[發(fā)明專利]水泥混凝土路面脫空識別與高聚物注漿快速維修技術

有效

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• 申請日: 2007-03-09
• 公開（公告）號: CN101261265A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 王復明;張蓓;鐘燕輝;蔡迎春;石明生;李強
• 申請（專利權）人: 鄭州大學;鄭州優(yōu)特基礎工程維修有限公司
• 主分類號: G01N33/42
• 分類號: G01N33/42;G01N3/00;G01N23/18;E01C23/10;E01C23/06
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司
• 代理人: 張君燕

技術領域

本發(fā)明屬于路基路面檢測與養(yǎng)護維修技術，尤其涉及水泥混凝土路面脫空識別與高聚物注漿快速維修技術。

背景技術

20世紀90年代以來，我國高速公路建設發(fā)展迅速。水泥混凝土路面作為高等級公路的主要路面類型之一，在我國占有大約25％的份額。據(jù)預測，至2010年底，我國水泥混凝土路面公路里程將突破15萬公里。但是許多由于多種原因，許多水泥混凝土路面建成不久就不能適應車輛通行的需要，產生了諸如脫空、沉陷、拱起、嚴重的破碎和裂縫等各種各樣的破壞現(xiàn)象，其中脫空是最常見和普遍的病害，如果不及時對脫空進行識別和處治，勢必造成混凝土路面板的斷裂和路面使用性能的加速衰變。可以看出，隨著水泥混凝土路面的迅速發(fā)展，通車里程的不斷增加，檢測與養(yǎng)護管理任務將日益繁重，對其檢測和維修新技術的需求十分迫切。

準確評定混凝土板下脫空狀況是對水泥混凝土路面進行養(yǎng)護維修的基礎。大量的研究表明，準確的進行混凝土板下脫空狀況評定是很困難的，現(xiàn)行的脫空的檢測主要以經驗和人工方式為主，因此需對脫空評定方法及其理論進行進一步的研究。在養(yǎng)護維修方面，目前，我國對水泥混凝土路面的養(yǎng)護維修還主要依賴于以經驗為主的傳統(tǒng)決策方式，使得養(yǎng)護維修長期處于“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的被動局面。傳統(tǒng)的養(yǎng)護維修方法一是開挖式維修，費時、費力、造價高，也不利于環(huán)保；另一種是對病害部位進行水泥壓漿處理，這種方法是目前解決路面沉陷、脫空等病害的主要方法。該法的基本原理為通過壓漿泵的壓力推動，將拌和好的材料經過壓漿管壓入到基層或底基層，直至滲透到路基，以達到充分填充孔隙的目的。該法雖然與破壞性的開挖式維修相比工期較短，但是存在壓漿孔較大，對路面有一定的損害、壓漿壓力不容易控制、漿液的流動性不好，需要一定的養(yǎng)護時間、耐久性能不好等不足。

可以看出，現(xiàn)行傳統(tǒng)的水泥混凝土路面檢測與養(yǎng)護維修方法已不能滿足日益繁忙的交通需要，急需發(fā)展快速、高效的水泥混凝土路面脫空識別與養(yǎng)護維修新技術。

隨著我國高速公路建設的迅速發(fā)展，以落錘式彎沉儀(FWD)和探地雷達(GPR)為代表的無損檢測技術受到日益廣泛的重視。落錘式彎沉儀較好地模擬了實際行車荷載對路面的動力作用，測速快，精度高，在國內外已得到普遍應用。探地雷達在快速檢測路面結構層厚度方面具有明顯的優(yōu)越性，在水泥混凝土路面脫空識別、基層及路基缺陷識別、壓實度及含水量快速分析方面顯示出廣闊的發(fā)展應用前景。

落錘式彎沉儀利用液壓系統(tǒng)提升一重錘，釋放后對路面施加脈沖荷載，應用高精度傳感器采集路面多點彎沉信息，為進一步分析路面結構層剛度和承載能力提供了基礎。探地雷達通過發(fā)射天線對路面發(fā)射高頻電磁波，電磁波遇到結構層界面時發(fā)生反射，反射信號由接收天線采集，從而為分析路面結構層介電特性及厚度、脫空狀況等提供了基礎。

國際上關于高聚物注漿快速維修技術的研發(fā)起步較早，90年代取得了重大進展，并在美國、加拿大、澳大利亞等國家得到廣泛應用。存在的主要問題是高聚物注漿施工工藝一直建立在經驗基礎上，與落錘式彎沉儀(FWD)、探地雷達(GPR)等先進檢測技術相脫離。因此，雖然高聚物材料耐久性達到10年以上，但注漿維修效果卻不能得到保證。

上述的高聚物注漿快速維修技術包括淺部注射和深部注射，其中淺部注射技術主要用于混凝土面板的脫空修復及提升，深部注射技術主要用于路基及基礎設施地基的加固。

高聚物注漿技術通過注射雙組分高聚物液體來維修路面基層和加固路基。注射的高聚物液體通過化學反應形成固體，同時體積迅速膨脹，從而填充路面結構中的脫空，并向周圍介質施加可控的壓力。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服以上現(xiàn)有技術不足，基于落錘式彎沉儀(FWD)、探地雷達(GPR)無損檢測技術開發(fā)水泥混凝土路面脫空識別技術，并將落錘式彎沉儀、探地雷達脫空識別無損檢測技術與高聚物注漿快速維修技術進行集成，建立注漿基本參數(shù)與落錘式彎沉儀及探地雷達檢測評價指標之間的相關關系，為水泥混凝土路面脫空檢測和養(yǎng)護維修提供先進、高效、經濟、實用的整套技術。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

水泥混凝土路面脫空識別技術，

(1)利用落錘式彎沉儀(FWD)識別水泥混凝土板下是否有脫空的方法為：在路面板同一測點測出3個不同級別荷載下的彎沉，建立荷載與彎沉的相關關系，如果該位置沒有脫空，則荷載彎沉相關直線經過原點或彎沉軸截距小于50mm，否則，如果截距大于50mm，則可認為該測點位置板下脫空；

(2)利用探地雷達(GPR)識別水泥混凝土路面脫空的方法為：