一種預(yù)防舊水泥路面加鋪瀝青反射裂縫的接縫構(gòu)造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及道路與交通工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種預(yù)防舊水泥路面加鋪浙青反射裂縫的接縫構(gòu)造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥混凝土具有的良好的抗變形能力和水穩(wěn)定性，19世紀(jì)80、90年代各地大量建設(shè)水泥混凝土路面。目前我國很多地區(qū)或城市道路中水泥混凝土路面面臨維修改造，采用較多的舊水泥路面改造技術(shù)方案是舊水泥路面上加鋪浙青罩面。
[0003]由于舊水泥路面加鋪浙青罩面自身結(jié)構(gòu)的特性，使用一段時(shí)間后，浙青加鋪罩面層在車輛荷載和溫度的作用下極易出現(xiàn)裂縫。造成加鋪浙青面層反射裂縫的原因是舊水泥板的水平位移和在板縫兩側(cè)的相對垂直位移。板縫產(chǎn)生兩側(cè)垂直位移的原因是行車荷載。對于存在板底脫空的水泥混凝土路面，下層舊混凝土板塊的接縫處，混凝土板快無法跟隨基層變形，混凝土板塊間不能協(xié)同工作。行車荷載作用下混凝土面層板接縫處將產(chǎn)生比較可觀的附加應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)處于不利受力狀態(tài)。在行車荷載的反復(fù)作用下，加鋪層受到兩種應(yīng)力的反復(fù)作用，因此隨著時(shí)間延長，加鋪層對應(yīng)裂縫位置的上下表面會出現(xiàn)反射裂縫，并沿著結(jié)構(gòu)厚度方向擴(kuò)展，最終形成貫通整個(gè)加鋪層的反射裂縫。對于沒有出現(xiàn)脫空，層間接觸條件良好的加鋪層路面，行車荷載對反射裂縫的產(chǎn)生的影響不明顯，但對反射裂縫在加鋪層中的擴(kuò)展產(chǎn)生極大影響。水平位移是由環(huán)境溫度及濕度變化引起的。季節(jié)的溫度變化造成水泥板的收縮與膨脹，晝夜的溫度以及濕度變化都會造成就水泥板的變形，從而引起水泥板接縫處的水平位移，使加鋪層在與舊水泥混凝土路面板接觸位置處產(chǎn)生應(yīng)力集中，誘發(fā)加鋪層層底反射裂縫的產(chǎn)生。隨后在行車荷載的反復(fù)作用下，裂縫逐漸沿厚度方向貫穿整個(gè)加鋪層。水平位移的大小與板的大小有關(guān)，板越大，水平位移也越大。就舊水泥路面加鋪浙青結(jié)構(gòu)而言，垂直位移應(yīng)當(dāng)是大部分水泥路面加鋪浙青面層層反射裂縫產(chǎn)生并發(fā)展的主要原因。因此采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ畲蟪潭壬蠝p小板間豎向相對位移是延緩反射裂縫出現(xiàn)的主要手段。
[0004]現(xiàn)有防止反射裂縫的技術(shù)措施主要集中在加鋪層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，有:(1)加大浙青加鋪層厚度；(2)加設(shè)土工格柵或土工布作為防水層；(3)利用被加筋材料的粘結(jié)嵌鎖作用，增設(shè)網(wǎng)狀加強(qiáng)筋；(4)增設(shè)應(yīng)力吸收層，如設(shè)置開級配大粒徑浙青碎石應(yīng)力吸收層。方案(I)、(4)通過增加加鋪層的厚度可以影響反射裂縫出現(xiàn)的位置和形態(tài)，卻不能有效地減緩裂縫的擴(kuò)展速度防止反射裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。同時(shí)，增加浙青加鋪層厚度的方法一方面受到路面標(biāo)高的限制，另一方面必將增加路面造價(jià)，而且在夏季高溫情況下浙青混合料高溫蠕變易產(chǎn)生車轍，也就失去了由于舊水泥混凝土板作基層所產(chǎn)生的強(qiáng)基薄面的優(yōu)勢。方案(2)、(3)對荷載型反射裂縫的效果有限，但施工工藝比較復(fù)雜，且不利于加鋪復(fù)合結(jié)構(gòu)的層間抗剪。
[0005]水泥混凝土路面板塊間設(shè)置接縫是為了消除溫度變化所引起的溫度應(yīng)力，防止溫度變化所產(chǎn)生的路面損壞，但是從水泥凝土路面板承受荷載的角度來看，板間接縫的存在削弱了混凝土板的整體性，特別是在車輪荷載行駛經(jīng)過板間接縫時(shí)，板縫兩側(cè)的相對垂直位移越大，舊水泥板塊的應(yīng)力集中越明顯，反射裂縫病害也越嚴(yán)重。
[0006]行車荷載的反復(fù)作用是舊水泥路面浙青加鋪結(jié)構(gòu)反射裂縫出現(xiàn)的重要誘因.數(shù)值計(jì)算分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在車輛荷載作用過程中，原水泥路面接縫處兩側(cè)板邊彎沉差過大導(dǎo)致浙青層底面應(yīng)力過大而開裂，而后裂縫向加鋪層表面擴(kuò)展形成路表裂縫.針對浙青加鋪層的這種破壞模式，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將重點(diǎn)放在對原水泥路面彎沉差和平均彎沉的控制上.在不同加鋪層厚度情況下，隨彎沉差變化，加鋪層底面接縫處剪應(yīng)力有基本相同的變化規(guī)律。即彎沉差較小，隨彎沉差增大，面層剪應(yīng)力迅速增加；當(dāng)彎沉差增加到一定程度以后，剪應(yīng)力呈現(xiàn)緩慢增加趨勢.這種變化規(guī)律說明，加鋪浙青層時(shí)，若原水泥路面接縫處傳荷情況非常好，浙青加鋪層反射裂縫開裂壽命主要依賴原水泥路面接縫處傳荷能力衰減的速率；若彎沉差處于較高水平，那么浙青加鋪層的剪應(yīng)力從開始加鋪就處于持續(xù)較高的水平，反射裂縫出現(xiàn)的速率就會比較快，此時(shí)加鋪層的開裂壽命主要依賴于加鋪層的厚度。但通過增加加鋪層的厚度來延緩剪切型反射裂縫的出現(xiàn)是不經(jīng)濟(jì)的。因此，加鋪浙青層之前嚴(yán)格控制原水泥路面接縫處彎沉差是延緩反射裂縫出現(xiàn)的最有效措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種預(yù)防舊水泥路面加鋪浙青反射裂縫的接縫構(gòu)造方法，以控制原水泥路面接縫處彎沉差，防止和減緩舊水泥路面加鋪浙青罩面反射裂縫的出現(xiàn)。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種預(yù)防舊水泥路面加鋪浙青反射裂縫的接縫構(gòu)造方法，其特征在于，所述步驟為:
a)舊混凝土面板的彎沉預(yù)處理:對需要接縫加固的兩塊舊混凝土面板進(jìn)行板間彎沉差測定，挑選出彎沉差測定超0.04mm以上的舊混凝土面板；
b)植筋預(yù)處理:對彎沉差測定值在0.04mm以上的舊混凝土面板進(jìn)行植筋預(yù)處理，在兩塊舊混凝土面板接縫處的車輛荷載作用附加應(yīng)力集中區(qū)域跨縫切割出等間距的條形凹槽，并將各條形凹槽定為植筋部位；對條形凹槽端部進(jìn)行垂直鉆孔，且該孔一直延伸至位于舊水泥混凝土面板下端基層的內(nèi)部，形成垂直方向的鉆孔；
c)清理:利用吹風(fēng)機(jī)對條形凹槽以及鉆孔進(jìn)行吹掃進(jìn)行清槽、清孔處理；
d)馬蹄形鋼筋成型:根據(jù)孔深、凹槽長度和板間接縫寬度，將螺紋鋼筋兩端折彎成馬蹄形，完成馬蹄形鋼筋成型；
e)植筋:沿著條形凹槽方向垂直植入馬蹄形鋼筋，馬蹄形鋼筋兩端折彎部分插入鉆孔內(nèi)；
f)灌膠:向鉆孔內(nèi)灌入環(huán)氧樹脂植筋膠，直至孔深的2/3位置處；
g)植筋保護(hù)層制作:拌合水泥碎石澆筑進(jìn)條形凹槽內(nèi)并封堵鉆孔，最終形成植筋保護(hù)層，并養(yǎng)護(hù)；
h)后續(xù)浙青加鋪罩面結(jié)構(gòu):在兩塊舊混凝土面板的上層自下而上依次鋪上乳化浙青透層油層、浙青碎石纖維封層、粗粒式浙青輪層、乳化浙青粘層油層、中粒式浙青輪層、乳化浙青粘層、浙青瑪蹄脂碎石層。
[0009]優(yōu)選的，所述步驟a中對于彎沉差測定值超過0.06mm的舊混凝土面板，在進(jìn)行步驟b前進(jìn)行板灌漿處理；灌漿材料選用水泥砂漿，抗壓強(qiáng)度> 15Mpa，水泥砂漿的級配組成為:水泥:水=1.0:5，再以水泥砂漿總質(zhì)量為基準(zhǔn)，添加鋁粉0.001wt%，早強(qiáng)劑0.01wt%。
[0010]優(yōu)選的，所述步驟b中，條形凹槽切割方向?yàn)槠叫杏谂f混凝土面板上車輛行駛的方向，其縱向長度為舊混凝土面板長邊的1/25，寬度與馬蹄形鋼筋的直徑相配，深度為舊混凝土面板厚度的1/3-1/4，相鄰的條形凹槽之間的間距為100-120cm，最外側(cè)的條形凹槽距離舊混凝土面板板邊為30-45cm。
[0011]優(yōu)選的，所述步驟b中，鉆孔的直徑比馬蹄筋直徑大4-6mm，鉆孔伸入舊水泥混凝土面板下端基層4-6cm。
[0012]優(yōu)選的，所述步驟d中，馬蹄形鋼筋為直徑20_35mm的螺紋鋼筋，馬蹄形鋼筋總長L筋=L條+2*H板+2*5cm+L縫，其中，L條為條形凹槽的長度，H板為舊混凝土面板板厚，L縫為兩舊混凝土面板之間板縫寬度，馬蹄形鋼筋植入舊混凝土面板底部基層的深度3-5cm。
[0013]優(yōu)選的，所述步驟g中，浙青碎石纖維封層厚度為0.8cm，粗粒式浙青砼層厚度為8cm,中粒式浙青輪層厚度為5cm,高粘度浙青瑪蹄脂碎石層厚度為4cm ;所述粗粒式浙青5仝保護(hù)層采用的標(biāo)號是AC-25C、中粒式浙青砼保護(hù)層中采用的標(biāo)號是AC-16C，高粘度浙青瑪蹄脂碎石層中采用的標(biāo)號是SMA-13。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:通過在兩塊舊混凝土路面板的接縫處之間植入馬蹄形螺紋鋼筋，能夠和舊混凝土路面板緊密粘接在一起，形成“栓鎖”效應(yīng)，一方面可以控制舊混凝土路面板接縫處裂痕的寬度，另一方面有效抑制板間裂縫向上部浙青加鋪層擴(kuò)展，降低舊板板縫兩側(cè)的相對垂直位移，預(yù)防反射裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，進(jìn)而減少或阻止加鋪浙青面層反射裂縫的出現(xiàn)。
[0015]在舊水泥路面上還加鋪浙青碎石纖維封層、粗粒式浙青砼、中粒式浙青砼保護(hù)層、高粘度浙青瑪蹄脂碎石面層及改性乳化浙青粘結(jié)層，通過加強(qiáng)舊水泥路面板塊間接縫的防水、層間粘結(jié)性以及彎沉性能，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防舊水泥路面加鋪浙青鋪面反射裂縫的目的。
[0016]本方法在進(jìn)行植筋前，先對舊混凝土路面板的彎沉差進(jìn)行測定，對測定值在
0.04-0.06mm的舊混凝土路面板進(jìn)行植筋，而對于測定值超過0.06mm的舊混凝土路面板先進(jìn)行板灌漿處理后再植筋，通過上述處理，從而保證待植筋的舊混凝土路面板的強(qiáng)度，確保植筋的有效進(jìn)行。
[0017]對條形凹槽的長度、寬度和間距，馬蹄形鋼筋的直徑、長度，浙青碎石纖維封層的厚度等這些數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，以確保最大限度的防止和減緩舊水泥路面加鋪浙青罩面反射裂縫的出現(xiàn)。
[0018]在垂直鉆孔孔壁、凹槽槽壁與馬蹄形鋼筋之間的間隙中填充環(huán)氧樹脂固結(jié)膠及水泥碎石保護(hù)層，環(huán)氧樹脂膠層增強(qiáng)了馬蹄形鋼筋協(xié)同工作性能，而水泥碎石保護(hù)層保護(hù)并加強(qiáng)了馬蹄形鋼筋的結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的預(yù)防舊水泥路面加鋪浙青反射裂縫的接縫構(gòu)造方法的植筋平面布置位置示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的預(yù)防舊水泥路面加鋪浙青反射裂縫的接縫構(gòu)造方法的接縫處構(gòu)造布置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1
本實(shí)施例中，首先舊混凝土面板的彎沉預(yù)處理，對需要接縫加固的兩塊舊混凝土面板進(jìn)行板間彎沉差測定，挑選出彎沉差測定超0.04-0.06mm之間的舊混凝土面板。
[0022]對于彎沉差在0.04-0.06mm之間的舊混凝土面板，其面加鋪浙青反射裂縫的接縫構(gòu)造方法通過以下幾個(gè)步驟實(shí)現(xiàn):
第一步，植筋預(yù)處理:在兩塊舊混凝土面板8的接縫處的車輛荷載作用附