一种用于市政道路快速修复的低碳加固施工方法与流程

本发明涉及市政道路工程施工，特别涉及一种用于市政道路快速修复的低碳加固施工方法。

背景技术：

1、随着我国城市路网服役年限增长，市政道路在行车荷载反复作用、温湿度环境变化及路基不均匀沉降等因素的长期影响下，易出现局部基层沉降、脱空、面层网状开裂等典型道路病害。若不及时对所述道路局部病害进行加固修复，所述道路局部病害会在荷载与水侵蚀作用下快速扩展，最终引发大面积路面破损，大幅降低行车安全性与道路服役寿命。

2、当前市政道路局部病害的主流修复方式为传统铣刨重铺工艺，在实际工程应用中存在以下缺陷：

3、1.施工周期长，交通干扰严重：传统基层加固多采用水泥稳定类材料，凝结硬化速度慢，基层需3~7天养护期后方可开展面层施工，整体修复作业需长时间封闭道路，无法满足市政核心区域“夜间封闭施工、凌晨开放交通”的低干扰修复需求，大幅影响城市道路通行效率。

4、2.废旧道路集料资源化率低，碳排放水平高：传统修复工艺通常将铣刨产生的旧道路集料全部废弃外运，既占用城市固废填埋空间，又需额外开采大量砂石新集料，原材料生产、运输全流程碳排放量大，与城市建设低碳化发展目标相悖；现有部分原位再生工艺未对废旧道路集料进行级配优化调控，直接拌合加固后基层骨架结构差、强度离散性大，长期耐久性无法达到道路服役要求。

5、3.层间粘结薄弱，修复耐久性不足：现有快速修复工艺普遍忽略基层与面层的界面粘结强化处理，或仅采用普通粘层油简单喷洒，在快速施工工况下基层早期强度偏低、界面浮尘清理不彻底时，极易出现层间滑移、脱层等道路病害，导致修复后路面使用寿命短，所述道路病害易反复复发。

6、4.道路病害探测精度不足，修复范围缺乏精准依据：传统道路病害检测依赖人工目测与经验判断，仅能识别面层所表观出来的道路病害，无法精准探测基层内部沉降、脱空的深度与边界范围，施工中易出现修复范围不足导致道路病害复发，或过度开挖增加施工成本与物料浪费的问题。

7、为此，本发明提出一种用于市政道路快速修复的低碳加固施工方法，通过精准道路病害探测、废旧道路集料分级调控原位再生、低碳快硬碱激发固化、界面增强粘结、超薄温拌面层快速冷却的全流程协同工艺，实现市政道路局部病害的6小时内快速闭环修复，同时兼具废旧道路集料高回用、低碳排放、结构耐久可靠的综合优势。

技术实现思路

1、本发明的主要目的为提供一种用于市政道路快速修复的低碳加固施工方法，旨在解决现有技术中市政道路局部病害修复施工周期长、交通干扰严重、废旧道路集料资源化利用率低、碳排放水平高、层间粘结薄弱耐久性差及病害探测精度不足等问题，实现市政道路基层病害的精准探测、废旧道路集料原位低碳再生、快速闭环施工与耐久加固修复。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种用于市政道路快速修复的低碳加固施工方法，包括以下步骤：

3、s1，通过采用探地雷达对目标道路的破损区域进行扫描，识别道路基层沉降、脱空、开裂的范围与深度，根据探测结果划定最小修复边界，并沿边界切割成规则的矩形修复槽；

4、铣刨所述矩形修复槽内的破损面与基层，将铣刨产生的废旧道路集料进行筛分分级留存备用，并清理所述矩形修复槽底部的浮尘与松散碎屑；

5、s2，通过向所述留存的废旧道路集料添加低碳碱激发固化剂，并进行均匀拌合，形成再生加固混合料；

6、将所述再生加固混合料分层回填至修复槽内，每层均匀摊铺并采用振动压路机进行压实，形成再生加固基层；

7、s3,将水性环氧界面粘结剂均匀喷涂于所述再生加固基层的表面，静置至所述水性环氧界面粘结剂呈触干状态，形成连续的界面粘结层；

8、其中，所述界面粘结层完全覆盖基层表面，无漏喷以及积液区域；

9、s4，通过采用温拌改性沥青混合料作为面层材料，并在所述界面粘结层触干状态的窗口期内进行面层摊铺，将所述面层摊铺完成并通过压路机进行压实；

10、s5，将所述面层完成压实并静置自然冷却，至面层表面温度与现场环境温度差值不大于5℃，且压实度与弯沉值满足设计要求，完成施工。

11、进一步地，步骤s1中，所述探地雷达对目标道路的破损区域进行扫描，沿扫描测线方向的相邻两个数据采样点之间的水平距离不大于50mm，探测深度不小于600mm；

12、所述规则的矩形修复槽由切割工具进行切割，切口垂直贯通所述面层至基层顶面，槽壁平整无崩边；

13、通过铣刨机对所述矩形修复槽进行铣刨，铣刨深度至所述道路病害基层下10mm~20mm，铣刨过程同步除尘，铣刨产生的废旧道路集料通过风选除杂并筛分分级，分为两个等级粒径的留存集料，4.75mm~26.5mm的粗集料与粒径0~4.75mm的细集料。

14、进一步地，步骤s2中，进行拌合前分别调整所述废旧道路集料中粗集料、细集料的含水率至最佳含水率±2%范围；

15、按质量比例计量掺配所述粗集料与细集料，并采用强制式拌合设备进行拌合，其中粗集料占集料总质量的60%~70%，细集料占比为100%-粗集料占比；

16、干拌15~30s至集料无明显分级离析，再加入低碳碱激发固化剂与相对应的水，继续湿拌60~90s，得到拌合均匀的再生加固混合料，其中，总拌合时间不少于90s；

17、所述再生加固混合料分2~3层回填，每层虚铺厚度为150mm~200mm；下层压实完成后对其顶面进行拉毛处理，再摊铺上层混合料；

18、每层摊铺完毕后采用振动压路机碾压，遵循先轻后重、先边后中的原则，碾压轮迹重叠宽度不小于1/3轮宽，压实度不小于97%。

19、进一步地，所述低碳碱激发固化剂按质量份数计量，包括矿渣微粉60~70份、粉煤灰20~30份、固体水玻璃5~10份、无水石膏3~5份，固化剂比表面积不小于400m2/kg；固化剂掺量为所述废旧道路集料总质量的8%~12%；

20、其中，配置后的所述再生加固混合料初凝时间不小于45分钟，终凝时间不大于120分钟。

21、进一步地，步骤s2中，所述再生加固基层压实完成后4h内覆盖土工布洒水保湿，基于现场环境温度进行封闭养生；

22、所述再生加固基层终凝后，开展所述界面粘结层的施工；

23、其中，所述再生加固基层的7d无侧限抗压强度不小于3.0mpa。

24、进一步地，步骤s3中，所述水性环氧界面粘结剂为主剂与固化剂组成的双组分常温固化体系，所述主剂与所述固化剂采用2:1的质量比比例称量，并通过电动搅拌器以300~500r/min的转速低速搅拌3至5分钟直至色泽均匀无结块；

25、将配置好的所述水性环氧界面粘结剂，通过采用高压无气喷涂设备进行施工，喷涂压力控制在0.3~0.5mpa，喷嘴与基层表面垂直距离保持30~50cm；

26、采用纵横交叉两道喷涂工艺，两道喷涂间隔5~10min，干膜厚度为0.3mm~0.5mm；

27、修复槽边角、立面部位通过人工进行补涂。

28、进一步地，步骤s3中，所述水性环氧界面粘结剂的触干状态表现为所述水性环氧界面粘结剂表面无粘滞性、无流动痕迹的状态。

29、进一步地，步骤s4中，所述温拌改性沥青混合料摊铺温度为120℃~130℃，采用小型摊铺机进行摊铺；

30、摊铺完成后采用双钢轮压路机分初压、复压、终压三个阶段进行压实：

31、第一阶段，初压静压一遍，行驶速度2~3km/h；

32、第二阶段，复压振压两遍，行驶速度3~4km/h；

33、第三阶段，终压静压一遍收面，行驶速度3~5km/h；

34、碾压由修复槽侧边向中心推进，轮迹重叠宽度不小于1/2轮宽，终压温度不低于70℃。

35、进一步地，所述温拌改性沥青混合料，通过采用sbs改性沥青，并掺加有机蜡类温拌剂制备，所述温拌剂掺量为沥青质量的2%~3%。

36、进一步地，施工区域围挡封闭至面层冷却达标全程施工时长不超过6h，且废旧道路的铣刨集料的原位利用率不低于90%。

37、本发明提供的一种用于市政道路快速修复的低碳加固施工方法，具有以下有益效果：

38、1.施工效率高，交通影响小：通过快硬型低碳碱激发固化材料与各工序无缝衔接的工艺设计，大幅压缩基层凝结等待时长，配合超薄温拌沥青面层快速冷却的特性，实现单块道路局部病害6小时内完成从道路病害的处置到具备开放交通条件的全流程施工，完美适配市政核心区域“夜间封闭施工、凌晨开放交通”的低干扰修复需求，显著降低道路维修对城市通行的影响。

39、2.资源化率高，低碳环保：通过对废旧道路集料进行风选除杂、分级筛分与级配精准调控的工艺，在保障再生基层骨架密实结构稳定、力学性能达标的前提下，实现旧路铣刨集料90%以上的原位资源化利用，大幅减少新砂石集料的开采需求与废旧道路集料废弃外运量，从源头降低道路修复全流程的碳排放，契合城市基础设施低碳建设的发展目标。

40、3.层间粘结强，结构耐久性好：通过基层顶面轻度拉毛处理和双组分水性环氧界面粘结层的组合界面强化工艺，有效修复半刚性再生基层与沥青面层的模量差异，提升层间粘结强度与抗剪切性能，避免修复后路面出现层间滑移、脱层等早期道路病害，大幅延长修复结构的整体服役寿命，降低后期养护频次与成本。

41、4.道路病害处置精准，施工质量可控：通过高频探地雷达扫描检测技术，可精准识别道路基层内部沉降、脱空、开裂的实际分布范围与深度，以此为依据划定最小修复边界，彻底规避传统人工经验判断导致的修复范围不足、道路病害易复发，或过度开挖、施工成本与物料浪费偏高的问题，实现精细化修复，保障施工质量的稳定性与经济性。