本發(fā)明屬于現(xiàn)代路面技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種路面快速修復(fù)使用的水泥砂漿混凝土及其施工方法。
背景技術(shù)：
隨著我國公路交通網(wǎng)絡(luò)的逐漸完善，公路的維修養(yǎng)護(hù)越來越受到重視。由于設(shè)計(jì)、施工、使用環(huán)境、養(yǎng)護(hù)水平等原因，目前修建的水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面，在使用中均出現(xiàn)了不同程度的破壞。這些破壞隨著交通量的增長、服務(wù)時(shí)間的增加，具有不斷擴(kuò)大的趨勢。由于缺少快速實(shí)用的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，傳統(tǒng)路面修復(fù)的養(yǎng)護(hù)期內(nèi)需長時(shí)間地封鎖道路，這嚴(yán)重影響了車輛的正常運(yùn)行，并為交通安全留下隱患，社會(huì)反響極大。
在路基路面維修工程中，一方面要求混凝土強(qiáng)度高、開放交通快，但是另一方面工程規(guī)模一般較小，難以采用大規(guī)模生產(chǎn)的施工機(jī)械和設(shè)備，常常致使維修質(zhì)量低下。
所以，目前我們需要一種不需要采用大規(guī)模機(jī)械設(shè)備就可使路面維修速度快、維修質(zhì)量高的施工方法；同時(shí)，需要一種專配的水泥砂漿混凝土以增強(qiáng)路面的強(qiáng)度，如抗壓強(qiáng)度、抗拉彎強(qiáng)度等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種增強(qiáng)路面強(qiáng)度的路面快速修復(fù)使用的水泥砂漿混凝土及其施工方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種路面快速修復(fù)使用的水泥砂漿混凝土，包含混合料、干粉砂漿和水，所述混合料為碎石混合料或?yàn)r青碎石混合料，所述干粉砂漿包含以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：水泥30％～50％，砂20％～40％，有機(jī)粘結(jié)劑2％～4％，活性填料10％～20％，減收縮劑3％～10％，減水劑0.2％～0.5％和早強(qiáng)劑0.1％～1％。
優(yōu)選地，所述有機(jī)粘結(jié)劑為水性環(huán)氧樹脂，活性填料為粉煤灰，減收縮劑為聚醇類有機(jī)物，減水劑為聚羧酸，早強(qiáng)劑為甲酸鈣。本發(fā)明的干粉砂漿將多種組分進(jìn)行有機(jī)組合，可以提高專用水泥砂漿的流動(dòng)度以及增強(qiáng)抗折強(qiáng)度和斷塊抗壓強(qiáng)度，專用水泥砂漿增強(qiáng)的強(qiáng)度可以增強(qiáng)水泥砂漿混凝土路面的強(qiáng)度。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述水與所述干粉砂漿的質(zhì)量比為0.2：1～0.25：1。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述碎石混合料包含粒徑大小為13.2～16mm的碎石和粒徑大小為19～26.5mm的碎石，所述碎石混合料的設(shè)計(jì)空隙率為25％～40％。本發(fā)明為了縮短路面維修的時(shí)間，將碎石混合料設(shè)計(jì)為大空隙率；同時(shí)，碎石混合料的骨架空隙內(nèi)填充有水泥砂漿，水泥砂漿在自重作用下填滿碎石混混合料的空隙，形成一種高性能的水泥砂漿混凝土，可以免振搗、自密實(shí)，使形成水泥砂漿混凝土路面具有良好的抗壓強(qiáng)度和抗彎拉強(qiáng)度。
作為上述技術(shù)方案進(jìn)一步地改進(jìn)，所述粒徑大小為13.2～16mm的碎石和粒徑大小為19～26.5mm的碎石的質(zhì)量比為1：3～2：1。
作為上述技術(shù)方案更進(jìn)一步地改進(jìn)，所述碎石混合料還包含粒徑大小為4.75～13.2mm的碎石，所述粒徑大小為4.75～13.2mm的碎石、粒徑大小為13.2～16mm的碎石和粒徑大小為19～26.5mm碎石的質(zhì)量比為15～45：30～50：25～35。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述瀝青碎石的設(shè)計(jì)空隙率為20％～30％，所述瀝青碎石混合料的油石比為1.5％～4％。
作為上述技術(shù)方案進(jìn)一步地改進(jìn)，所述瀝青碎石混合料包含礦粉、粒徑大小為1.18～2.36mm的碎石、粒徑大小為4.75～9.5mm的碎石和粒徑大小為9.5～13.2mm的碎石，所述礦粉、粒徑大小為1.18～2.36mm的碎石、粒徑大小為4.75～9.5mm的碎石和粒徑大小為9.5～13.2mm的碎石的質(zhì)量比為2～6：6～12：21～23：63～68。瀝青碎石混合料設(shè)計(jì)特定的空隙率、配比的作用與上述碎石混合料的作用相似，但是由于瀝青的加入，對(duì)整個(gè)混合料的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，空隙率和配比均要進(jìn)行調(diào)整。
作為上述技術(shù)方案更進(jìn)一步地改進(jìn)，所述水泥砂漿混凝土包含以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：瀝青碎石混合料78％，干粉水泥砂漿17.6％，水4.4％；所述瀝青碎石混合料的設(shè)計(jì)空隙率為22％，瀝青碎石混合料的油石比為3.9％；所述礦粉、粒徑大小為1.18～2.36mm的碎石、粒徑大小為4.75～9.5mm的碎石和粒徑大小為9.5～13.2mm的碎石質(zhì)量比為3：12：21：64。
另外，本發(fā)明還提供一種利用所述水泥砂漿混凝土進(jìn)行路面快速修復(fù)的施工方法，包括以下步驟：
1)清除原病害板塊
優(yōu)選地，清理并鑿除病害的板塊，清除后要求周邊板塊邊緣整齊并保持工作面清潔和干燥。
2)鋪設(shè)混合料
優(yōu)選地，將碎石混合料或?yàn)r青碎石混合料混合均勻后倒入并鋪平在路面需要修補(bǔ)的坑洞內(nèi)，坑洞邊緣或底部若有排水口或其它漏水口須預(yù)先處理，防止?jié){液外漏。當(dāng)使用碎石混合料時(shí)，按照《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(jtgd40-2011)規(guī)定設(shè)置接縫；當(dāng)使用瀝青碎石混合料時(shí)，瀝青碎石混合料可根據(jù)需要和方便采用石油瀝青熱拌工藝或乳化瀝青冷拌工藝，使用輕型壓路機(jī)碾壓鋪平，可一次連續(xù)鋪設(shè)多個(gè)板塊。
3)制備水泥砂漿
將干粉水泥砂漿和水加入到砂漿攪拌設(shè)備，高速攪拌，按照廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《專用砂漿半柔性路面應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(db44/t1296-2014)的方法測定砂漿流動(dòng)度，控制成品標(biāo)準(zhǔn)。
4)澆筑水泥砂漿
拌和好的水泥砂漿倒入步驟(2)準(zhǔn)備好的混合料表面，水泥砂漿在自重作用下，貫入碎石混合料或?yàn)r青碎石混合料的骨架空隙中，直至完全填滿為止。
5)刮平、養(yǎng)護(hù)路面
刮平并刮除多余的水泥砂漿；選擇適宜的養(yǎng)護(hù)方法養(yǎng)護(hù)，24h后開放交通。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，步驟2)鋪設(shè)所述瀝青碎石混合料時(shí)，連續(xù)鋪設(shè)多個(gè)板塊而不設(shè)置接縫。
本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供一種路面快速修復(fù)使用的水泥砂漿混凝土及其施工方法，本發(fā)明對(duì)干粉砂漿的配比進(jìn)行調(diào)整，干粉砂漿與水按照一定質(zhì)量比混合攪拌制備水泥砂漿，水泥砂漿中多種組分協(xié)同調(diào)節(jié)其自身的強(qiáng)度和流動(dòng)度，向混合料表面澆筑水泥砂漿，水泥砂漿在自重作用下，貫入碎石混合料或?yàn)r青碎石混合料的骨架空隙中，直至完全填滿為止，形成一種高性能的水泥砂漿混凝土，使路面具有良好的抗壓強(qiáng)度和抗彎拉強(qiáng)度；混合料采用較大的空隙率，可以簡短路面養(yǎng)護(hù)的時(shí)間；在使用瀝青碎石混合料鋪設(shè)時(shí)，可以一次連續(xù)鋪設(shè)多個(gè)板塊而無需設(shè)置接縫，這樣可以簡化施工工藝，提高路面維修的效率；本發(fā)明采用的水泥砂漿專用砂漿成型方法，施工工藝簡便，無需使用大規(guī)模生產(chǎn)的施工機(jī)械和設(shè)備，設(shè)備投入低，可廣泛應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式
為更好地說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合具體實(shí)施例和附表對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1
本實(shí)施例的一種干粉砂漿，所述干粉砂漿包含以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：水泥30％，砂40％，水性環(huán)氧樹脂2％，粉煤灰20％，聚醇類有機(jī)物7.7％，聚羧酸0.2％，甲酸鈣0.1％。本實(shí)施的一種水泥砂漿，其中，水與干粉砂漿的質(zhì)量比為0.2：1。
本實(shí)施例的一種碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計(jì)空隙率為30％，所述碎石混合料含有粒徑大小分別為13.2～16mm、19～26.5mm的碎石，二者的質(zhì)量比為1：1。
本實(shí)施的一種路面快速修復(fù)的施工工藝，所述施工工藝包括以下步驟：
1)清除原病害板塊
清理并鑿除病害的板塊，清除后要求周邊板塊邊緣整齊并保持工作面清潔和干燥。
2)鋪設(shè)混合料
將碎石混合料混合均勻后倒入并鋪平在路面需要修補(bǔ)的坑洞內(nèi)，坑洞邊緣或底部若有排水口或其它漏水口須預(yù)先處理，防止?jié){液外漏。當(dāng)使用碎石混合料時(shí)，按照《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(jtgd40-2011)規(guī)定設(shè)置接縫。
3)制備專用水泥砂漿
將干粉水泥砂漿和水加入到砂漿攪拌設(shè)備，高速攪拌，按照廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《專用砂漿半柔性路面應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(db44/t1296-2014)的方法測定砂漿流動(dòng)度，控制成品標(biāo)準(zhǔn)。
4)澆筑水泥砂漿
拌和好的專用水泥砂漿倒入步驟(2)準(zhǔn)備好的碎石混合料表面，水泥砂漿在自重作用下，貫入碎石混合料或?yàn)r青碎石混合料的骨架空隙中，直至完全填滿為止。
5)刮平、養(yǎng)護(hù)路面
刮平并刮除多余的專用水泥砂漿；選擇適宜的養(yǎng)護(hù)方法養(yǎng)護(hù)，24h后開放交通。
實(shí)施例2
本實(shí)施例的一種干粉砂漿，干粉砂漿包含以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：水泥46.1％，砂36％，水性環(huán)氧樹脂3.5％，粉煤灰10％，聚醇類有機(jī)物3％，聚羧酸0.4％，甲酸鈣1％。本實(shí)施例的一種水泥砂漿，其中，水與干粉砂漿的質(zhì)量比為0.225：1。
本實(shí)施例的一種碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計(jì)空隙率為40％，所述碎石混合料含有粒徑大小分別為13.2～16mm、19～26.5mm的碎石，二者的質(zhì)量比為1：3。
本實(shí)施的一種路面快速修復(fù)的施工工藝，所述施工工藝同實(shí)施例1。
實(shí)施例3
本實(shí)施例的一種干粉砂漿，所述干粉砂漿包含以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：水泥50％，砂20％，水性環(huán)氧樹脂4％，粉煤灰15％，聚醇類有機(jī)物10％，聚羧酸0.5％，甲酸鈣0.5％。本實(shí)施例的一種水泥砂漿，其中，水與干粉砂漿的質(zhì)量比為0.25：1。
本實(shí)施例的一種碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計(jì)空隙率為34％，所述碎石混合料含有粒徑大小分別為13.2～16mm、19～26.5mm的碎石，二者的質(zhì)量比為2：1。
本實(shí)施的一種路面快速修復(fù)的施工工藝，所述施工工藝同實(shí)施例1。
實(shí)施例4
本實(shí)施例的一種干粉砂漿，所述干粉砂漿包含以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：水泥48％，砂22％，水性環(huán)氧樹脂4％，粉煤灰16％，聚醇類有機(jī)物9％，聚羧酸0.5％，甲酸鈣0.5％。本實(shí)施例的一種水泥砂漿，其中，水與干粉砂漿的質(zhì)量比為0.25：1。
本實(shí)施例的一種碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計(jì)空隙率為34％，所述碎石混合料含有粒徑大小分別為13.2～16mm、19～26.5mm的碎石，二者的質(zhì)量比為1.9：1。
實(shí)施例5
本實(shí)施例的一種干粉砂漿和一種水泥砂漿同實(shí)施例2，本實(shí)施例的一種碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計(jì)空隙率為34％，所述碎石混合料含有粒徑大小分別為4.75～13.2mm、13.2～16mm、19～26.5mm的碎石，三者的質(zhì)量比為15：50：35。
本實(shí)施的一種路面快速修復(fù)的施工工藝，所述施工工藝同實(shí)施例1。
實(shí)施例6
本實(shí)施例的一種干粉砂漿和一種水泥砂漿同實(shí)施例2，本實(shí)施例的一種碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計(jì)空隙率為28％，所述碎石混合料含有粒徑大小分別為4.75～13.2mm、13.2～16mm、19～26.5mm的碎石，三者的質(zhì)量比為30：40：30。
本實(shí)施的一種路面快速修復(fù)的施工工藝，所述施工工藝同實(shí)施例1。
實(shí)施例7
本實(shí)施例的一種干粉砂漿和一種水泥砂漿同實(shí)施例2，本實(shí)施例的一種碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計(jì)空隙率為25％，所述碎石混合料含有粒徑大小分別為4.75～13.2mm、13.2～16mm、19～26.5mm的碎石，三者的質(zhì)量比為45：30：25。
本實(shí)施的一種路面快速修復(fù)的施工工藝，所述施工工藝同實(shí)施例1。
實(shí)施例8
本實(shí)施例的一種干粉砂漿和一種水泥砂漿同實(shí)施例2，本實(shí)施例的一種瀝青碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計(jì)空隙率為30％，油石比為4％，所述瀝青碎石混合料含有礦粉以及粒徑大小分別為1.18～2.36mm、4.75～9.5mm、9.5～13.2mm的碎石，四者的質(zhì)量比為2：6：22：68。
本實(shí)施的一種路面快速修復(fù)的施工工藝，所述施工工藝包括以下步驟：
1)清除原病害板塊
清理并鑿除病害的板塊，清除后要求周邊板塊邊緣整齊并保持工作面清潔和干燥。
2)鋪設(shè)混合料
將碎石混合料混合均勻后倒入并鋪平在路面需要修補(bǔ)的坑洞內(nèi)，坑洞邊緣或底部若有排水口或其它漏水口須預(yù)先處理，防止?jié){液外漏。當(dāng)使用瀝青碎石混合料時(shí)，瀝青碎石混合料可根據(jù)需要和方便采用石油瀝青熱拌工藝或乳化瀝青冷拌工藝，使用輕型壓路機(jī)碾壓鋪平，可一次連續(xù)鋪設(shè)多個(gè)板塊而無需設(shè)置接縫。
3)制備專用水泥砂漿
將干粉水泥砂漿和水加入到砂漿攪拌設(shè)備，高速攪拌，按照廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《專用砂漿半柔性路面應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(db44/t1296-2014)的方法測定砂漿流動(dòng)度，控制成品標(biāo)準(zhǔn)。
4)向步驟2)鋪設(shè)的混合料表面澆筑水泥砂漿
拌和好的專用水泥砂漿倒入步驟(2)準(zhǔn)備好的碎石混合料表面，水泥砂漿在自重作用下，貫入碎石混合料或?yàn)r青碎石混合料的骨架空隙中，直至完全填滿為止。
5)刮平、養(yǎng)護(hù)路面
刮平并刮除多余的專用水泥砂漿；選擇適宜的養(yǎng)護(hù)方法養(yǎng)護(hù)，24h后開放交通。
實(shí)施例9
本實(shí)施例的一種干粉砂漿和一種水泥砂漿同實(shí)施例2，本實(shí)施例的一種瀝青碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計(jì)空隙率為20％，油石比為1.5％，所述瀝青碎石混合料含有礦粉以及粒徑大小分別為1.18～2.36mm、4.75～9.5mm、9.5～13.2mm的碎石，四者的質(zhì)量比為6：8：23：63。
本實(shí)施的一種路面快速修復(fù)的施工工藝，所述施工工藝同實(shí)施例8。
實(shí)施例10
本實(shí)施例的一種干粉砂漿和一種水泥砂漿同實(shí)施例2，本實(shí)施例的一種瀝青碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計(jì)空隙率為22％，油石比為3.9％，所述瀝青碎石混合料含有礦粉以及粒徑大小分別為1.18～2.36mm、4.75～9.5mm、9.5～13.2mm的碎石，四者的質(zhì)量比為3：12：21：64。
本實(shí)施的一種路面快速修復(fù)的施工工藝，所述施工工藝同實(shí)施例8。
實(shí)施例11
本實(shí)施例的一種干粉砂漿、水泥砂漿和施工工藝同實(shí)施例10，本實(shí)施例的水泥砂漿混凝土含有以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：78％瀝青碎石混合料，4.4％水，17.6％干粉砂漿。
實(shí)施例12水泥砂漿的制備
使用砂漿拌和機(jī)現(xiàn)場制備水泥砂漿。干粉砂漿加水?dāng)嚢柚敝敛牧暇鶆蛞恢拢凑諒V東省地方標(biāo)準(zhǔn)《專用砂漿半柔性路面應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(db44/t1296-2014)的方法測定砂漿流動(dòng)度；根據(jù)《水泥砂漿強(qiáng)度試驗(yàn)》jtge30-2005(t0505-2005t0506-2005)試驗(yàn)方法，制作標(biāo)準(zhǔn)水泥砂漿試件(160mm×40mm×40mm)，測得水泥砂漿的強(qiáng)度；實(shí)施例1～3中水泥砂漿的性能測定結(jié)果見表1。
表1水泥砂漿的性能測定結(jié)果
從表1中可以看出，本發(fā)明制備出的水泥砂漿具有良好的流動(dòng)值、抗拆強(qiáng)度和斷塊抗壓拉強(qiáng)度，尤其實(shí)施例2中的水泥砂漿具有較優(yōu)的流動(dòng)值、抗拆強(qiáng)度和斷塊抗壓拉強(qiáng)度；本發(fā)明的水泥砂漿澆筑混合料，可以提高水凝砂漿混凝土路面的抗壓強(qiáng)度。
實(shí)施例13
通過對(duì)實(shí)施例1～3制備的水泥砂漿混凝土進(jìn)行現(xiàn)場取樣，制作標(biāo)準(zhǔn)混凝土立方體試件(150mm×150mm×150mm)，根據(jù)《混凝土立方體抗壓試驗(yàn)》jtge30-2005(t0553-2005)試驗(yàn)方法，測得碎石混合料水泥砂漿混凝土材料的立方體抗壓強(qiáng)度；制作標(biāo)準(zhǔn)混凝土抗彎拉試件(550mm×150mm×150mm)，根據(jù)《混凝土抗彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)》jtge30-2005(t0558-2005)試驗(yàn)方法，測得碎石混合料水泥砂漿混凝土的抗彎拉強(qiáng)度，碎石混合料水泥砂漿混凝土的強(qiáng)度見表2。
表2碎石混合料水泥砂漿混凝土的抗壓強(qiáng)度與抗彎拉強(qiáng)度
從表2中可以看出，本發(fā)明制備出的碎石混合料水泥砂漿混凝土具有良好的抗壓強(qiáng)度和抗彎拉強(qiáng)度，尤其實(shí)施例6中的碎石混合料水泥砂漿混凝土具有較優(yōu)的抗壓強(qiáng)度和抗彎拉強(qiáng)度；本發(fā)明的碎石混合料水泥砂漿混凝土可以增強(qiáng)維修路面的強(qiáng)度，提高路面的維修質(zhì)量。
實(shí)施例14
通過對(duì)實(shí)施例11的水泥砂漿混凝土路面進(jìn)行鉆芯取樣，可以調(diào)查水泥砂漿半柔性路面板的厚度、填充率等情況。檢測時(shí)，采用φ100mm的鉆芯機(jī)對(duì)檢測路段進(jìn)行隨機(jī)取樣，并對(duì)所取面層芯樣按《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)》程(jtge30-2005)測定厚度后，按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(jtge20-2011)對(duì)芯樣進(jìn)行最大理論相對(duì)密度試驗(yàn)，測定專用砂漿半柔性路面試件專用砂漿的填充率，試驗(yàn)結(jié)果見表3。
表3半柔性路面芯樣填充率的檢測結(jié)果
從表3可以看出：灌漿后的芯樣空隙率小于6％，其結(jié)果符合《專用砂漿半柔性路面應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(db44/t1296-2014)的相關(guān)規(guī)定；路面芯樣填充率在92.2％～94.7％，其結(jié)果符合《專用砂漿半柔性路面應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(db44/t1296-2014)的相關(guān)規(guī)定。
以本發(fā)明所述其他實(shí)施例中的水泥砂漿、水泥砂漿混凝土路面進(jìn)行對(duì)應(yīng)的研究，可以獲得類似于實(shí)施例12～14的試驗(yàn)結(jié)果。
最后所應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者同等替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。