水泥混凝土路面局部破損快速修補(bǔ)材料應(yīng)用探討

顏文水（福建路信交通建設(shè)監(jiān)理有限公司）

水泥混凝土路面局部破損快速修補(bǔ)材料應(yīng)用探討

顏文水（福建路信交通建設(shè)監(jiān)理有限公司）

隨著我國(guó)公路橋梁隧道建設(shè)突飛猛進(jìn)，公路路面普遍出現(xiàn)破碎板、板角斷裂、接縫碎裂（縱橫縫啃邊）、縱橫向裂縫、掉角、坑洞、麻面起鼓以及隧道滲水等局部病害。本文以福州市公路局永泰分局于2015年9月份在S203線K59+249-K171+379迎國(guó)檢公路整治工程為例，對(duì)水泥混凝土路面的局部破損進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證試驗(yàn)，重點(diǎn)分析了路面病害類(lèi)型、產(chǎn)生原因，并對(duì)各種材料的修復(fù)效果進(jìn)行研究與探討，以確定最佳的施工工藝及最好的修復(fù)材料。

混凝土路面病害；修補(bǔ)材料；應(yīng)用；探討

傳統(tǒng)的一些維修技術(shù)及材料在使用效果和養(yǎng)護(hù)方面都不盡人意，不能適應(yīng)交通飛速發(fā)展對(duì)公路、橋梁的維護(hù)要求。福州市公路局永泰分局通過(guò)收集信息，了解對(duì)比，選擇目前市場(chǎng)上性?xún)r(jià)比高，適用性強(qiáng)的材料（如華夏1號(hào)水泥路面修補(bǔ)料；510合成瀝青熔滲劑方案），應(yīng)用于迎國(guó)檢公路整治工程的實(shí)際工作中，對(duì)其試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行跟蹤，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)過(guò)程跟蹤觀察和監(jiān)測(cè)，以確定最佳的施工工藝及修補(bǔ)材料進(jìn)行恰當(dāng)?shù)娜∩帷?/p>

病害類(lèi)型：板角斷裂

病害產(chǎn)生原因：

（1）板角是水泥混凝土面板的薄弱部位，由于側(cè)模的模壁效應(yīng)，施工時(shí)較難保證板角密實(shí)，因而板角強(qiáng)度較小，相鄰板角若無(wú)傳力桿，傳荷能力也較差，在車(chē)輪連續(xù)荷載作用下易產(chǎn)生板角裂縫及斷裂；

（2）板角處于縱橫縫交叉處受縱橫雙向接縫滲水淘刷容易產(chǎn)生唧泥，形成脫空，導(dǎo)致板角應(yīng)力增大，產(chǎn)生板角斷裂；

（3）由于板底脫空或基層破損，車(chē)輪在板角部位行駛機(jī)率最大，而板角往往最先脫空后在荷載作用下斷裂，尤其是低坡位的板角滲水淘刷更明顯，在車(chē)輪沖擊荷載作用使相鄰板塊的板角產(chǎn)生斷裂。

方案一：A板使用材料為華夏1號(hào)水泥修補(bǔ)料

圖1

施工工藝：（華夏1號(hào)水泥修補(bǔ)料）

（1）確定斷角或破碎部位，用切割機(jī)沿?cái)嘟峭庋?5cm處切割成方形，用電鎬沿?cái)嗔丫€將斷角部位破碎至基層堅(jiān)實(shí)處，用電鎬將切割面內(nèi)未破損部位下鑿5cm，可在修補(bǔ)面上多切割幾刀以利方便下鑿而不損傷舊板。

（2）如基層經(jīng)滲水淘刷已損壞嚴(yán)重，用小鋤頭將基層松動(dòng)的部分徹底挖除至基層堅(jiān)硬處，底基層表面松散部分也應(yīng)挖除至堅(jiān)實(shí)處。用灰土和骨料按1：1拌和，加入8%水泥，用水?dāng)嚢柚脸睗袼缮?，層層夯?shí)至原穩(wěn)定層位置。

（3）用華夏1號(hào)水泥修補(bǔ)料按一定比例（1：2.5）加入骨料，加入15～18%的水（重量比），用攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌充分。

（4）將作業(yè)面用水浸潤(rùn)，將明水吸干。攪拌好的混合料攤鋪在基層上（厚度為距路面5cm），用插入式振動(dòng)器振動(dòng)密實(shí)。在攤鋪修補(bǔ)料混合料前應(yīng)先用瀝青防水隔熱卷材將修補(bǔ)面與鄰近板的伸縮縫隔斷開(kāi)，卷材厚度為8～10mm（可用多片重疊）。卷材應(yīng)特別注意要始終對(duì)準(zhǔn)伸縮縫，并要將卷材插入到底。

（5）待基層修補(bǔ)料混合料凝固后（1h），用修補(bǔ)料按一定比例（1：1.5）加入骨料，加入15～18%的水（重量比），用攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，將修補(bǔ)料混合料攤鋪在基層上，用插入式振動(dòng)器振動(dòng)至上漿后抹面。終凝后不需將高出路面的卷材割斷，開(kāi)放交通后可自行熔化服帖于伸縮縫上。

（6）待將要初凝時(shí)打防滑線，初凝后覆蓋養(yǎng)生4h后開(kāi)放交通。

注意事項(xiàng)：

用于隔斷伸縮縫的卷材厚度應(yīng)在8～10mm，可防止臨近板力量傳導(dǎo)推移高強(qiáng)度的修補(bǔ)面而致舊板面皮脫落。

骨料級(jí)配為9.5～19mm碎石摻入30%左右的4.75～9.5mm碎石。級(jí)配中最大的粒徑不能超過(guò)2cm，盡量使用粒徑小的骨料。若實(shí)在不容易上漿可適當(dāng)加點(diǎn)修補(bǔ)料，不可加砂！骨料應(yīng)清潔，不可含砂土！

圖2

方案二：J板使用材料為快凝高強(qiáng)水泥

圖3

施工工藝：

（1）確定斷角或破碎部位，用切割機(jī)沿?cái)嘟峭庋?5cm處切割成方形，用電鎬沿?cái)嗔丫€將斷角部位破碎至基層堅(jiān)實(shí)處，用電鎬將切割面內(nèi)未破損部位下鑿5cm，可在修補(bǔ)面上多切割幾刀以利方便下鑿而不損傷舊板。將碎石清理干凈，用小鋤頭將基層表面松散部分清除至堅(jiān)實(shí)處。

（2）配合比按水泥：水：砂：碎石=1：0.5：1.5：3，用攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌充分。

（3）將作業(yè)面用水浸潤(rùn)，將明水吸干。攪拌好的混合料攤鋪在基層上，用插入式振動(dòng)器振動(dòng)密實(shí)。在攤鋪修補(bǔ)料混合料前應(yīng)先用瀝青防水隔熱卷材將修補(bǔ)面與鄰近板的伸縮縫隔斷開(kāi)。

（4）終凝后不需將高出路面的卷材割斷，開(kāi)放交通后可自行熔化服帖于伸縮縫上。

（5）待將要初凝時(shí)打防滑線，初凝后覆蓋養(yǎng)生72h后開(kāi)放交通。

效果評(píng)估：

在相同通車(chē)狀態(tài)下經(jīng)過(guò)6個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)觀察，A板修補(bǔ)面強(qiáng)度高，與舊板粘接良好，無(wú)干縮現(xiàn)象，修補(bǔ)面完好沒(méi)有裂痕，封閉交通時(shí)間短（4h），與舊板顏色接近，施工工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用成本略高于瀝青類(lèi)材料，但因?qū)Σ『τ谰眯愿危C合性?xún)r(jià)比高，可以應(yīng)用于板角斷裂病害修復(fù)。在驗(yàn)證試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，處理鄰近板塊已出現(xiàn)大面積破碎板且排水不暢經(jīng)常積水養(yǎng)護(hù)不及時(shí)的路段時(shí)，修補(bǔ)的板塊處在大基礎(chǔ)損壞或基礎(chǔ)斷裂帶上，修補(bǔ)效果不佳，可考慮在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行置換板修復(fù)。

J板修補(bǔ)面強(qiáng)度一般，與舊板粘接處已產(chǎn)生裂縫，原先的斷裂紋已反射到修補(bǔ)面，修補(bǔ)面已出現(xiàn)碎裂，顏色與舊板較接近，施工工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用成本較低，但修補(bǔ)效果差。

病害類(lèi)型：裂縫

病害產(chǎn)生原因：

（1）施工的原因

①施工工藝的影響，由于施工中，對(duì)板的切縫不及時(shí)，在溫度應(yīng)力作用下產(chǎn)生的早期收縮裂紋（隱縫）擴(kuò)展，引起路面板橫向出現(xiàn)裂縫；

②在材料質(zhì)量方面以及混凝土拌和、攤鋪工藝上存在問(wèn)題，所引起的混凝土板表面脫皮、剝落使混凝土板強(qiáng)度降低產(chǎn)生的裂縫破壞現(xiàn)象。

（2）路基的原因

改建與擴(kuò)建工程，由于路基拓寬出現(xiàn)的不均勻沉降變形，引起路面板連續(xù)產(chǎn)生縱向裂縫。

（3）基層的原因，基層強(qiáng)度不足產(chǎn)生的不均勻變形，使路面板出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。

（4）排水不良，路面水的滲入，造成含細(xì)料的基層在板的接縫處出現(xiàn)唧泥現(xiàn)象，并使板邊與板角產(chǎn)生斷裂。

方案一：I板使用材料為510熔滲劑

圖4

施工工藝：（510熔滲劑）

（1）刻槽：順著水泥混凝土路面板裂縫方向鑿寬2cm左右、深1～2cm的施工面，并用吹風(fēng)機(jī)和刷子將松散、脫落部分石渣清除干凈。用毛刷將槽縫清潔干凈。

（2）用加熱器對(duì)裂縫施工面槽進(jìn)行加熱，脫水、干燥以張開(kāi)毛細(xì)孔。

（3）加熱510熔滲劑，并試配混合料施工配合比，要求熔滲劑溫度不高于180℃（冒白煙不可冒黃煙），配合比為熔滲劑：中粗砂=1：4；（與第3同步進(jìn)行），以熔滲劑混合料有微流動(dòng)性為佳。

（4）將加熱好的“510熔滲劑”用刷子涂刷槽底裂縫以建立連接面，再用加熱器加熱熔滲劑，使其完全滲入施工裂縫槽的毛細(xì)孔中。

（5）在槽底裂縫上粘貼適寬專(zhuān)用防水膠帶，再涂刷510熔滲劑，使防水膠帶完全封閉裂縫。

（6）加熱鍋內(nèi)熔滲劑拌制填縫料：將510熔滲劑和事先備好的中粗砂按1：4的比例拌和均勻且成微流動(dòng)狀，然后直接將拌制好的填縫料填入裂縫施工面中，要求略高于施工面，用泥水小刀邊平整壓實(shí)邊加熱以使混合料與槽完整密實(shí)結(jié)合。

（7）待填縫料冷卻凝固后，用打磨機(jī)進(jìn)行磨平處理，完工后即可開(kāi)放交通。

圖6

方案二：H板使用材料為快凝高強(qiáng)水泥

圖7

施工工藝：（快凝高強(qiáng)水泥）

（1）刻槽：順著水泥混凝土路面板裂縫方向鑿寬10cm左右、深5cm的施工槽縫，并用吹風(fēng)機(jī)和刷子將松散、脫落部分石渣清除干凈。用毛刷將槽縫清潔干凈。

（2）用水將施工槽縫浸潤(rùn)，將明水吸干。

（3）配合比按水泥：水：砂：碎石=1：0.5：1.5：3，用攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌（人工攪拌也可）充分。

（4）攪拌好的混合料攤鋪在施工槽上，用平板振動(dòng)器振動(dòng)密實(shí)。

（5）初凝后覆蓋養(yǎng)生72h后開(kāi)放交通。

效果評(píng)估：

在相同通車(chē)狀態(tài)下經(jīng)過(guò)6個(gè)月觀察，I板修補(bǔ)面強(qiáng)度較高，與舊板粘接良好，無(wú)干縮裂縫，施工工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用成本適中，作為道路裂縫修補(bǔ)性?xún)r(jià)比高。

H板修補(bǔ)面強(qiáng)度一般，與舊板粘接處已產(chǎn)生裂縫，修補(bǔ)面已產(chǎn)生碎裂，顏色與舊板較接近，施工工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用成本低，但修復(fù)效果差。

1 實(shí)驗(yàn)報(bào)告

表1

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

2.1 華夏1號(hào)水泥修補(bǔ)料

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)性修復(fù)，觀察修補(bǔ)后的效果，以及對(duì)材料在粘接性、抗壓抗折強(qiáng)度、施工工藝、耐久性、美觀度等對(duì)比后，我們認(rèn)為在修復(fù)板角斷裂、坑洞、掉角、啃邊、麻面等病害時(shí)，華夏1號(hào)水泥修補(bǔ)料作為一種新型路面修補(bǔ)材料，具有以下特點(diǎn)：

粘接性能高，2015年福州市公路局永泰分局在S203線K59+249-K171+379迎國(guó)檢公路整治工程經(jīng)過(guò)6個(gè)月路面觀察，能與各種病害部位粘接良好，沒(méi)有出現(xiàn)脫落分離現(xiàn)象，經(jīng)檢測(cè)華夏1號(hào)水泥修補(bǔ)料4h粘接性能達(dá)到1.32MPa；

抗壓抗折性能高，經(jīng)檢測(cè)華夏1號(hào)水泥修補(bǔ)料4h的抗壓強(qiáng)度達(dá)到32MPa，抗折強(qiáng)度達(dá)到5.0MPa，在施工完成后4h就能開(kāi)放交通，對(duì)于不宜長(zhǎng)時(shí)間封閉交通路段的養(yǎng)護(hù)很有意義；

耐久性能好，由于華夏1號(hào)水泥修補(bǔ)料是種無(wú)機(jī)材料，其性能不會(huì)因時(shí)間和環(huán)境影響而衰減，經(jīng)過(guò)6個(gè)月驗(yàn)證觀察華夏1號(hào)水泥修補(bǔ)料修補(bǔ)的病害在通車(chē)6個(gè)月后沒(méi)有出現(xiàn)脫落、裂紋等現(xiàn)象；

美觀度高，經(jīng)華夏1號(hào)水泥修補(bǔ)料修補(bǔ)的部位，顏色與水泥混凝土比較接近，特別是通車(chē)一段時(shí)間后與舊路面顏色更為相近。

性?xún)r(jià)比高，使用華夏1號(hào)水泥修補(bǔ)料修復(fù)板角斷裂每個(gè)板塊只需1000～1200元，相比置換板維修大大降低了工程維修費(fèi)用；使用華夏1號(hào)水泥修補(bǔ)料修補(bǔ)啃邊、坑洞、掉角等病害，每處病害工程維修費(fèi)用為100～200元，相比使用瀝青修補(bǔ)，不需反復(fù)多次修補(bǔ)，使用周期長(zhǎng)，因而也極大降低了養(yǎng)護(hù)成本。

2.2510 熔滲劑

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)性修補(bǔ)，針對(duì)水泥混凝土路面裂縫病害修補(bǔ)，我們認(rèn)為510熔滲劑具有粘接強(qiáng)度高、施工工藝簡(jiǎn)單、性?xún)r(jià)比高、封閉交通時(shí)間短，可有效封閉水泥混凝土路面裂縫，杜絕水分侵蝕路面基層，可以用于水泥混凝土路面裂縫的修復(fù)。

總之，通過(guò)以上這些實(shí)驗(yàn)及工程案例中發(fā)現(xiàn)：破碎板整板挖除，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行病害處理后按同標(biāo)號(hào)混凝土置換，用普通混凝土較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。修復(fù)板角斷裂、坑洞、掉角、啃邊等病害時(shí)，用華夏1號(hào)水泥、510熔滲劑修補(bǔ)料施工工藝簡(jiǎn)單封閉交通時(shí)間短，510熔滲劑修補(bǔ)應(yīng)用成本適中，與原水泥混凝土路面顏色不一致，美觀度一般，可用于普通道路裂縫修復(fù)。華夏1號(hào)水泥應(yīng)用成本略高，與原水泥混凝土路面顏色接近，美觀度較好。對(duì)病害永久性根治，綜合性?xún)r(jià)比高。

［1］葉超強(qiáng).水泥混凝土路面局部破損快速修補(bǔ)材料應(yīng)用研究［D］.長(zhǎng)安大學(xué)，2014.

［2］羅 穎.水泥混凝土路面快速修補(bǔ)材料性能研究［D］.大連交通大學(xué)，2014.

［3］宋應(yīng)發(fā).水泥混凝土路面快速修補(bǔ)材料的研制與應(yīng)用［J］.交通標(biāo)準(zhǔn)化，2013，09：188～190.

4］羅 祺.水泥混凝土路面坑洞、裂縫修復(fù)新技術(shù)研究［D］.重慶交通大學(xué)，2013.

［5］林 釗.高等級(jí)水泥混凝土路面維修技術(shù)及養(yǎng)護(hù)管理研究［D］.湖南大學(xué)，2014.

U416.1

A

2095-2066（2016）29-0176-03

2016-9-6

顏文水（1978-），男，中級(jí)工程師，本科，主要從事公路工程監(jiān)理工作。