工工艺流程钻孔三、CGMT施工工艺流程回填四、CGMT施工控制要点CGMT桩是一种新型的路基加固技术，具有很好的功效。但同时要使其功效发挥的淋漓尽致也需要一定的技术来保证，因此施工中的质量和技术控制非常重要。(1)采用钻机成孔，成孔垂直度应控制在1.5%以内，中心偏差小于50mm，成孔直径不小于设计直径，成孔深度不小于设计深度。(2)成孔和孔内回填夯实的施工顺