水泥混凝土路面快速薄層修補設計與施工方法

謝子榮

(山西晉城路橋建設有限公司，山西晉城 048000)

0 引言

水泥混凝土路面產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難度，這主要是因為修補材料性能偏弱，導致修補工藝不合理。通常道路路面的修補務必要重視對交通的影響，確保修補質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的使用可以快速修復破損水泥混凝土路面，盡快恢復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計與施工方法有著極大現實意義。

1 水泥混凝土路面快速薄層修補材料發展概論

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調。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，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勢，能夠適應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氧等方面，不過運用最多的通常是水溶性環氧。聚合物改性材料具有毒性，現場制備非常困難且定型的產品較少，均是依據預制工程任務配套運用，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合，從而形成復合型材料。當下運用最多的就屬環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性較好，再加上其抗滲及抗腐蝕性良好，并且脆性較小和抗沖擊性能較高等，不過有機材料構成通常在環境影響下極易老化，再者就是該類材料存放較為困難和現場配置技術要求較高，生產及施工成本偏高，和舊混凝土兩者兼容性較差，此技術熱膨脹系數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計分析

2.1 結構補強設計分析

水泥混凝土路面結構承載力缺失，這時就應該提升路面結構承載力，運用水泥混凝土路面快速薄層修補結構補強設計。通常結構補強設計內容是:其一，確定薄層修補厚度。為了能夠適應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水泥混凝土路面，再結合填鋪層修補設計方式，使用經驗方式或者是力學分析方式來確定合理的路面加鋪修補厚度;其二，新舊混凝土粘結面剪切破壞應力。新舊混凝土粘結面所呈現的剪切破壞應力通常是荷載剪切應力或者是混凝土收縮剪切應力，再加上路面板翹曲剪切應力這三個方面;其三，新舊混凝土界面抗剪粘結度。在進行設計新舊混凝土界面處理方法時，通常是選用適應于界面的粘結劑來確定新舊混凝土界面所呈現的抗剪粘結度;其四，材料組成設計。一般都是依據混凝土收縮應變以及新舊混凝土界面的抗剪粘結度來確定合理的修補構成和配合比，這同樣也包括新鋪設的配合比以及界面粘結劑配合比;其五，新舊混凝土復合結構疲勞壽命。該方面設計通常是依據新舊混凝土抗折度和界面抗剪粘結度來計算出新舊混凝土負荷結構疲勞壽命;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度能夠滿足各方面要求;最終檢驗荷載力以及溫度應力循環作用之下新舊混凝土復合結構的疲勞壽命能否適應于各方面要求及需求。

2.2 恢復路面功能設計

路面結構承載力能否適應于應用要求，其修補最終目的僅僅是為了恢復路面使用功能，通常使用水泥混凝土路面快速薄層修補恢復路面功能設計。恢復路面修補設計以及結構補強設計內容兩者均是相同的。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構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 薄層設計參數確定

詳細調查道路交通量以及交通構成，評估之后交通發展態勢;并且，科學合理的確定路面結構類型以及各個結構層厚度和材料類型;嚴格調查路面的損壞度以及裂縫出現情況和板碎裂度，再加上板底的脫空情況及錯臺發展現象和接縫破壞程度;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構層面參數以及評估接縫傳遞荷載力及目前路面的承載力。

科學合理的恢復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。發展情況下損傷破壞病害誘因分析極為關鍵。

3.2 薄層修補設計

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

3.3 舊混凝土表面鑿毛

根據新舊混凝土界面所呈現的抗剪及粘結強度來確定表面的鑿毛設計，通常是舊混凝土表面應施以鑿毛。采用人工方式進行鑿毛不能適應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。當下較大規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，從而導致舊混凝土出現新增損傷，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劑。

3.4 涂刷界面粘結劑

通常界面粘結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度。根據界面粘結劑各種類型來確定最優化的涂刷厚度，并且務必要確保界面粘結劑厚度均勻且各個細節涂刷到位。

3.5 配合比設計

依據設計配合比來計算現場具體配合比，從而制備適應于施工的水泥混凝土。制備鋼纖混凝土時則鋼纖維要確保分散均勻且不結團，這直接關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，并且之后增長穩定，能夠和舊混凝土粘結性充分相容，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實意義。

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