一种聚氨酯改性早强水泥混凝土旧路快速修复施工方法技术

一种聚氨酯改性早强水泥混凝土旧路快速修复施工方法，包括以下步骤：(1)聚改早强砼配合比设计，过程如下：2.1)原材料选用；2.2)确定最佳配合比，设计正交试验用以确定聚改早强砼的最佳配合比；(2)聚改早强砼旧水泥路面快速修复施工方法，过程如下：2.1)材料拌制；2.2)材料运输；2.3)界面剂喷涂；2.4)聚改早强砼摊铺；2.5)罩面切缝与养生；2.6)彩色表层喷涂。本发明专利技术相较于传统沥青混凝土罩面方法，聚改早强砼超薄罩面技术先进，可对旧水泥路面进行快速修复具有较为明显的经济与技术优势。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯改性早强水泥混凝土旧路快速修复施工方法
本专利技术属于道路工程中的路面施工
，尤其涉及一种聚氨酯改性早强混凝土旧水泥路面快速修复施工方法。
技术介绍
迄今，我国许多水泥混凝土路面(以下简称“水泥路面”)已接近使用年限。而且，随着重载车辆的不断增加，水泥路面病害愈益严重，威胁道路通行和交通安全。通常，在水泥路面病害修复时，首先打掉现有水泥路面，然后重新浇筑新面板或加铺罩面层。这种处治方法工期长，对公路正常运营影响大。此外，凿除混凝土面板既浪费资源，又增加成本，而且还会产生废弃混凝土，对环境产生“二次污染”。因此，研发对应的快速修复新技术是当前水泥路面维修、养护的重要课题。
技术实现思路
为了克服上述缺点，本专利技术一种聚氨酯改性早强水泥混凝土旧路快速修复施工方法，适用于各类公路、城市和机场道路水泥路面病害修复施工，尤其适用于重交通或交叉口路段水泥路面重度病害修复施工；采用聚氨酯改性水泥混凝土，从聚氨酯改性水泥混凝土配合比设计及其超薄罩面施工工艺等多角度开展技术研发，形成了聚氨酯改性早强水泥混凝土(简称“聚改早强砼”)超薄罩面旧路快速修复新技术新工艺，可大幅降低水泥路面病害再发频率，延长路面使用寿命，降低维护费用；并有利于水泥路面的行车安全，避免频繁维修而造成交通拥堵；因而产生显著的经济与社会效益。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种聚氨酯改性早强水泥混凝土旧路快速修复施工方法，包括以下步骤：(1)聚改早强砼配合比设计，过程如下：2.1)原材料选用①水泥：选用PO42.5R或PO32.5R普通硅酸盐水泥；②粗集料：粗集料采用玄武岩，石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近似立方体颗粒的砂石料；③细集料：采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质的人工轧制开级配石灰岩细集料，或者采用细度模数范围为2.3～3.0的中砂或3.1～3.7的粗砂；④早强剂：选择1～3d能够通车的早强外加剂应用于聚改早强砼旧水泥路面快速修复施工；⑤高聚物：选定聚氨酯高聚物乳液作为水泥混凝土改性剂；2.2)确定最佳配合比设计正交试验用以确定聚改早强砼的最佳配合比；①集料级配：粗、细集料比例为7：3，粗集料4.75～9.5mm，细集料2.36～4.75mm，其中，橡胶颗粒等体积取代集料情况：1#胶粉(1.18～4.75)和2#胶粉(0.6～2.36)取代粗、细集料的比例分别为12％和18％；②其他成分：硅酸盐水泥(PO42.5R或PO32.5R)用量300kg/m3，水灰比0.36，聚氨酯高聚物乳液掺量为15％，3d可开放交通的早强减水剂掺量3％；(2)聚改早强砼旧水泥路面快速修复施工方法，过程如下：2.1)材料拌制①界面黏结剂拌制，按照聚氨酯乳液：水：水泥＝1：2：5的重量比配制，采用现场拌和楼搅拌，拌和时间为30s；②聚改早强砼拌制，根据前述设计配合比，选用双卧轴强制式混凝土搅拌机搅拌，先干拌15s再加水、砂和碎石，总搅拌时间大于60s；2.2)材料运输界面剂：采用水泥搅拌罐车进行运输，利用罐车自转防止沉淀，以保证界面剂的质量和稳定性，在现场配备可移动式铁箱，作为临时存储界面剂的容器；聚改砼：采用自卸汽车进行运输，在装料时自卸汽车前后挪动以防离析；2.3)界面剂喷涂界面剂运抵现场后，先将施工路段洒水润湿，以此保证界面剂的流动性；当工程量较小时，可选用喷雾器人工均匀喷涂；当工程量较大时，选用多功能洒布车进行喷涂；为防漏喷涂，要求连续喷涂2遍。待界面剂下渗后，进行下一道工艺环节施工；2.4)聚改早强砼摊铺采用2台自振实功能良好且非自由伸缩式的ABG-423沥青摊铺机进行摊铺；在摊铺过程中，利用摊铺机自身的夯实功能对聚改早强砼超薄罩面进行压实；为约束摊铺边线顺直，摊铺前人工划好边线，边线外侧立放10cm方木模板，模板内侧边线与路面宽度边线重叠；2.5)罩面切缝与养生为避免旧路与聚改早强砼罩面温缩位置不一而造成罩面隆起或拉裂，在超薄罩面施工完成后，根据旧路状况以及先前标记，在旧路纵横缝分块位置进行切缝处理，重新恢复纵横缝，聚改早强砼切缝时间应比普通混凝土提前5～8h；在摊铺成型和切缝完成之后，根据天气与气候情况，立即采用薄膜覆盖表面进行养生；养生薄膜每段长×宽＝7×14m，薄膜边缘固定，保证封闭严实，薄膜搭接长度约50cm，避免局部风干、水分散失而引发质量问题；聚改早强砼的养生周期为1～3d，如此可达到旧路快速修复和开放交通的目的；2.6)彩色表层喷涂彩色表层为聚氨酯改性水泥胶浆，厚度约为1mm，由聚氨酯乳液、水泥(PO42.5R或PO32.5R)、颜料配制而成；当工程量较小时，选用喷雾器人工均匀喷涂；当工程量较大时，选用多功能洒布车进行喷涂；在常温条件下，彩色表层在喷涂完后约6～12h左右即可固化，之后即可开放交通；彩色表层耐磨性和抗滑性良好，可减少路面扬尘；而且颜色可调，从而产生景观效果或起到指示/标识作用。所述步骤(2)中，在施工前，做好准备工作，所述准备过程包括旧路破损检测，过程如下：①测量放样：直线段按10m设1桩，曲线段按5m设1桩，同时，要设中心桩，并在路边设置边桩，根据放好的中心线及边桩，现场核对混凝土分块线，对于曲线段，保持横向分块线与路面中心线垂直；②弯沉测量：在对象路段布置测点，间距随测试需要而定，并用白漆或粉笔标记，采用静态弯沉仪进行弯沉测定，测试位置包括横缝中部、板角和纵缝中部，分别测定接缝两侧弯沉值，差/比值用来评定水泥混凝土板的传荷能力、混凝土板底脱空和路面综合回弹模量，统计分析各测点均值、标准差，据此，以弯沉差ΔL＝0.05mm作为旧路破损修复临界标准；③钻芯取样：依据旧路破损程度确定钻孔取芯的板块桩号、标记信息、中心位置，经过现场验收人员现场检查确认后方可开机钻孔取芯，取芯频率为1个/1000m2，放样允许误差范围±15cm，芯样厚度量测与记录精确到mm；进一步，所述准备过程还包括破损板预处理，步骤如下：①铣刨：用铣刨机对破损的旧水泥路面板进行铣刨和拉毛处理，拉毛深度为0.5～1cm；②凿除：对旧路面板表面进行凿毛，增加其表面粗糙度，确保后续所铺的聚改早强砼超薄罩面与旧路面板之间的黏结效果；③清理：用高压水枪配合钢丝刷，除净旧路表面松动部分和残存尘渣，以保持表面清洁；④灌缝：采用改性沥青或环氧树脂对旧路的接缝与微裂等局部裂隙进行灌缝处理。本专利技术的基本原理包括：聚氨酯通过水化反应对普通水泥混凝土进行化学改性，而橡胶颗粒是通过充填作用对普通水泥混凝土进行物理改良。早强减水剂主要用以缩减养生时间，实现快速修复后1～3d快速通车。表面彩色功能涂层则是为了满足景观设计或交通诱导要求。聚氨酯化学改良机理：在水泥水化反应过程中，混合物逐渐失水，随着聚氨酯乳液的掺入，水泥与粗、细集料过渡区表面形成连续、网状的空间膜结构，黏附于水泥水化产物和骨料表面，并与水泥水化产物相互交织、缠绕，形成连续而致密的空间网架结构，大大改善了普通水泥混凝土的物理力学性能，具有结构连续、密实，强度高、柔韧性好，抗裂、抗变形能力强，以及抗渗、抗冻性好等优良路用性能。橡胶颗粒物理改良机理：废弃轮胎橡胶颗粒具有高弹性和高韧性等特点，可增加普通水泥混凝土的流动性和凝结时间，减小干缩率。在搅拌过程中，橡胶颗粒较为均匀地渗入、充填到混合物各个部位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯改性早强水泥混凝土旧路快速修复施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)聚改早强砼配合比设计，过程如下：2.1)原材料选用①水泥：选用PO42.5R或PO32.5R普通硅酸盐水泥；②粗集料：粗集料采用玄武岩，石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近似立方体颗粒的砂石料；③细集料：采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质的人工轧制开级配石灰岩细集料，或者采用细度模数范围为2.3～3.0的中砂或3.1～3.7的粗砂；④早强剂：选择1～3d能够通车的早强外加剂应用于聚改早强砼旧水泥路面快速修复施工；⑤高聚物：选定聚氨酯高聚物乳液作为水泥混凝土改性剂；2.2)确定最佳配合比设计正交试验用以确定聚改早强砼的最佳配合比；①集料级配：粗、细集料比例为7：3，粗集料4.75～9.5mm，细集料2.36～4.75mm，其中，橡胶颗粒等体积取代集料情况：1#胶粉(1.18～4.75)和2#胶粉(0.6～2.36)取代粗、细集料的比例分别为12％和18％；②其他成分：硅酸盐水泥用量300kg/m

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯改性早强水泥混凝土旧路快速修复施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)聚改早强砼配合比设计，过程如下：2.1)原材料选用①水泥：选用PO42.5R或PO32.5R普通硅酸盐水泥；②粗集料：粗集料采用玄武岩，石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近似立方体颗粒的砂石料；③细集料：采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质的人工轧制开级配石灰岩细集料，或者采用细度模数范围为2.3～3.0的中砂或3.1～3.7的粗砂；④早强剂：选择1～3d能够通车的早强外加剂应用于聚改早强砼旧水泥路面快速修复施工；⑤高聚物：选定聚氨酯高聚物乳液作为水泥混凝土改性剂；2.2)确定最佳配合比设计正交试验用以确定聚改早强砼的最佳配合比；①集料级配：粗、细集料比例为7：3，粗集料4.75～9.5mm，细集料2.36～4.75mm，其中，橡胶颗粒等体积取代集料情况：1#胶粉(1.18～4.75)和2#胶粉(0.6～2.36)取代粗、细集料的比例分别为12％和18％；②其他成分：硅酸盐水泥用量300kg/m3，水灰比0.36，聚氨酯高聚物乳液掺量为15％，3d可开放交通的早强减水剂掺量3％；(2)聚改早强砼旧水泥路面快速修复施工方法，过程如下：2.1)材料拌制①界面黏结剂拌制，按照聚氨酯乳液：水：水泥＝1：2：5的重量比配制，采用现场拌和楼搅拌，拌和时间为30s；②聚改早强砼拌制，根据前述设计配合比，选用双卧轴强制式混凝土搅拌机搅拌，先干拌15s再加水、砂和碎石，总搅拌时间大于60s；2.2)材料运输界面剂：采用水泥搅拌罐车进行运输，利用罐车自转防止沉淀，以保证界面剂的质量和稳定性，在现场配备可移动式铁箱，作为临时存储界面剂的容器；聚改砼：采用自卸汽车进行运输，在装料时自卸汽车前后挪动以防离析；2.3)界面剂喷涂界面剂运抵现场后，先将施工路段洒水润湿，以此保证界面剂的流动性；当工程量较小时，可选用喷雾器人工均匀喷涂；当工程量较大时，选用多功能洒布车进行喷涂；为防漏喷涂，要求连续喷涂2遍；待界面剂下渗后，进行下一道工艺环节施工；2.4)聚改早强砼摊铺采用2台自振实功能良好且非自由伸缩式的ABG-423沥青摊铺机进行摊铺；在摊铺过程中，利用摊铺机自身的夯实功能对聚改早强砼超薄罩面进行压实；为约束摊铺边线顺直，摊铺前人工划好边线，边线外侧立放10cm方木模板，模板内侧边线与路面宽度边线重叠；2.5)罩面切缝与养生为避免旧路与聚改早强砼罩面温缩位置不一而造成罩面隆起或拉裂，在超薄罩面...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘萌成，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33