水泥混凝土路面快速薄層修補設(shè)計與施工方法

謝子榮

(山西晉城路橋建設(shè)有限公司，山西晉城 048000)

0 引言

水泥混凝土路面產(chǎn)生諸多病害之后則是需要即刻對其進行修補，水泥混凝土路面各類問題修補有著相應(yīng)難度，這主要是因為修補材料性能偏弱，導(dǎo)致修補工藝不合理。通常道路路面的修補務(wù)必要重視對交通的影響，確保修補質(zhì)量且盡量縮減封路時間。水泥混凝土路面快速薄層修補技術(shù)的使用可以快速修復(fù)破損水泥混凝土路面，盡快恢復(fù)路面交通及合理減少路面維修成本。因此分析水泥混凝土路面快速薄層修補設(shè)計與施工方法有著極大現(xiàn)實意義。

1 水泥混凝土路面快速薄層修補材料發(fā)展概論

以往所運用的瀝青混凝土修補水泥混凝土路面破損，封閉交通時間較短且便捷，不過瀝青混凝土以及水泥混凝土之間的模量有很大差別且兼容性較低，再加上耐久性不高及外觀并不協(xié)調(diào)。早年間也有在普通水泥混凝土和砂漿中加入早強劑或者是聚合物質(zhì)，以達到改善修補材料性能，該聚合物混凝土具備早強及高強和耐久等自身優(yōu)勢，能夠適應(yīng)路面修補各個方面要求及需求。采用聚合物改性的材料通常是聚合物乳液或者是水溶性聚合物。聚合物乳液一般是天然橡膠以及合成橡膠和熱塑性樹脂等類型。水溶性聚合物則是包括酚醛以及脲醛和環(huán)氧等方面，不過運用最多的通常是水溶性環(huán)氧。聚合物改性材料具有毒性，現(xiàn)場制備非常困難且定型的產(chǎn)品較少，均是依據(jù)預(yù)制工程任務(wù)配套運用，早期強度偏低且交通封閉時間過長。

樹脂砂漿或者是樹脂混凝土也可以作為水泥混凝土路面的修補，該方式通常是采用樹脂材料和集料有機結(jié)合，從而形成復(fù)合型材料。當(dāng)下運用最多的就屬環(huán)氧樹脂砂漿或者是聚酯樹脂砂漿。通常樹脂砂漿的早期強度高且粘結(jié)性較好，再加上其抗?jié)B及抗腐蝕性良好，并且脆性較小和抗沖擊性能較高等，不過有機材料構(gòu)成通常在環(huán)境影響下極易老化，再者就是該類材料存放較為困難和現(xiàn)場配置技術(shù)要求較高，生產(chǎn)及施工成本偏高，和舊混凝土兩者兼容性較差，此技術(shù)熱膨脹系數(shù)及彈性模量之間所存在的差異性偏大。幾種混凝土配比組成表如表1所示。

表1 幾種混凝土配比組成表 kg/m3

2 水泥混凝土路面快速薄層修補設(shè)計分析

2.1 結(jié)構(gòu)補強設(shè)計分析

水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)承載力缺失，這時就應(yīng)該提升路面結(jié)構(gòu)承載力，運用水泥混凝土路面快速薄層修補結(jié)構(gòu)補強設(shè)計。通常結(jié)構(gòu)補強設(shè)計內(nèi)容是:其一，確定薄層修補厚度。為了能夠適應(yīng)路面承載力的要求及需求，因此要提升路面的面層厚度，修補層的厚度確定通常是依據(jù)水泥混凝土路面，再結(jié)合填鋪層修補設(shè)計方式，使用經(jīng)驗方式或者是力學(xué)分析方式來確定合理的路面加鋪修補厚度;其二，新舊混凝土粘結(jié)面剪切破壞應(yīng)力。新舊混凝土粘結(jié)面所呈現(xiàn)的剪切破壞應(yīng)力通常是荷載剪切應(yīng)力或者是混凝土收縮剪切應(yīng)力，再加上路面板翹曲剪切應(yīng)力這三個方面;其三，新舊混凝土界面抗剪粘結(jié)度。在進行設(shè)計新舊混凝土界面處理方法時，通常是選用適應(yīng)于界面的粘結(jié)劑來確定新舊混凝土界面所呈現(xiàn)的抗剪粘結(jié)度;其四，材料組成設(shè)計。一般都是依據(jù)混凝土收縮應(yīng)變以及新舊混凝土界面的抗剪粘結(jié)度來確定合理的修補構(gòu)成和配合比，這同樣也包括新鋪設(shè)的配合比以及界面粘結(jié)劑配合比;其五，新舊混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)疲勞壽命。該方面設(shè)計通常是依據(jù)新舊混凝土抗折度和界面抗剪粘結(jié)度來計算出新舊混凝土負荷結(jié)構(gòu)疲勞壽命;其六，檢驗分析。最后驗算新舊混凝土路面板界面的抗剪粘結(jié)度能夠滿足各方面要求;最終檢驗荷載力以及溫度應(yīng)力循環(huán)作用之下新舊混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)的疲勞壽命能否適應(yīng)于各方面要求及需求。

2.2 恢復(fù)路面功能設(shè)計

路面結(jié)構(gòu)承載力能否適應(yīng)于應(yīng)用要求，其修補最終目的僅僅是為了恢復(fù)路面使用功能，通常使用水泥混凝土路面快速薄層修補恢復(fù)路面功能設(shè)計?；謴?fù)路面修補設(shè)計以及結(jié)構(gòu)補強設(shè)計內(nèi)容兩者均是相同的。不過在確定薄層修補厚度時則是有著極大差別。

確定舊混凝土路面板結(jié)構(gòu)承載力薄層修補厚度需注意:其一，舊混凝土路面的平整狀態(tài)以及運用要求;其二，薄層修補資費。通常修補層厚度決定著修補所需費用。修補層的厚度大則工程量大且費用大，不過這并不代表厚度薄則費用就低。因此務(wù)必要有效控制這兩方面。

3 水泥混凝土路面快速薄層修補施工方式

3.1 薄層設(shè)計參數(shù)確定

詳細調(diào)查道路交通量以及交通構(gòu)成，評估之后交通發(fā)展態(tài)勢;并且，科學(xué)合理的確定路面結(jié)構(gòu)類型以及各個結(jié)構(gòu)層厚度和材料類型;嚴格調(diào)查路面的損壞度以及裂縫出現(xiàn)情況和板碎裂度，再加上板底的脫空情況及錯臺發(fā)展現(xiàn)象和接縫破壞程度;詳細測量路面平整程度以及錯臺大小;再者就是檢測確定路面各個結(jié)構(gòu)層面參數(shù)以及評估接縫傳遞荷載力及目前路面的承載力。

科學(xué)合理的恢復(fù)舊水泥混凝土路面的接縫傳遞荷載的能力，并且對裂縫以及板底脫空進行修復(fù)。發(fā)展情況下?lián)p傷破壞病害誘因分析極為關(guān)鍵。

3.2 薄層修補設(shè)計

通常依據(jù)舊混凝土路面最終的調(diào)查結(jié)果來確定路面的修補對象，選擇路面的修補類型;并且，根據(jù)路面結(jié)構(gòu)補強方面的要求以及路面的物理狀態(tài)，再加上修補費用對比來確定路面修補層的厚度;估算舊混凝土粘結(jié)面收縮剪應(yīng)力以及舊混凝土界面抗剪粘結(jié)強度，再計算舊混凝土復(fù)合型修補層疲勞壽命;再者就是要檢驗界面粘結(jié)結(jié)構(gòu)的安全可靠度能否適應(yīng)要求。

3.3 舊混凝土表面鑿毛

根據(jù)新舊混凝土界面所呈現(xiàn)的抗剪及粘結(jié)強度來確定表面的鑿毛設(shè)計，通常是舊混凝土表面應(yīng)施以鑿毛。采用人工方式進行鑿毛不能適應(yīng)水泥混凝土路面展開快速薄層修補施工各方面要求，通常是使用機械施工。當(dāng)下較大規(guī)模鑿毛方式是高壓水射方式以及專用性刻槽機表面刻槽方式或者是酸蝕方式。舊混凝土的表面鑿毛對下部舊混凝土造成破壞，從而導(dǎo)致舊混凝土出現(xiàn)新增損傷，減小了舊混凝土路面板總體強度。采用鋼絲刷或者是高壓水對舊混凝土表面鑿毛之后進行清洗，重視縫隙清理。最終對粗糙混凝土的表面施以蒸干且涂刷粘結(jié)劑。

3.4 涂刷界面粘結(jié)劑

通常界面粘結(jié)劑粘度較大且稠度小，具備極好的流動性及耐久性，可以有效提升新舊混凝土界面粘結(jié)度。根據(jù)界面粘結(jié)劑各種類型來確定最優(yōu)化的涂刷厚度，并且務(wù)必要確保界面粘結(jié)劑厚度均勻且各個細節(jié)涂刷到位。

3.5 配合比設(shè)計

依據(jù)設(shè)計配合比來計算現(xiàn)場具體配合比，從而制備適應(yīng)于施工的水泥混凝土。制備鋼纖混凝土?xí)r則鋼纖維要確保分散均勻且不結(jié)團，這直接關(guān)系著鋼纖維提升混凝土的抗拉度以及韌性與收縮降低。

4 結(jié)語

各種混凝土路面快速修補材料中早強混凝土性能較好。該類混凝土中的硫鋁酸鹽水泥混凝土以及氟鋁酸鹽水泥混凝土，再加上磷酸鹽水泥混凝土這三類水泥混凝土早期強度偏高，并且之后增長穩(wěn)定，能夠和舊混凝土粘結(jié)性充分相容，收縮率也很小且具備較高耐磨性及耐久性，修補效果良好。采用該類水泥混凝土進行水泥混凝土路面快速薄層修補有著極大現(xiàn)實意義。

［1］焦曉輝，王 玲.水泥混凝土路面破壞原因分析及處理［J］.吉林建材，2013(1):56-58.

［2］謝勇成.水泥混凝土路面超薄層快速修補技術(shù)［J］.公路，2013(7):91-93.

［3］付 智，李 紅.水泥混凝土路面隔離封層與緩沖封層設(shè)置技術(shù)［J］.西部交通科技，2012(1):39-41.

［4］李九蘇，曹 勇.水泥混凝土路面滲透型耐磨快速修補材料研究進展［J］.公路，2012(10):9-11.

［5］王紅梅.水泥混凝土路面超薄層快速修補技術(shù)［J］.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2012(6):121-123.