■黃志新

（福建省港永建設(shè)工程有限公司，泉州 362000）

水泥路面由于具有較高的強(qiáng)度， 良好的車(chē)轍性能，優(yōu)異的耐久性、穩(wěn)定性和夜間行車(chē)可視性，并且工程造價(jià)適中，各國(guó)道路部門(mén)對(duì)其青睞有加[1]。當(dāng)然， 水泥路面也存在一些問(wèn)題需要進(jìn)一步探究和改進(jìn)。 水泥路面在車(chē)輛碾壓下，往往會(huì)出現(xiàn)路面變形，表現(xiàn)為斷角、塌落、錯(cuò)臺(tái)、裂縫、啃邊等病害形式，特別是錯(cuò)臺(tái)病害，是亟待解決而又沒(méi)有很好解決方案的路面病害之一。 為了充分發(fā)揮水泥路面優(yōu)點(diǎn)，克服其不足，多年來(lái)一直在摸索探尋一種全新的錯(cuò)臺(tái)修復(fù)新工藝、新材料，以期滿(mǎn)足水泥路面錯(cuò)臺(tái)養(yǎng)護(hù)需求。

1 現(xiàn)行錯(cuò)臺(tái)的處理工藝

錯(cuò)臺(tái)的處理，分為基礎(chǔ)處理和路面處理2 類(lèi)。若是地基病害原因造成的錯(cuò)臺(tái)，必須通過(guò)壓漿等工藝進(jìn)行處置，基礎(chǔ)處置好以后，再行錯(cuò)臺(tái)的表面修復(fù)。 本研究著重討論錯(cuò)臺(tái)的表面修復(fù)，現(xiàn)行的錯(cuò)臺(tái)表面修復(fù)工藝，主要有磨平法和填補(bǔ)法2 種。

1.1 輕微錯(cuò)臺(tái)處置

高差不大于10 mm 的錯(cuò)臺(tái)謂之輕微錯(cuò)臺(tái)，見(jiàn)圖1。 這類(lèi)錯(cuò)臺(tái)的處置，現(xiàn)行工藝一般采用磨平法，效果也比較好。

圖1 磨平法示意圖

1.2 嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái)處置

高差大于10 mm 的錯(cuò)臺(tái)稱(chēng)之為嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái)，見(jiàn)圖2。 現(xiàn)行工藝對(duì)這類(lèi)錯(cuò)臺(tái)修復(fù)一般采用細(xì)石水泥砼或細(xì)粒式瀝青砼進(jìn)行處治。

圖2 填補(bǔ)法示意圖

現(xiàn)行嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái)的處理工藝，已經(jīng)明顯不適應(yīng)水泥路面的養(yǎng)護(hù)需求：當(dāng)采用細(xì)石水泥砼或高聚物砂漿進(jìn)行處治時(shí)，需要將擬修復(fù)表面鑿除20～30 mm，修復(fù)面清除干凈后，再將水泥砼或者高聚物砂漿倒入修復(fù)面攤鋪。 隨著人工成本的逐年提高，這種錯(cuò)臺(tái)修復(fù)工藝，每平方米人工鑿除的成本已接近每平方米全部置換的成本， 越來(lái)越難以被養(yǎng)護(hù)單位接受，況且細(xì)石水泥砼或高聚物砂漿與原路面的連接亦不理想，在重載、大流量路段使用，很快就會(huì)出現(xiàn)破損、脫落；當(dāng)采用細(xì)粒式瀝青砼處置時(shí)，雖然不需要在修復(fù)面人工鑿除，但厚度小于20 mm 的瀝青砼根本承載不了行車(chē)重載的沖擊， 很快就會(huì)出現(xiàn)松散、脫落。

隨著重載車(chē)輛的日益增多、行車(chē)流量的不斷擴(kuò)大， 錯(cuò)臺(tái)病害的修復(fù)成為亟待解決而又沒(méi)有很好解決方案的重要課題，需要按以下要求找到一種新工藝、新材料：與水泥砼路面粘結(jié)性能良好，在載荷沖擊作用下不脫落；有較高的強(qiáng)度和韌性，在載荷的沖擊下不松散；熱脹冷縮的升縮性與水泥砼路面相似，在環(huán)境氣溫變化時(shí)不產(chǎn)生裂縫；修復(fù)工藝操作簡(jiǎn)便、快捷，且施工成本低廉。

2 新型錯(cuò)臺(tái)修復(fù)材料的選擇

為了適應(yīng)重載荷、大流量路面錯(cuò)臺(tái)修復(fù)，研究跳出養(yǎng)護(hù)規(guī)范， 試用了市場(chǎng)上出現(xiàn)的幾種新材料、新工藝。

2.1 超早強(qiáng)型混凝土結(jié)構(gòu)修補(bǔ)材料

此類(lèi)材料基料為水泥，是主要的結(jié)合劑，主骨料為石英砂，輔料為高分子膠粉、添加劑為高效減水劑、早強(qiáng)劑、膨脹劑、防離析劑等[2]。 通過(guò)選用北京中德新亞建筑技術(shù)有限公司的護(hù)砼一號(hào)作為試驗(yàn)材料， 并在G228 線K5015+000～K5016+100 段、G358 線K142+000～K143+000 段做了鋪筑試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 新型錯(cuò)臺(tái)修復(fù)材料篩選檢測(cè)

2.2 水性環(huán)氧樹(shù)脂砂漿

此類(lèi)材料基料為水性環(huán)氧樹(shù)脂，固化劑為水性固化劑，粘附劑為水泥，填料為細(xì)砂，骨料為細(xì)石。通過(guò)選用上海可惠新材料科技有限公司的CAN107-3 型水性環(huán)氧砂漿作為試驗(yàn)材料， 并在G228 線K5017+000～K5018+100 段、G358 線K145+000～K146+000 段做了錯(cuò)臺(tái)修復(fù)試驗(yàn)。 試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1，從檢測(cè)結(jié)果看，施工后24 h 只能開(kāi)放小型客車(chē)。在做試驗(yàn)路時(shí)，開(kāi)放交通要在3 d 以后。該型材料封閉交通時(shí)間太長(zhǎng)，不適合做錯(cuò)臺(tái)修復(fù)材料。

2.3 油性環(huán)氧樹(shù)脂砂漿

此類(lèi)材料基料為環(huán)氧樹(shù)脂， 固化劑為有機(jī)氨類(lèi)，骨料為石英砂。 通過(guò)選用湖北星聚建材實(shí)業(yè)有限公司油性環(huán)氧修補(bǔ)砂漿作為試驗(yàn)材料，并在G228線K5020+000～K5021+100 段、G358 線K150+000～K151+000 段做了錯(cuò)臺(tái)修復(fù)試驗(yàn)。 試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

為了滿(mǎn)足重載、大流量路段錯(cuò)臺(tái)修復(fù)的工藝要求，在油性環(huán)氧砂漿的基礎(chǔ)上，探索一種全新的環(huán)氧基類(lèi)的錯(cuò)臺(tái)修復(fù)材料。 環(huán)氧砂漿的主劑為聚合物環(huán)氧樹(shù)脂。 采用了在環(huán)氧樹(shù)脂中加入熱塑性聚合物、剛性分散相、柔性鏈段進(jìn)行增韌，在充分保持環(huán)氧樹(shù)脂強(qiáng)度好、粘結(jié)性能優(yōu)異的同時(shí)，提高交聯(lián)固化后環(huán)氧樹(shù)脂耐疲勞、耐熱、抗沖擊韌性性能。

油性環(huán)氧砂漿的主劑， 選用了E-44 型環(huán)氧樹(shù)脂加入25%的E-51 性環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)配體； 固化劑選用有機(jī)胺類(lèi)固化劑T-31；稀釋劑選用非活性X833；增韌劑選用聚氨酯、丁腈羧膠配制出環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑。 配方如下： 環(huán)氧樹(shù)脂∶丁腈羧膠∶聚氨酯∶氧化鎂∶氧化鋁∶偶聯(lián)劑∶固化劑∶稀釋劑∶填料=15∶15∶13∶4∶10∶10∶8∶7∶0.5（質(zhì)量比）。試制出的環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑，抗壓強(qiáng)度達(dá)到85 MPa。

試制的環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑在S215 線K214+000～K215+000 段進(jìn)行了試驗(yàn)路鋪筑，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 S215 線K214+000～K215+000 試驗(yàn)路檢測(cè)記錄（環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑）

從檢測(cè)結(jié)果看，施工后2 h 就能開(kāi)放交通。 在做試驗(yàn)路時(shí)，保守采用3 h 開(kāi)放交通。 從1 年后的觀察結(jié)果看，幾乎沒(méi)有破碎、脫落產(chǎn)生。 但是這種錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑單價(jià)24 000 元/t， 需要10 kg/m2左右，材料成本240 元/m2左右，如果直接使用，雖然效果極佳，但材料成本極高，幾乎沒(méi)有推廣價(jià)值。

3 錯(cuò)臺(tái)修復(fù)環(huán)氧砼級(jí)配設(shè)計(jì)

3.1 環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑配制環(huán)氧砂漿

按照環(huán)氧砂漿的配制方法，將環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑和單一粒徑石英砂按1∶1、1∶2 進(jìn)行了摻配，在S215 線K214+000～K215+000 段進(jìn)行了試驗(yàn)路鋪筑，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 S215 線K214+000～K215+000 試驗(yàn)路檢測(cè)記錄

從以上2 組試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑摻進(jìn)石英砂以后，各項(xiàng)指標(biāo)都略有下降，但不影響使用。1 年中持續(xù)觀察，重載車(chē)道靠近錯(cuò)臺(tái)修復(fù)面外沿薄層處有仍有少量破碎、脫落，說(shuō)明環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑配制的環(huán)氧砂漿抗壓強(qiáng)度略差。 顯然，用環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑配制的環(huán)氧砂漿仍然承受不了重載車(chē)輛的載荷沖擊。

3.2 環(huán)氧砼石英砂骨料的確定及摻量的確定

考慮到水泥砼的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于水泥砂漿，試著把石英砂按一定的級(jí)配和環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)劑配制成環(huán)氧砼試鋪。

骨料采用與環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的惰性材料：石英砂。 其中：T205 為20～40 目石英砂，作為骨料使用；T206 為70～120 目石英砂，作為骨料使用；T209 為200 目（或以上）石英粉，作為微細(xì)集料使用；Y157 為200 目（或以上）調(diào)色礦粉，考慮到環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑成型后顏色偏褐色，使用了調(diào)色礦粉，即作為微細(xì)集料使用，亦作為顏色調(diào)料使用；根據(jù)郭文瑛[3]最緊密堆積的原則，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到T205、T206、T209、Y157、環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑的密度與堆積密度， 首先用T205 的堆積密度計(jì)算出所需的T205 用量，再用T205 的表觀密度與堆積密度之間的差值計(jì)算T205 堆積之后剩余的空隙，然后再用相同的計(jì)算方法， 計(jì)算T206、 微細(xì)集料T209、Y157 的用量及錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑的用量。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間試驗(yàn)、摸索，確定了石英砂及微細(xì)集料最佳配比T205 ∶T206 ∶T209 ∶Y157=14.5 ∶27 ∶12.4∶9.5。

3.3 環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑用量對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響

由于環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑黏度較大，如果環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑用量少， 環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)材料－環(huán)氧砼將很難攪拌，因此可以提高環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑用量以改善環(huán)氧砼的攪拌性能，但環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑增多會(huì)提高環(huán)氧砼的成本， 影響環(huán)氧砼的強(qiáng)度。 表4為環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑用量對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響

表4 環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑用量對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響

從表4 可知，在第1 d、第7 d、第28 d 所取得試件，強(qiáng)度相差不大，僅僅在3 h 的取樣，強(qiáng)度稍差，但也達(dá)到了最終強(qiáng)度的60%以上，可以開(kāi)放小型車(chē)和輕型貨車(chē)通行，1 d 以后可以完全開(kāi)放交通；環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑用量的增加，對(duì)終極強(qiáng)度提高不明顯，但3 h 的強(qiáng)度明顯降低，會(huì)直接影響快速通車(chē)，同時(shí)加大施工成本。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間試驗(yàn)、摸索，確定了環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)材料－環(huán)氧砼最佳配比為環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑A∶環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑B∶T205∶T206∶T209∶Y157=24∶14.5∶27∶12.4∶9.5。

按此配方，選擇重載車(chē)輛多、車(chē)流量大的G356線K144+000～K145+000 段做了試驗(yàn)路鋪筑， 試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

從表5 可知，環(huán)氧砼試驗(yàn)路面施工后2 h 即可限速開(kāi)放交通，4 h 可以正常開(kāi)放交通；試驗(yàn)路經(jīng)過(guò)1 年的觀察，幾乎不見(jiàn)破碎、脫落情況；與水泥砼路面粘結(jié)性能良好，在載荷沖擊作用下不脫落；有較高的強(qiáng)度和韌性，在載荷的沖擊下不松散；熱脹冷縮的伸縮性與水泥砼路面相似，在環(huán)境氣溫變化時(shí)不產(chǎn)生裂縫；修復(fù)工藝操作簡(jiǎn)便、快捷，且施工成本低廉。

表5 G356 線K144+000～K145+000 試驗(yàn)路檢測(cè)記錄（環(huán)氧砼）

按此配比， 每1 t 環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑、2.2458 t石英砂、0.3958 t 調(diào)色礦粉可以配制3.64 t 環(huán)氧砼，按環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)劑24 000 元/t、石英砂1 000 元/t、調(diào)色礦粉2 000 元/t 結(jié)算， 環(huán)氧砼單價(jià)7 428 元/t，需要11 kg/m2，材料價(jià)格81.71 元/m2。

4 環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修復(fù)材料施工工藝

環(huán)氧砼錯(cuò)臺(tái)修復(fù)工藝， 不需要大型施工設(shè)備、不需要復(fù)雜的操作工序，特別適合養(yǎng)護(hù)班組現(xiàn)場(chǎng)使用：首先要對(duì)擬修復(fù)錯(cuò)臺(tái)面進(jìn)行預(yù)處理，把油污、松動(dòng)部分清理掉，用強(qiáng)力吸塵器或強(qiáng)力風(fēng)機(jī)把擬修復(fù)錯(cuò)臺(tái)面清理干凈； 再沿?cái)M修復(fù)錯(cuò)臺(tái)面粘貼膠帶、錯(cuò)臺(tái)處安裝隔離板，錯(cuò)臺(tái)修復(fù)寬度，必須保證修復(fù)后的坡度≤2%；以上準(zhǔn)備工作完成后，按規(guī)定配方配制粘層油并均勻涂抹在擬修復(fù)錯(cuò)臺(tái)面；待粘層油漆干透后，開(kāi)始按規(guī)定配方配制環(huán)氧砼并鋪筑在擬修復(fù)錯(cuò)臺(tái)面，隨即撒布防滑陶瓷顆粒；環(huán)氧砼初凝后去除膠帶并回收修補(bǔ)面上多余顆粒，環(huán)氧砼凝固后開(kāi)放交通。 工藝流程圖見(jiàn)圖3。

圖3 環(huán)氧基錯(cuò)臺(tái)修砼施工流程

5 錯(cuò)臺(tái)修復(fù)環(huán)氧砼施工工藝應(yīng)用

錯(cuò)臺(tái)修復(fù)環(huán)氧砼施工工藝已在泉州市公路局G228 線、G356 線、G358 線、S507 線、S215 線、S217 線、S310 線、S312 線使用達(dá)到1 萬(wàn)多m2，通過(guò)對(duì)比福建省2018 年度、2019 年度、2020 年度、2021 年度公路檢查數(shù)據(jù)，PCI 值平均提升2.5、PQI 值平均提升3、RQI 值平均提升1.5，雙向二車(chē)道平均費(fèi)用2.5 萬(wàn)元/km，效果較現(xiàn)行工藝有明顯提高。 施工前后對(duì)比見(jiàn)圖4。

圖4 施工前后對(duì)比

6 結(jié)語(yǔ)

水泥路面的錯(cuò)臺(tái)修復(fù)， 一直是公路養(yǎng)護(hù)部門(mén)亟待解決而又未得到很好解決的難題之一。 本研究推出的環(huán)氧砼錯(cuò)臺(tái)修復(fù)工藝，通過(guò)在泉州市轄內(nèi)國(guó)、省道上的推廣應(yīng)用，很好地解決了水泥路面的錯(cuò)臺(tái)修復(fù)難題，是一項(xiàng)極具前景的水泥路面錯(cuò)臺(tái)修復(fù)工藝。