王百林 王 坤 楊體文 葉 青 山宏宇 田耀剛

（寧波市高等級公路指揮部1） 寧波 315105） （長安大學(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，這類破壞如不及時修補，則會出現(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質(zhì)量的關(guān)鍵在于所采用的修補材料和修補施工工藝［1－2］，目前，國內(nèi)外修補材料發(fā)展很快，如德國的“Draifach”水泥，美國研制的III型水泥，我國蘇州水泥混凝土制品研究院研制了PR－I型混凝土快速修補劑，長安大學(xué)陳栓發(fā)教授等研究的HW系列超早強水泥混凝土修補劑［3］，水泥基修補材料的發(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，阻斷交通時間長；道路強度不均勻，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］．

然而修補材料和舊混凝土路面是一個整體性的結(jié)構(gòu)［6］，修補應(yīng)從整體性考慮，傳統(tǒng)的修補技術(shù)很顯然不能滿足經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們對路面功能的要求，因此針對此類問題，并解決了修補中經(jīng)濟(jì)成本高、養(yǎng)生時間長的缺點，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；可以使得修補變得簡單易行，減少施工時的交通干擾，盡快恢復(fù)交通；修補后使用壽命長，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、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，修補材料如何保障其整體性就成了一個關(guān)鍵問題．

超薄罩面修復(fù)后的修補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)，其界面強度應(yīng)低于修補材料本身的強度，與舊混凝土路面的粘結(jié)性是超薄罩面修補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．超薄罩面修補材料強度一般都會很大，從而會使其脆性較大，修補后，行車荷載的反復(fù)沖擊作用，加上環(huán)境因素的耦合影響，所修補的砂漿結(jié)構(gòu)層就會產(chǎn)生疲勞破壞［7］，所以在修補材料的表面鋪一層養(yǎng)護(hù)層，可以很好的解決這個問題．見圖1．

圖1 修補后破壞圖示

基于此，提出了“三層修補法”．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材料，最后在表面鋪一層水性養(yǎng)護(hù)材料，以解決修補后出現(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

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

表3 修補材料主要技術(shù)指標(biāo)

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

表4 不同養(yǎng)護(hù)方式對強度和性能影響結(jié)果

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

圖2 界面材料劈裂、抗折試驗示意圖

經(jīng)過試驗，得出界面處理材料性能見表5．

表5 界面材料劈裂、抗折強度性能指標(biāo)

3 “三層修補法”

修復(fù)工藝對修復(fù)效果的影響很重要［13］，基于此，經(jīng)過長期研究與實踐，提出了“三層修補法”的工藝來實現(xiàn)，流程見圖3．

圖3 三層修補法流程圖

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)行表面潤濕，用干凈的自來水充分濕潤清潔的路面板，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)劑時按以下2個步驟進(jìn)行：（1）現(xiàn)場制備界面材料，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)加強界面劑噴涂與砂漿澆筑施工之間的密切配合．

2）修補砂漿攪拌和澆筑［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采用強制式拌和機(jī)攪拌．拌和中嚴(yán)格按照水灰比要求，不得隨意加水．

圖4 修補面潤濕與涂界面劑

澆筑時，凝結(jié)時間會因施工地點的氣溫和風(fēng)速而有所不同．將攪拌好的料倒入清理過的道面上，采用壓實振動的抹面方法，并根據(jù)實際情況進(jìn)行表面收漿處理．由于受可操作時間影響，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)．薄層修補難度很大，傳統(tǒng)養(yǎng)生方式難以滿足要求，此次試驗路段使用開發(fā)的專用養(yǎng)護(hù)材料，具有與混凝土親和性強，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，且早強快硬，后期強度沒有發(fā)生衰減．

2）“三層修補法”對施工工藝的要求簡單，一般的施工單位可以進(jìn)行施工．

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

［1］李煒光，陳栓發(fā)，李建平，等．水泥混凝土路面的快速修補［J］．公路，2002（2）：55－58．

［2］COURARD L．Parametric study for the creation of the interface between concrete and repairs products［J］．Materials and Structures，2000，33（225）：65－72．

［3］陳栓發(fā)．超快速硬修補材料及其作用機(jī)理研究［D］．西安：長安大學(xué)，2000．

［4］李煒光，孫己龍，陳栓發(fā)．超早強修補水泥混凝土早強機(jī)理研究［J］．公路交通科技，2004（6）：40－43．

［5］江光炫，田 軍．水泥混凝土路面快速修補技術(shù)綜述［J］．華東公路，2004（1）：72－74．

［6］李保紅．水泥混凝土路面局部破損快速修補材料的研究［D］．長沙：湖南大學(xué)，2004．

［7］李 華，繆昌文，金志強，等．水泥混凝土路面修補技術(shù)［M］．北京：人民交通出版社，1999．

［8］SHILSTONE J M．Needed paradigm shift in the techno logy for normal strength concrete［C］．Proceedings on Concrete Techno logy：Past，Present and future，Detro it，USA：ACISP－144，1994．

［9］ADACHI I，SHIBUYA K，KIMURA S．Most suitable treatment of the existing conerete pavement［J］．Joumal of Chibe Institute of Technology，1991，25（37）：64－73．

［10］王新民，李 頌．新型建筑砂漿干拌砂漿指南［M］．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004．

［11］彭 勃，戴 煒，單遠(yuǎn)銘．QTA－Ⅰ型混凝土路面快速修補劑［J］．中南公路工程，1998（9）：32－34．

［12］高丹盈，趙 軍，湯寄予．鋼纖維高強混凝土劈拉強度尺寸效應(yīng)試驗研究［J］．建筑材料學(xué)報，2004，7（3）：295－299．

［13］繆昌文，孫光萍，薛建新，等．JK系列混凝土快速修補劑的研制與應(yīng)用［J］．施工技術(shù)，1995（5）：15－17．

［14］何建杰．水泥混凝土路面快速修補材料與工藝研究［D］．成都：西南交通大學(xué)，2006．