论水泥混凝土路面面板断裂快速修复技术
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[摘 要]目前我市水泥混凝土路面普遍有板底脱空及断板、修复养生时间长的问题， 针对该问题提出水泥混凝土路面面板断裂快速修复技术。
[关键词]水泥混凝土路面 面板断裂 快速修复
中图分类号：U416.216 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）12-0245-01
1、引言
水泥混凝土路面作为一种典型的路面类型，具有强度高、承载力强、耐久性好、投资少、环保等优点。但也存在对基底脱空敏感，板块刚性大，不适合沉降量大的软基路段、维修困难等缺点。其在使用期间， 不仅承受着数以千万计的轮载反复作用， 还经受着环境中温度、湿度等周期性变化因素的影响， 容易出现各种损坏。近年来， 随着我市经济的快速发展， 交通荷载趋向向重型化发展， 不仅交通量增长迅速， 而且超载、超限现象也时有发生， 导致路面破坏加速，尤其是容易出现面板断裂现象，其养护任务也随之加重。因此， 如何提高水泥混泥土路面面板断裂的修复速度，缩短施工期间的道路封闭时间，延长道路的使用寿命， 是公路养护部门面临的一个重要课题。
2、传统修复技术存在的问题
一般情况下，水泥混凝土路面在运营3到5年后，路基的固结沉降过程已基本完成， 而在此过程中，难免产生差异沉降脱空现象。同时， 接缝填缝料也开始出现老化、脱落的现象， 使接缝逐渐失去防水功能。在重交通的作用下出现唧泥、脱空等病害， 而面板一旦脱空， 板内荷载应力就会急剧地增加， 再经过疲劳循环后， 很快就出现断裂破坏。
针对此类情况， 国内外的绝大部分《公路水泥混凝土路面养护规范》要求做灌浆处理，并将该技术作为断板前有效的预防性养护措施对待。在我们国家， 由于大部分的养护管理单位对灌浆稳板技术不太熟悉， 关键技术未掌握， 加上非破损脱空检验技术上实际应用的困难，大多数水泥混凝土路面灌浆的效果并不很理想。究其原因，主要是脱空发现的过迟， 灌浆时机往往偏晚，面板残余疲的劳寿命已经所剩不多。其次是灌浆技术还没有过关， 有些关键技术指标即使在《公路水泥混凝土路面养护技术规范》中也不很明确， 造成灌浆稳板的效果较差。甚至存在，有的水泥混凝土路面在完成灌浆后， 并没有使面板的疲劳寿命得以延长，反而加速了其断裂破坏的现象。因此，须对灌浆的原材料、配合比、浆体与原有基层的强度匹配关系、灌浆的压力等关键指标及灌浆的质量，进行深入研究。
3、快速修复技术的意义
水泥混凝土路面的路面断板快速修复技术，是相对传统的修复材料及修复技术方法而言的。采用传统的修复方法，路面需经过长时间养生才能开放交通， 在一些车流量大、重车较多的繁忙交通要道， 这种修复方式显然已不能满足实际要求。必须采用快速的修复材料和快速的修复工艺进行养护处理。针对此要求， 可以采取以下两种方法进行试验： 一是采用预制拼装形式的断板快速修复技术， 即把板块的浇注、养护等一系列工艺放在后场完成， 通过现场吊装，并进行接缝处理就能很快开放交通； 二是采用特殊的材料在施工现场完成浇注、并进行短时间的养护就能开放交通的快速修复方法， 以达到12h 内通车的要求。这样，不但节省了大量的人力、物力，也将道路维修造成的不利影响大大降低。
4、快速修复技术的研究成果
4.1 边角快速修复技术
可选用道桥修复材料（如超快硬修补水泥）、快硬硫铝酸盐水泥、聚醋酸乙烯白乳胶，并分析了不同配比混凝土的弯拉强度、劈裂强度、抗压强度及新旧混凝土的粘结弯拉强度、粘结劈裂强度以及粘结抗剪强度。深入研究了旧混凝土界面的潮湿状态和界面的洁净程度对其粘结性能的影响。并结合路用特性对不同修复材料的耐磨性进行比较。
研究结果表明：道桥修复材料和快硬硫铝酸盐水泥的早期强度都比较高，且强度发展很快。特别是道桥修复材料不仅快硬早强，而且粘结性能非常优异。
在快硬硫铝酸盐水泥中掺入适量乳胶，除了可以降低混凝土的脆性、提高其耐磨性外，混凝土本身的强度、粘结性能都相应降低。因此，应该慎用各类有机材料，若确实需要加入时，必须通过试验确定合理的掺量。本次试验结果有力的表明：综合考虑强度、粘结性能和耐磨性，乳胶的掺量不宜超过10%。
界面的干湿及洁净状态对粘结性能产生很大的影响作用，一般来说旧混凝土基体处于饱和态时可提高粘结性能。而旧混凝土界面干净时的粘结抗剪强度可比界面不做任何处理的高出55%左右，粘结劈裂强度也可高出15%左右。
此项研究也提出了，适用于高等级公路和低等级公路边角修复的胶凝材料类型以及工程配合比。
4.2 预制拼装快速修复技术
该项技术从理论上分析了预制板的弯拉强度及几何尺寸的确定方法，阐明了预制拼装修复技术的各道施工工艺和方法，并对预制拼装和现浇修复的经济性进行了比较。提出预制拼装修复技术应用建议。研究表明预制拼装修复技术是目前几乎所有快速修复技术中，用时最短、占用道路面积最小并且对道路交通影响最小的一项实用技术。路面修复时间能减少到从面板拼装开始一直到重新开放交通不超过5h，可以说是真正意义上的无阻碍交通快速修复方法，并且路面修复后能达到新建路面的性能指标。
综合地考虑快速修复路面的使用性能和施工性能，预制拼装板的设计弯拉强度应大于或等于原路面结构的设计弯拉强度，宜采用2.5m×2.0m的小板，面板的配筋量满足吊装要求即可。为提高接缝的传荷能力，减少热变形的破坏，预制板块厚度应与旧板厚度保持一致。
板间接缝应采用碎石和环氧砂浆填塞，并且顶面用TST改性沥青粘结料密封，这样既可实现良好的荷载传递，又能防止雨水的渗透破坏，使用效果更加优异。
预制拼装水泥混凝土路面的修复成本不仅小于现浇快通水泥混凝土路面，而且具有良好的经济效益，其在养护、修复工程中具有良好的应用前景。
4.3 现浇快速修复技术
该项技术使用近几年研发的SBT-K10型快速修补剂，将其掺入水泥混凝土，使之初凝时间略大于1h，坍落度≥3cm，便能很好地满足施工要求，并且具有早期强度发展快、后期强度不倒缩、脆性低的优点。水泥混凝土在标准养护条件下12h的抗折强度可超过4.5MPa，抗折强度7d后基本达到稳定，而抗压强度直至90d龄期仍能持续增长。快速修补混凝土在早期具有微膨胀性的特点，很好地弥补了传统快速修补混凝土收缩大的不足。
SBT-K10型快速修补剂具有非常好的耐久性，用其配制的混凝土抗渗、耐磨性能皆优于普通的混凝土，28d碳化深度
工程实践表明SBT-K10型快速修补剂与水泥具有非常好的适应性，用其修补水泥混凝土路面可满足10h开放交通的要求，真正实现了隔夜快通修复，可取得良好的养护、维修效果。
5.结束语
通过以上论述可见，加强对边角快速修复技术、预制拼装快速修复技术及现浇快速修复技术等养护新技术的研究和推广，将会为我市水泥混凝土路面养护水平的提高提供科学的理论依据和实践经验。
参考文献
[1] 王俏.水泥混凝土路面预制拼装快速修复技术研究.长沙交通学院学报，2007.
[2] 罗翥等.水泥混凝土路面12h内通车快速修复技术研究.西部交通科技，2006.
[3] 陈楚如.水泥混凝土路面快速修复技术探讨.管理观察，2011.