水泥混凝土路面局部破損快速修補材料應用探討

顏文水（福建路信交通建設監理有限公司）

水泥混凝土路面局部破損快速修補材料應用探討

顏文水（福建路信交通建設監理有限公司）

隨著我國公路橋梁隧道建設突飛猛進，公路路面普遍出現破碎板、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迎國檢公路整治工程為例，對水泥混凝土路面的局部破損進行現場驗證試驗，重點分析了路面病害類型、產生原因，并對各種材料的修復效果進行研究與探討，以確定最佳的施工工藝及最好的修復材料。

混凝土路面病害；修補材料；應用；探討

傳統的一些維修技術及材料在使用效果和養護方面都不盡人意，不能適應交通飛速發展對公路、橋梁的維護要求。福州市公路局永泰分局通過收集信息，了解對比，選擇目前市場上性價比高，適用性強的材料（如華夏1號水泥路面修補料；510合成瀝青熔滲劑方案），應用于迎國檢公路整治工程的實際工作中，對其試驗過程進行跟蹤，對試驗結果進行分析。通過對過程跟蹤觀察和監測，以確定最佳的施工工藝及修補材料進行恰當的取舍。

病害類型：板角斷裂

病害產生原因：

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

（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生唧泥，形成脫空，導致板角應力增大，產生板角斷裂；

（3）由于板底脫空或基層破損，車輪在板角部位行駛機率最大，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，在車輪沖擊荷載作用使相鄰板塊的板角產生斷裂。

方案一：A板使用材料為華夏1號水泥修補料

圖1

施工工藝：（華夏1號水泥修補料）

（1）確定斷角或破碎部位，用切割機沿斷角外沿15cm處切割成方形，用電鎬沿斷裂線將斷角部位破碎至基層堅實處，用電鎬將切割面內未破損部位下鑿5cm，可在修補面上多切割幾刀以利方便下鑿而不損傷舊板。

（2）如基層經滲水淘刷已損壞嚴重，用小鋤頭將基層松動的部分徹底挖除至基層堅硬處，底基層表面松散部分也應挖除至堅實處。用灰土和骨料按1：1拌和，加入8%水泥，用水攪拌至潮濕松散狀，層層夯實至原穩定層位置。

（3）用華夏1號水泥修補料按一定比例（1：2.5）加入骨料，加入15～18%的水（重量比），用攪拌機進行攪拌充分。

（4）將作業面用水浸潤，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），用插入式振動器振動密實。在攤鋪修補料混合料前應先用瀝青防水隔熱卷材將修補面與鄰近板的伸縮縫隔斷開，卷材厚度為8～10mm（可用多片重疊）。卷材應特別注意要始終對準伸縮縫，并要將卷材插入到底。

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

（6）待將要初凝時打防滑線，初凝后覆蓋養生4h后開放交通。

注意事項：

用于隔斷伸縮縫的卷材厚度應在8～10mm，可防止臨近板力量傳導推移高強度的修補面而致舊板面皮脫落。

骨料級配為9.5～19mm碎石摻入30%左右的4.75～9.5mm碎石。級配中最大的粒徑不能超過2cm，盡量使用粒徑小的骨料。若實在不容易上漿可適當加點修補料，不可加砂！骨料應清潔，不可含砂土！

圖2

方案二：J板使用材料為快凝高強水泥

圖3

施工工藝：

（1）確定斷角或破碎部位，用切割機沿斷角外沿15cm處切割成方形，用電鎬沿斷裂線將斷角部位破碎至基層堅實處，用電鎬將切割面內未破損部位下鑿5cm，可在修補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實處。

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

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

（4）終凝后不需將高出路面的卷材割斷，開放交通后可自行熔化服帖于伸縮縫上。

（5）待將要初凝時打防滑線，初凝后覆蓋養生72h后開放交通。

效果評估：

在相同通車狀態下經過6個月的現場觀察，A板修補面強度高，與舊板粘接良好，無干縮現象，修補面完好沒有裂痕，封閉交通時間短（4h），與舊板顏色接近，施工工藝簡單，應用成本略高于瀝青類材料，但因對病害永久性根治，綜合性價比高，可以應用于板角斷裂病害修復。在驗證試驗過程中發現，處理鄰近板塊已出現大面積破碎板且排水不暢經常積水養護不及時的路段時，修補的板塊處在大基礎損壞或基礎斷裂帶上，修補效果不佳，可考慮在適當的時候進行置換板修復。

J板修補面強度一般，與舊板粘接處已產生裂縫，原先的斷裂紋已反射到修補面，修補面已出現碎裂，顏色與舊板較接近，施工工藝簡單，應用成本較低，但修補效果差。

病害類型：裂縫

病害產生原因：

（1）施工的原因

①施工工藝的影響，由于施工中，對板的切縫不及時，在溫度應力作用下產生的早期收縮裂紋（隱縫）擴展，引起路面板橫向出現裂縫；

②在材料質量方面以及混凝土拌和、攤鋪工藝上存在問題，所引起的混凝土板表面脫皮、剝落使混凝土板強度降低產生的裂縫破壞現象。

（2）路基的原因

改建與擴建工程，由于路基拓寬出現的不均勻沉降變形，引起路面板連續產生縱向裂縫。

（3）基層的原因，基層強度不足產生的不均勻變形，使路面板出現斷裂現象。

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

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，并用吹風機和刷子將松散、脫落部分石渣清除干凈。用毛刷將槽縫清潔干凈。

（2）用加熱器對裂縫施工面槽進行加熱，脫水、干燥以張開毛細孔。

（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同步進行），以熔滲劑混合料有微流動性為佳。

（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孔中。

（5）在槽底裂縫上粘貼適寬專用防水膠帶，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邊加熱以使混合料與槽完整密實結合。

（7）待填縫料冷卻凝固后，用打磨機進行磨平處理，完工后即可開放交通。

圖6

方案二：H板使用材料為快凝高強水泥

圖7

施工工藝：（快凝高強水泥）

（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，并用吹風機和刷子將松散、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，將明水吸干。

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

（4）攪拌好的混合料攤鋪在施工槽上，用平板振動器振動密實。

（5）初凝后覆蓋養生72h后開放交通。

效果評估：

在相同通車狀態下經過6個月觀察，I板修補面強度較高，與舊板粘接良好，無干縮裂縫，施工工藝簡單，應用成本適中，作為道路裂縫修補性價比高。

H板修補面強度一般，與舊板粘接處已產生裂縫，修補面已產生碎裂，顏色與舊板較接近，施工工藝簡單，應用成本低，但修復效果差。

1 實驗報告

表1

2 實驗結論

2.1 華夏1號水泥修補料

經過現場試驗性修復，觀察修補后的效果，以及對材料在粘接性、抗壓抗折強度、施工工藝、耐久性、美觀度等對比后，我們認為在修復板角斷裂、坑洞、掉角、啃邊、麻面等病害時，華夏1號水泥修補料作為一種新型路面修補材料，具有以下特點：

粘接性能高，2015年福州市公路局永泰分局在S203線K59+249-K171+379迎國檢公路整治工程經過6個月路面觀察，能與各種病害部位粘接良好，沒有出現脫落分離現象，經檢測華夏1號水泥修補料4h粘接性能達到1.32MPa；

抗壓抗折性能高，經檢測華夏1號水泥修補料4h的抗壓強度達到32MPa，抗折強度達到5.0MPa，在施工完成后4h就能開放交通，對于不宜長時間封閉交通路段的養護很有意義；

耐久性能好，由于華夏1號水泥修補料是種無機材料，其性能不會因時間和環境影響而衰減，經過6個月驗證觀察華夏1號水泥修補料修補的病害在通車6個月后沒有出現脫落、裂紋等現象；

美觀度高，經華夏1號水泥修補料修補的部位，顏色與水泥混凝土比較接近，特別是通車一段時間后與舊路面顏色更為相近。

性價比高，使用華夏1號水泥修補料修復板角斷裂每個板塊只需1000～1200元，相比置換板維修大大降低了工程維修費用；使用華夏1號水泥修補料修補啃邊、坑洞、掉角等病害，每處病害工程維修費用為100～200元，相比使用瀝青修補，不需反復多次修補，使用周期長，因而也極大降低了養護成本。

2.2510 熔滲劑

經過現場試驗性修補，針對水泥混凝土路面裂縫病害修補，我們認為510熔滲劑具有粘接強度高、施工工藝簡單、性價比高、封閉交通時間短，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。

總之，通過以上這些實驗及工程案例中發現：破碎板整板挖除，對基礎進行病害處理后按同標號混凝土置換，用普通混凝土較為經濟實用。修復板角斷裂、坑洞、掉角、啃邊等病害時，用華夏1號水泥、510熔滲劑修補料施工工藝簡單封閉交通時間短，510熔滲劑修補應用成本適中，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。華夏1號水泥應用成本略高，與原水泥混凝土路面顏色接近，美觀度較好。對病害永久性根治，綜合性價比高。

［1］葉超強.水泥混凝土路面局部破損快速修補材料應用研究［D］.長安大學，2014.

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

［3］宋應發.水泥混凝土路面快速修補材料的研制與應用［J］.交通標準化，2013，09：188～190.

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

［5］林 釗.高等級水泥混凝土路面維修技術及養護管理研究［D］.湖南大學，2014.

U416.1

A

2095-2066（2016）29-0176-03

2016-9-6

顏文水（1978-），男，中級工程師，本科，主要從事公路工程監理工作。