淺析AC—K5路面坑洞修復劑在高速公路橋梁日常維修中的應用

【摘 要】轄養京藏高速G6線部分橋梁橋面鋪裝、伸縮縫混凝土不同程度出現各類病害，試用AC-K5路面坑洞修復劑對橋面鋪裝及伸縮縫進行修補，具有施工工藝簡單，養護時間短，早期強度高等特點。本文根據近幾年的施工經驗，重點從材料性能特點、施工工藝及質量控制等方面談談自己粗淺的認識，如有不妥之處，請同行指正。

【關鍵詞】AC-K5；修復劑；橋梁養護

1.材料應用的背景

我分局轄養京藏高速（G6線）K1069+200-K1144+000段，于2005年建成通車，共有橋梁108座，該段公路自投入運營以來，隨著社會經濟的不斷發展，交通流量逐年增加，且以重載貨運車輛為主，目前混合交通量平均18383輛/晝夜，橋梁在超重車輛反復荷載不斷沖擊及寒冷季節橋面高度收縮的特殊環境下產生了形變，導致部分橋梁橋面鋪裝局部損壞露筋，伸縮縫混凝土裂縫、松散剝落、損壞形成坑洞等病害及安全問題，直接威脅橋梁的使用壽命。

近年來，我分局從上海奧茨橋梁隧道養護工程技術有限公司購買新型材料AC-K5路面坑洞修復劑，在該公司技術人員的指導下，利用AC-K5路面坑洞修復劑對轄養路段橋梁病害進行快速維修，有效縮短了交通管制時間，3-6個小時即可開放交通，節省了人力、物力和養護成本。與普通水泥混凝土相比較，具有較高的抗變形能力和抗裂性，水化反應時，體積變化較小，產生的裂縫少，能有效提高修補強度和質量，降低維修養生過程中的安全隱患，保證了行車的舒適性，延長了橋梁的使用壽命，通過近兩年的使用，取得了較好的效果。

2.橋梁常見的病害及產生原因

2.1 橋面鋪裝層的厚度不夠

由于在橋梁下部結構或預制梁板施工時未能控制好標高，安裝后致使梁頂標高偏高，為了保證路線總標高不變而減少了橋面鋪裝厚度，使得鋼筋網上下保護層不夠，減弱了橋面鋪裝層的強度和承載能力，嚴重影響力橋梁結構安全。

2.2 橋面鋪裝層與梁板表面混凝土粘結不好

在實施橋面鋪裝前，沒有將梁板表面松散砂石、灰塵、油污等雜物清洗干凈，梁板表面未鑿毛或者鑿毛的密度和深度不夠，這些都降低了橋面鋪裝層與梁板面之間的粘聚力，破壞了混凝土的整體性。通車使用后，在車輛荷載的反復劇烈沖擊下，使鋪裝層與梁板分離、剝落。

2.3 施工縫處理不當

在橋面鋪裝層施工時應盡量減少施工縫，但在高速公路施工時因橋面較寬，往往是分多幅進行混凝土澆筑，施工縫未嚴格按設計及規范留置，這些都會影響橋面鋪裝層混凝土的連續性和整體性。在橋梁養護過程中，發現有些橋梁施工縫滲水，造成冬季凍融，使鋪裝層與梁板分離。

2.4 混凝土質量的影響

混凝土施工質量好壞直接影響橋面鋪裝層的使用壽命。原材料質量不符合相關技術規范要求，細集料中含泥量過高，粗集料粒徑不規格及雜質含量超標，石料壓碎值指標不符合要求，水泥品種質量差，砂率過大，砂石級配不良，質地不好，混凝土拌合物和易性差以及施工時漏振，模版漏漿、養生不及時等造成混凝土中出現蜂窩、麻面、強度降低，這些缺陷破壞了橋面鋪裝層的整體性，降低了橋面鋪裝層抗裂、抗沖擊、抗彎曲及耐磨的能力。

2.5 荷載過大及沖擊影響

近年來，隨著社會經濟的增長，貨運車輛的大型、超大型化及超載、超限違章車輛的增加，車輛的沖擊作用也隨之明顯變大，加重了橋面鋪裝層的負荷，超大型貨運車輪荷載會產生大的沖擊，在橋面不平整或有橋頭跳車的地方，就會產生更大的沖擊。

3.AC-K5路面坑洞修復劑性能及適用范圍

3.1 材料性能

AC-K5路面坑洞修復劑是由水泥、進口高品質聚合物乳膠粉、施工性能改善劑、精制硅質骨料組成，并含有保持水泥砂漿體積穩定性的專有技術，是一種經聚合物改性的水泥基特種材料。

（1）粘接性能好：涂層粘著力強，無需界面劑與混凝土、砂漿即可獲得高粘接強度，具有優異的粘結力，耐霜凍和硫酸鹽腐蝕，無毒、無腐蝕性。

（2）抗裂性能好：能夠適應混凝土基底的變形而不會開裂或脫落，薄層修補時也無開裂、起殼、剝離現象。

3.2 適用范圍

（1）適用于混凝土路面或橋梁各部位破損的修復。

（2）用于混凝土地面因受環境的侵蝕、材料老化或受破壞造成損壞的修復。

（3）特別適合于有快速通車需求的高速路段橋涵維修

4.AC-K5路面坑洞修復劑優點

同普通水泥混凝土比較有以下優點：

（1）凝結速度快，養護齡期短。5小時就可以放行通車，尤其對于高速公路而言，減少了交通安全管理的壓力，大大減少安全控制及監管的成本。AC-K5路面坑洞修復劑凝固速度在2-6個小時，5小時抗壓強度能達到20Mpa以上，后期養護成本較低，而普通混凝土需7—14天的養護期。

（2）收縮性較小。混凝土硬化后收縮率較小，只有普通混凝土的40%左右。

（3）強度高。5小時抗壓強度能達到20Mpa以上，24小時抗壓強度能達到30Mpa以上，28天抗壓強度就達到50Mpa以上，相當于普通C50水泥混凝土。

（4）二次修復性能好。由于該材料屬于水泥基材料，因此與其它環氧類修復材料相比，二次修復性能較好。當修復過程中由于施工或其它原因失敗時，只需要對修復不成功部位重新鑿除修復即可，無需整體結構替換。

（5）施工工藝簡單，適用性強。AC-K5路面坑洞修復劑適合于水泥基結構構件的修復，現場加水攪拌即可使用，操作適用與普通水泥混凝土相近，工人容易掌握，不需要專門的培訓。

（6）可以進行薄層水泥混凝土路面各種病害維修。包括麻面、坑洞及邊角掉塊修復等。修復厚度范圍10mm-50cm。而普通混凝土不允許進行薄層修復。修補后表面與原結構混凝土表面色澤基本一致。

5.施工工藝及質量控制

5.1破損部位鑿除

根據橋面鋪裝、橋梁伸縮縫破損實際面積放樣，確定鑿除范圍，用砼切縫機進行切縫，切縫時應注意保持切口垂直整齊平順，用風鎬將損壞混凝土疏松部位鑿除，將槽口內原填料及時清理干凈并沖洗，注意不能將槽口以外的砼破壞。然后使用吹風機或高壓水對基底進行清理，徹底清除基底的浮土、灰塵和殘留的雜物。對于修復的部位，要求邊角整齊，不得有鈍角或銳角。

5.2植筋與補焊

對于橋面鋪裝、伸縮縫修復，鋼筋植筋與補焊是主要環節，要認真檢查預埋鋼筋，由于過往車輛及修補路面時施工機械及車輛的碾壓，預埋筋會出現裂紋、折斷及缺失現象，對有裂紋和折斷的鋼筋應及時校正并按焊接要求補焊或補植鋼筋，對扭曲的預埋筋要理順，以滿足預埋鋼筋尺寸的要求及安裝毛勒裝置的焊接要求。實際安裝中為確保安裝質量，植入的鋼筋與原拼接結構鋼筋要可靠焊接，確保與原鋼筋骨架牢固連接。

5.3材料選擇

砂的選擇，宜采用級配良好、質地堅硬、顆粒潔凈的中粗砂，含泥量必須符合技術指標要求，含泥量或0.075mm粒徑以下含量較大時，應當使用水沖洗處理。

碎石的選擇，宜采用質地堅硬、耐久、潔凈、級配合理，粒形良好、吸水率小的碎石，符合相關技術指標要求，粒徑范圍在5-20mm。

水，符合國家標準的飲用水可直接作為混凝土的拌制和養護用水，當使用其他水源時，應對水質進行檢驗，符合混凝土用水的品質指標后，方可使用。

5.4混合料的拌和與澆筑

拌和前，依據修復尺寸計算材料用量，按照施工配合比準確稱量各種材料的用量，其配合比（質量比）為：AC-K5路面坑洞修復劑：砂：碎石：水=1：1.4：1.2：0.33（根據砂、碎石材料粒徑、級配不同可調整用量；在高溫季節施工時可適當加大水灰比），采用人工或小型攪拌機進行拌和。為確保拌和物的均勻性，最好使用機械攪拌，攪拌時間不得少于2分鐘，當使用人工攪拌時，其攪拌時間應適當延長。攪拌好的混合料宜在半個小時內使用完，即拌即用，并確保初凝前使用完畢，初凝時間，一般為20-40分鐘，可根據施工現場需要和施工天氣氣溫適當調整，超過初凝時間的材料必須廢棄，嚴禁二次加水后拌和使用。澆筑時，應使舊混凝土底、側面保持清潔、濕潤，確保充分結合；在澆筑過程中，應當用小型振搗設備、鐵釬等工具進行插搗，確保振搗密實，不得使用大型振搗設備進行振搗，防止早期應力的損失。

5.5 收光與養護

對澆筑后的混合料應當及時進行收光與抹平，在收光過程中，應當嚴格控制表面收光的時間在初凝前完成，在表面收光時，盡量保證一次成型，當表面開始硬化不便收光時，不得在表面灑水強行收光與擠壓。收光后的表面在指壓無松動時即可表面濕水養護，并且一定要及時，防止表面出現早期的干縮裂紋。灑水后應在表面覆蓋塑料薄膜或者覆蓋土工布并濕水，濕水養護時間不得少于6個小時。

6.應用后效果

自2013年以來，我分局將AC-K5路面坑洞修復劑作為轄養G6線高速公路橋梁應急快速維修材料進行推廣使用，在高速公路橋面鋪裝、伸縮縫局部維修中發揮了重要作用。兩年來，先后對轄養G6線高速公路橋梁多處橋面鋪裝、橋梁伸縮縫局部混凝土損壞等病害進行了快修速補，解決了高速公路橋面鋪裝、伸縮縫混凝土局部快速有效搶修的難題。通過實際應用，縮短了開放交通時間，減少了安全管理的壓力，大大減少了安全成本和后期養護成本。開放交通后，組織專業技術人員對實施效果進行跟蹤觀測，經過3個月的高溫以及雨季和1個凍融期的觀測，使用回彈儀對修復后的混凝土強度進行了檢測，同時對施工中保留的混凝土抗壓強度試件進行了28天抗壓強度檢測，強度均能達到質量標準要求，修復的部位未出現松散、破損等其他病害，效果較好。

7.AC-K5路面坑洞修復劑存在的不足

（1）養護成本高，費用大。AC-K5路面坑洞修復劑單價為7000元/噸，而高標號525賽馬水泥的單價為580元/噸，兩種材料單價比為12：1，不適用于養護成本較低的國省干線公路。

（2）僅適用于水凝混凝土局部面積破損型病害維修。因AC-K5路面坑洞修復劑加水產生化學反應特別快，在夏季25℃-33℃施工過程中，15-20分鐘就可達到初凝，40-60分鐘就可達到終凝。在這種超短時間過程中，如果沒有很好的施工組織安排，實施大面積混凝土破損性病害維修的難度較大。

（3）由于AC-K5路面坑洞修復劑的初凝時間和終凝時間與拌和加水量有關，如果控制不好，勢必會影響工程質量。

8.結語

AC-K5路面坑洞修復劑具有凝結時間快、早期強度高、快速通行的優點，施工6小時后即可恢復通車，十分適用于高速公路的特點，通過在G 6線高速公路橋梁橋面日常維修中的應用，解決了公路橋面鋪裝、橋梁伸縮縫修復中施工不便、養生期長、施工及養生過程中存在安全隱患等難題，大大縮短了施工周期和安全維護費用，對高速公路搶險保通發揮了非常大的效益，在高速公路橋梁快速維修中，有著廣泛的應用前景。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國行業標準.公路橋涵施工技術規范JTG/T F50-2011[S].

[2] 中華人民共和國行業標準.公路橋涵養護規范JTG H11-2004[S].

作者簡介：

朱文艷（1970-），女，漢族，寧夏平羅人，工程師，現主要從事公路日常養護工作。