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)護越來越受到重視。由于設(shè)計、施工、使用環(huán)境、養(yǎng)護水平等原因，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)時間的增加，具有不斷擴大的趨勢。由于缺少快速實用的養(yǎng)護技術(shù)，傳統(tǒng)路面修復(fù)的養(yǎng)護期內(nèi)需長時間地封鎖道路，這嚴重影響了車輛的正常運行，并為交通安全留下隱患，社會反響極大。
在路基路面維修工程中，一方面要求混凝土強度高、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，需要一種專配的水泥砂漿混凝土以增強路面的強度，如抗壓強度、抗拉彎強度等。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種增強路面強度的路面快速修復(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瀝青碎石混合料，所述干粉砂漿包含以下質(zhì)量分數(shù)的組分：水泥30％～50％，砂20％～40％，有機粘結(jié)劑2％～4％，活性填料10％～20％，減收縮劑3％～10％，減水劑0.2％～0.5％和早強劑0.1％～1％。
優(yōu)選地，所述有機粘結(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物，減水劑為聚羧酸，早強劑為甲酸鈣。本發(fā)明的干粉砂漿將多種組分進行有機組合，可以提高專用水泥砂漿的流動度以及增強抗折強度和斷塊抗壓強度，專用水泥砂漿增強的強度可以增強水泥砂漿混凝土路面的強度。
作為上述技術(shù)方案的改進，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，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)計空隙率為25％～40％。本發(fā)明為了縮短路面維修的時間，將碎石混合料設(shè)計為大空隙率；同時，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，使形成水泥砂漿混凝土路面具有良好的抗壓強度和抗彎拉強度。
作為上述技術(shù)方案進一步地改進，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)方案更進一步地改進，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，所述瀝青碎石的設(shè)計空隙率為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)方案進一步地改進，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，對整個混合料的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，空隙率和配比均要進行調(diào)整。
作為上述技術(shù)方案更進一步地改進，所述水泥砂漿混凝土包含以下質(zhì)量分數(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，將碎石混合料或瀝青碎石混合料混合均勻后倒入并鋪平在路面需要修補的坑洞內(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。當使用碎石混合料時，按照《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(jtgd40-2011)規(guī)定設(shè)置接縫；當使用瀝青碎石混合料時，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，使用輕型壓路機碾壓鋪平，可一次連續(xù)鋪設(shè)多個板塊。
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，按照廣東省地方標準《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度，控制成品標準。
4)澆筑水泥砂漿
拌和好的水泥砂漿倒入步驟(2)準備好的混合料表面，水泥砂漿在自重作用下，貫入碎石混合料或瀝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)護路面
刮平并刮除多余的水泥砂漿；選擇適宜的養(yǎng)護方法養(yǎng)護，24h后開放交通。
作為上述技術(shù)方案的改進，步驟2)鋪設(shè)所述瀝青碎石混合料時，連續(xù)鋪設(shè)多個板塊而不設(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)明對干粉砂漿的配比進行調(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)其自身的強度和流動度，向混合料表面澆筑水泥砂漿，水泥砂漿在自重作用下，貫入碎石混合料或瀝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度和抗彎拉強度；混合料采用較大的空隙率，可以簡短路面養(yǎng)護的時間；在使用瀝青碎石混合料鋪設(shè)時，可以一次連續(xù)鋪設(shè)多個板塊而無需設(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，下面將結(jié)合具體實施例和附表對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1
本實施例的一種干粉砂漿，所述干粉砂漿包含以下質(zhì)量分數(shù)的組分：水泥30％，砂40％，水性環(huán)氧樹脂2％，粉煤灰20％，聚醇類有機物7.7％，聚羧酸0.2％，甲酸鈣0.1％。本實施的一種水泥砂漿，其中，水與干粉砂漿的質(zhì)量比為0.2：1。
本實施例的一種碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計空隙率為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。當使用碎石混合料時，按照《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(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，按照廣東省地方標準《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度，控制成品標準。
4)澆筑水泥砂漿
拌和好的專用水泥砂漿倒入步驟(2)準備好的碎石混合料表面，水泥砂漿在自重作用下，貫入碎石混合料或瀝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)護路面
刮平并刮除多余的專用水泥砂漿；選擇適宜的養(yǎng)護方法養(yǎng)護，24h后開放交通。
實施例2
本實施例的一種干粉砂漿，干粉砂漿包含以下質(zhì)量分數(shù)的組分：水泥46.1％，砂36％，水性環(huán)氧樹脂3.5％，粉煤灰10％，聚醇類有機物3％，聚羧酸0.4％，甲酸鈣1％。本實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。
本實施例的一種碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計空隙率為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。
本實施的一種路面快速修復(fù)的施工工藝，所述施工工藝同實施例1。
實施例3
本實施例的一種干粉砂漿，所述干粉砂漿包含以下質(zhì)量分數(shù)的組分：水泥50％，砂20％，水性環(huán)氧樹脂4％，粉煤灰15％，聚醇類有機物10％，聚羧酸0.5％，甲酸鈣0.5％。本實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。
本實施例的一種碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計空隙率為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。
本實施的一種路面快速修復(fù)的施工工藝，所述施工工藝同實施例1。
實施例4
本實施例的一種干粉砂漿，所述干粉砂漿包含以下質(zhì)量分數(shù)的組分：水泥48％，砂22％，水性環(huán)氧樹脂4％，粉煤灰16％，聚醇類有機物9％，聚羧酸0.5％，甲酸鈣0.5％。本實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。
本實施例的一種碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計空隙率為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。
實施例5
本實施例的一種干粉砂漿和一種水泥砂漿同實施例2，本實施例的一種碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計空隙率為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。
本實施的一種路面快速修復(fù)的施工工藝，所述施工工藝同實施例1。
實施例6
本實施例的一種干粉砂漿和一種水泥砂漿同實施例2，本實施例的一種碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計空隙率為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。
本實施的一種路面快速修復(fù)的施工工藝，所述施工工藝同實施例1。
實施例7
本實施例的一種干粉砂漿和一種水泥砂漿同實施例2，本實施例的一種碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計空隙率為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。
本實施的一種路面快速修復(fù)的施工工藝，所述施工工藝同實施例1。
實施例8
本實施例的一種干粉砂漿和一種水泥砂漿同實施例2，本實施例的一種瀝青碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計空隙率為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。當使用瀝青碎石混合料時，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，使用輕型壓路機碾壓鋪平，可一次連續(xù)鋪設(shè)多個板塊而無需設(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，按照廣東省地方標準《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度，控制成品標準。
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，貫入碎石混合料或瀝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)護路面
刮平并刮除多余的專用水泥砂漿；選擇適宜的養(yǎng)護方法養(yǎng)護，24h后開放交通。
實施例9
本實施例的一種干粉砂漿和一種水泥砂漿同實施例2，本實施例的一種瀝青碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計空隙率為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。
本實施的一種路面快速修復(fù)的施工工藝，所述施工工藝同實施例8。
實施例10
本實施例的一種干粉砂漿和一種水泥砂漿同實施例2，本實施例的一種瀝青碎石混合料，所述碎石混合料的設(shè)計空隙率為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。
本實施的一種路面快速修復(fù)的施工工藝，所述施工工藝同實施例8。
實施例11
本實施例的一種干粉砂漿、水泥砂漿和施工工藝同實施例10，本實施例的水泥砂漿混凝土含有以下質(zhì)量分數(shù)的組分：78％瀝青碎石混合料，4.4％水，17.6％干粉砂漿。
實施例12水泥砂漿的制備
使用砂漿拌和機現(xiàn)場制備水泥砂漿。干粉砂漿加水攪拌直至材料均勻一致，按照廣東省地方標準《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度；根據(jù)《水泥砂漿強度試驗》jtge30-2005(t0505-2005t0506-2005)試驗方法，制作標準水泥砂漿試件(160mm×40mm×40mm)，測得水泥砂漿的強度；實施例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值、抗拆強度和斷塊抗壓拉強度，尤其實施例2中的水泥砂漿具有較優(yōu)的流動值、抗拆強度和斷塊抗壓拉強度；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度。
實施例13
通過對實施例1～3制備的水泥砂漿混凝土進行現(xiàn)場取樣，制作標準混凝土立方體試件(150mm×150mm×150mm)，根據(jù)《混凝土立方體抗壓試驗》jtge30-2005(t0553-2005)試驗方法，測得碎石混合料水泥砂漿混凝土材料的立方體抗壓強度；制作標準混凝土抗彎拉試件(550mm×150mm×150mm)，根據(jù)《混凝土抗彎拉強度試驗》jtge30-2005(t0558-2005)試驗方法，測得碎石混合料水泥砂漿混凝土的抗彎拉強度，碎石混合料水泥砂漿混凝土的強度見表2。
表2碎石混合料水泥砂漿混凝土的抗壓強度與抗彎拉強度
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度和抗彎拉強度，尤其實施例6中的碎石混合料水泥砂漿混凝土具有較優(yōu)的抗壓強度和抗彎拉強度；本發(fā)明的碎石混合料水泥砂漿混凝土可以增強維修路面的強度，提高路面的維修質(zhì)量。
實施例14
通過對實施例11的水泥砂漿混凝土路面進行鉆芯取樣，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，采用φ100mm的鉆芯機對檢測路段進行隨機取樣，并對所取面層芯樣按《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)》程(jtge30-2005)測定厚度后，按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(jtge20-2011)對芯樣進行最大理論相對密度試驗，測定專用砂漿半柔性路面試件專用砂漿的填充率，試驗結(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)明所述其他實施例中的水泥砂漿、水泥砂漿混凝土路面進行對應(yīng)的研究，可以獲得類似于實施例12～14的試驗結(jié)果。
最后所應(yīng)當說明的是，以上實施例用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者同等替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。