王百林 王 坤 楊體文 葉 青 山宏宇 田耀剛

（寧波市高等級(jí)公路指揮部1） 寧波 315105） （長(zhǎng)安大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2） 西安 710064）（海南高速公路股份有限公司3） ?？?570203） （鎮(zhèn)江技師學(xué)院4） 鎮(zhèn)江 212003）（貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院5） 貴陽 550001）

0 前 言

水泥道路發(fā)展迅速，隨之出現(xiàn)的問題也越來越多，尤以面層砂漿層的破壞較為突出，這類破壞如不及時(shí)修補(bǔ)，則會(huì)出現(xiàn)更大的破壞，從而造成以后的修復(fù)難度大，經(jīng)濟(jì)成本高．從技術(shù)上講，影響水泥混凝土路面修補(bǔ)質(zhì)量的關(guān)鍵在于所采用的修補(bǔ)材料和修補(bǔ)施工工藝［1－2］，目前，國(guó)內(nèi)外修補(bǔ)材料發(fā)展很快，如德國(guó)的“Draifach”水泥，美國(guó)研制的III型水泥，我國(guó)蘇州水泥混凝土制品研究院研制了PR－I型混凝土快速修補(bǔ)劑，長(zhǎng)安大學(xué)陳栓發(fā)教授等研究的HW系列超早強(qiáng)水泥混凝土修補(bǔ)劑［3］，水泥基修補(bǔ)材料的發(fā)展很好，但是在使用過程中也發(fā)現(xiàn)了一些不足之處：收縮大，易導(dǎo)致修補(bǔ)材料與舊混凝土的拉開；與舊混凝土相容性差，界面缺陷易使結(jié)合部開裂；養(yǎng)護(hù)周期長(zhǎng)，阻斷交通時(shí)間長(zhǎng)；道路強(qiáng)度不均勻，傳遞荷載不一致，從而導(dǎo)致使用壽命短，路面的使用功能低［4－5］．

然而修補(bǔ)材料和舊混凝土路面是一個(gè)整體性的結(jié)構(gòu)［6］，修補(bǔ)應(yīng)從整體性考慮，傳統(tǒng)的修補(bǔ)技術(shù)很顯然不能滿足經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們對(duì)路面功能的要求，因此針對(duì)此類問題，并解決了修補(bǔ)中經(jīng)濟(jì)成本高、養(yǎng)生時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，研究出超薄罩面搶通修復(fù)材料，并基于修復(fù)工藝，提出“三層修補(bǔ)法”．這種方法可以盡快的修復(fù)破損路面，減少水分的下滲，減少路面結(jié)構(gòu)和基層的損壞；可以使得修補(bǔ)變得簡(jiǎn)單易行，減少施工時(shí)的交通干擾，盡快恢復(fù)交通；修補(bǔ)后使用壽命長(zhǎng)，耐久性好．

1 結(jié)構(gòu)層分析

混凝土道面是一種剛度大、擴(kuò)散荷載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好的路面結(jié)構(gòu)．然而這些良好的性能主要依賴于混凝土道面的整體性，而當(dāng)混凝土道面破壞后，修補(bǔ)材料如何保障其整體性就成了一個(gè)關(guān)鍵問題．

超薄罩面修復(fù)后的修補(bǔ)料與舊混凝土界面結(jié)構(gòu)類似于普通水泥混凝土過渡區(qū)的結(jié)構(gòu)，其界面強(qiáng)度應(yīng)低于修補(bǔ)材料本身的強(qiáng)度，與舊混凝土路面的粘結(jié)性是超薄罩面修補(bǔ)材料必須考慮的問題，所以使用良好的界面材料，使其保證良好的粘結(jié)性是一種很好的方法．超薄罩面修補(bǔ)材料強(qiáng)度一般都會(huì)很大，從而會(huì)使其脆性較大，修補(bǔ)后，行車荷載的反復(fù)沖擊作用，加上環(huán)境因素的耦合影響，所修補(bǔ)的砂漿結(jié)構(gòu)層就會(huì)產(chǎn)生疲勞破壞［7］，所以在修補(bǔ)材料的表面鋪一層養(yǎng)護(hù)層，可以很好的解決這個(gè)問題．見圖1．

圖1 修補(bǔ)后破壞圖示

基于此，提出了“三層修補(bǔ)法”．在破壞的舊混凝土表面鋪一層界面粘結(jié)材料，然后應(yīng)用自己研制出的罩面修補(bǔ)材料，最后在表面鋪一層水性養(yǎng)護(hù)材料，以解決修補(bǔ)后出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)性問題，達(dá)到混凝土的整體性，使修補(bǔ)后能得到跟好的路用性能［8－9］．

2 材料性能

表1～2分別為所用的膠凝材料技術(shù)指標(biāo)和修補(bǔ)材料的配合比［10］．

表1 膠凝材料技術(shù)指標(biāo)

表2 配合比

運(yùn)用的表2配合比，確定該修補(bǔ)材料的主要技術(shù)指標(biāo)見表3．

表3 修補(bǔ)材料主要技術(shù)指標(biāo)

此外，根據(jù)三層修補(bǔ)法的原則，研制出水溶性養(yǎng)護(hù)材料，此材料的性能對(duì)比見表4．

表4 不同養(yǎng)護(hù)方式對(duì)強(qiáng)度和性能影響結(jié)果

對(duì)新研制的界面材料進(jìn)行劈裂試驗(yàn)和抗折試驗(yàn)示意圖見圖2［11－12］．

圖2 界面材料劈裂、抗折試驗(yàn)示意圖

經(jīng)過試驗(yàn)，得出界面處理材料性能見表5．

表5 界面材料劈裂、抗折強(qiáng)度性能指標(biāo)

3 “三層修補(bǔ)法”

修復(fù)工藝對(duì)修復(fù)效果的影響很重要［13］，基于此，經(jīng)過長(zhǎng)期研究與實(shí)踐，提出了“三層修補(bǔ)法”的工藝來實(shí)現(xiàn)，流程見圖3．

圖3 三層修補(bǔ)法流程圖

4 工程應(yīng)用

將研制出的材料在河南商城縣道X006商城至安徽方向路段，施工的工藝如下．

1）涂界面處理劑（見圖4） 界面清除后，首先要進(jìn)行表面潤(rùn)濕，用干凈的自來水充分濕潤(rùn)清潔的路面板，然后，在修復(fù)砂漿與混凝土道面之間涂界面材料，它是保證砂漿修復(fù)質(zhì)量的關(guān)鍵．涂界面粘結(jié)劑時(shí)按以下2個(gè)步驟進(jìn)行：（1）現(xiàn)場(chǎng)制備界面材料，并立即將配制好的界面劑進(jìn)行噴涂施工，靜止停放時(shí)間不得超過15～20min（根據(jù)氣候條件不同而不同）；（2）采用人工噴涂界面處理劑，用刷子或掃帚將配置好的膠漿涂刷于處理后的混凝土表面，要求噴涂均勻，厚度約為0．8～1．1mm，用量為0．15kg／m2．每次噴涂界面劑的面積不要太大，要在界面劑初凝之前將砂漿攤鋪到位．因此應(yīng)加強(qiáng)界面劑噴涂與砂漿澆筑施工之間的密切配合．

2）修補(bǔ)砂漿攪拌和澆筑［14］（見圖5） 修復(fù)砂漿拌制的關(guān)鍵是在砂漿的拌和過程中，保證纖維均勻分布于砂漿之中，所以要求砂漿拌和時(shí)采用強(qiáng)制式拌和機(jī)攪拌．拌和中嚴(yán)格按照水灰比要求，不得隨意加水．

圖4 修補(bǔ)面潤(rùn)濕與涂界面劑

澆筑時(shí)，凝結(jié)時(shí)間會(huì)因施工地點(diǎn)的氣溫和風(fēng)速而有所不同．將攪拌好的料倒入清理過的道面上，采用壓實(shí)振動(dòng)的抹面方法，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行表面收漿處理．由于受可操作時(shí)間影響，物料必須在45min內(nèi)澆筑完．

圖5 修復(fù)砂漿的攪拌、澆筑與飾面

3）養(yǎng)護(hù)．薄層修補(bǔ)難度很大，傳統(tǒng)養(yǎng)生方式難以滿足要求，此次試驗(yàn)路段使用開發(fā)的專用養(yǎng)護(hù)材料，具有與混凝土親和性強(qiáng)，能在其表面形成膠狀硅酸鹽，且具有填充表面孔隙、促進(jìn)水化，還能減緩水分蒸發(fā)，預(yù)防表面微裂紋，提高混凝土強(qiáng)度及耐久性等作用．修復(fù)后使用效果圖見圖6．

圖6 修復(fù)后使用效果圖

圖為薄層修復(fù)一年后路面使用情況．從圖中可以看出，修復(fù)部分使用情況良好，表明光滑，與原混凝土具有較好的粘結(jié)性，未出現(xiàn)病害的現(xiàn)象．

5 結(jié) 論

1）水泥混凝土道面薄層修復(fù)后具有在2h就可以達(dá)到通車的能力，且早強(qiáng)快硬，后期強(qiáng)度沒有發(fā)生衰減．

2）“三層修補(bǔ)法”對(duì)施工工藝的要求簡(jiǎn)單，一般的施工單位可以進(jìn)行施工．

3）“三層修補(bǔ)法”能夠滿足修補(bǔ)路面的整體性結(jié)構(gòu)要求，使路面耐久性更好，并且對(duì)于氣候條件要求苛刻的都有很好的效果，具有很好的實(shí)用價(jià)值，經(jīng)濟(jì)性好，易于大面積推廣使用．

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