“微裂均质化处治再生技术”是一项用于公路大修的处治技术,包括对水泥混凝土路面的公路及上次大修加铺沥青混凝土层之前未对原水泥混凝土路面损坏的公路大修时的“微裂均质化”处治和对上次大修后有水稳层的公路再次大修的“微裂均质化”处治。
作为推广的“四新”技术主要指对水泥混凝土路面的公路及上次大修加铺沥青混凝土层之前未对原水泥混凝土路面损坏的公路大修时的“微裂均质化处治再生技术”,包含“微裂”和“均质化”两大内容。
“微裂”是通过采用专用设备在原水泥混凝土路面上人为制造许多微小裂缝(大部分裂透、宽度小于0.5mm)分散应力,解决公路大修“白改黑”后出现反射裂缝的难题。
“均质化”是采用专用注浆设备和一种具有流动性很好、渗透性很强、泌水少、凝固快、凝固后强度高并能与路基隋性物质反应形成结石体的特种注浆料对基层和底基层的脱空横缝和纵向裂缝进行特种注浆,并对原路面较深的坑槽和较宽的裂缝进行修补,使公路大修"白改黑“后的路基成为一个具有很高强度和承载能力的均匀承载荷载的刚强整体。
通过应用该技术,可以保留原水泥混凝土路面,使其在按该技术处治后获得“再生”。
该技术已在安徽、河南、湖北、广东、江西、福建、新疆、陕西、内蒙、湖南多个省份应用,应用时间最长的项目已有10余年时间,最大单体项目达35km/49万㎡。
一、“微裂均质化处治再生技术”的价值
1、1、经济价值
(1)采用该技术后可直接进行薄层加铺,一般加铺9㎝(5㎝+4㎝)沥青砼,不需加铺水稳层或ATB,可降低大修费用。
(2)采用该技术后加铺厚度小,路面抬高小,在低于路面的民房地坪和支路与公路交界处,可减少不小沥青砼摊铺量,从而降低一些费用。
(3)采用该技术后可建成长寿命路面,即在以后很长时间都不需要“开膛破肚”地作大修或加铺很厚的补强层,只需在沥青老化导致面层损坏后重新加铺沥青砼面层,即使个别部位的基层或路基出现了裂缝导致承载力有所降低的情况,对这些部位进行局部注浆即可。这样可为以后节省大量的公路大修费用,利在长远。
2、2、社会意义
(1)建一条水泥砼路难、损坏一条水泥砼路容易。采用该技术可以保留建之不易的原水泥砼路面,功在长远。
(2)采用该技术后加铺厚度小,路面抬高很小,避免了路面抬高导致雨水流到路边老百姓家中而引起矛盾。
(3)采用该技术后可直接进行薄层加铺,不需加铺水稳层或ATB,减少了砂石料、水泥、沥青的用量,有利于节能减排,能为我们国家实现“双碳目标”做出贡献。
(4)施工时产生的噪音小、灰尘少,有利于环保,对路边居民和施工人员身体危害小。
(5)施工时大部分时间不需要封闭交通,封闭时也只需半幅短距离、短时间地封闭,对交通的影响比采用传统技术要小得多。
二、“微裂均质化处治再生技术”研发背景
我国公路大修各地解决水泥混凝土路面“白改黑”后出现的“反射裂缝”难题主要采用国外引进的“多锤头破碎”和“共振碎石”两种技术,发现他们都有一个“通病”,即对原水泥混凝土路面的损伤太大。不少水泥混凝土路面原本比较好,仅仅由于在其上面加铺沥青路面需要解决“反射裂缝”问题就把它们破碎或振碎,实在可惜,经济损失也很大。二三十公分厚的水泥混凝土路面打造很不容易,一旦破碎或振碎就不能复原。“微裂均质化处治再生技术”既能有效消除“反射裂缝”又能尽可能小地损伤原路面、能尽可能多地保留原路面的承载力、使原路面再生利用。
三、“微裂均质化处治再生技术”原理
1、“微裂处治再生技术”原理
通过观察发现原来的水泥混凝土路面上加铺的沥青混凝土面层出现的裂缝位置对应于原来路面的宽裂缝,主要是大板块之间的接缝。通过分析,发现这些反射裂缝主要是由于下面的宽裂缝反复伸缩把上面的加铺层拉破的。下面的宽裂缝之所以能把上面的加铺层拉破,主要原因是在热胀冷缩时这些宽裂缝产生的伸缩量大。“微裂再生技术”的原理就是根据反射裂缝产生的原因,人为地在原来的水泥混凝土路面上制造出许多微小的裂缝(一般在0.5mm以内),故意将大板块变成很多相互嵌锁的小板块,使每块小板端头的微小裂缝在热胀冷缩时只能产生微小的伸缩量,没有能力拉破上面的加铺层,避免产生反射裂缝。
使用这种独特的消除反射裂缝的办法,可使原水泥混凝土路面避免被挖除的命运,获得“再生”。
2、“均质化技术”原理
对沥青混凝土路面的公路来说,面层只是功能层,承受荷载还是靠路基和基层,公路的使用寿命取决于路基和基层的强度。“均质化技术”的原理就是将原来路基和基层的纵向裂缝和横向裂缝(层间脱空)用特种注浆料“焊合”,使其成为一个刚强的均匀承载荷载的整体。
四、“微裂均质化处治再生技术”的专利
“微裂均质化处治再生技术”在研发过程中取得了18项专利。
五、“微裂均质化处治再生技术”标准
编制了《水泥混凝土路面微裂处治与加铺技术规程》。
六、“微裂均质化处治再生技术”特点
1、应用“微裂均质化处治再生技术”对原水泥混凝土路面损伤很小,避免了为了解决反射裂缝难题而毁掉或严重损坏好不容易花费大量资金修建的水泥混凝土路面。
2、应用“微裂均质化处治再生技术”的大修工程整体造价并不高。
3、应用“微裂均质化处治再生技术”的大修工程施工过程中对交通阻碍小、对环境影响小、对人员危害小。
4、应用“微裂均质化处治再生技术”的大修工程路表弯沉低于路表验收弯沉,并且在通车后会更低。
七、“微裂均质化处治再生技术”的应用效果
“微裂均质化处治再生技术”自2013年以来陆续在多个省份应用。从北到南、从市政道路到省道国道再到高速公路、从轻交通道路到重交通道路,应用“微裂均质化处治再生技术”解决反射裂缝的路段都没出现反射裂缝,事实证明该技术非常过硬。采用“微裂均质化处治再生技术”处理水泥混凝土路面后加铺沥青砼的路面长期平整,行车舒适性非常好。
部分采用“微裂均质化处治再生技术”的“白改黑”路段照片:
安徽滁州市2015年施工的S311线2021年状况
湖北赤壁2016年施工的107国道2021年状况
河南许昌2017年微裂施工的G311国道2021年状况
衡阳市2019年施工的耒阳107国道2023年状况
八、“微裂均质化处治”施工流程
1、“微裂均质化处治”施工流程:
现场踏勘→雷达扫描→微裂→弯沉检测→特种注浆→宽缝深槽修补
2、“微裂均质化”施工图片:
现场踏勘 雷达扫描
微裂
弯沉检测