水泥混凝土路橋面病害快速修復技術創新介紹

劉耘

（廣東能達高等級公路維護有限公司,廣東 廣州 510030）

水泥混凝土路橋面病害快速修復技術創新介紹

劉耘

（廣東能達高等級公路維護有限公司,廣東 廣州 510030）

隨著國家公路網規劃出臺，未來國家高速建設不僅拓展了公路網的覆蓋范圍，提升路網的服務能力，也為高速公路持續健康發展提供了指導。圍繞高速公路日常養護維修工程，采用快速修復水泥混凝土路橋面病害技術，提高高速公路快速通行服務能力，延長水泥混凝土路橋面壽命，并通過施工現場結果對比，將預測值與實際值對比分析，進一步總結各類水泥混凝土路橋面病害快速修復技術創新應用的合理性，為水泥混凝土路橋面病害快速修復提供了有益的參考。

水泥混凝土；快速修復；創新；高速公路

0 引言

水泥混凝土路面或橋面具有剛度大、強度高、穩定性好等優點，但水泥混凝土路面或橋面使用一段時間后，普遍存在局部破損、接縫損壞等病害，這些病害若不及時進行維修，則易造成混凝土病害的快速惡化，造成路面結構整體破壞，然而傳統的維修技術要么根治性不強，要么開槽破肚、整體更換，混凝土養生期長，對交通運營影響大，造成維修成本及安全風險劇增，資源浪費。

針對傳統維修技術存在的種種弊端，結合近年來交通量劇增的現實情況，因此對水泥混凝土路面或橋面形成的初期破損進行快速修復的意義顯得越來越重要，有必要對混凝土快速修復技術進行深入研究，以推動快速修復技術的不斷完善?，F就水泥混凝土路面病害分類、表現形式，就傳統常規維修技術、當前快速修復技術及對比分析介紹如下。

1 水泥混凝土路面或橋面病害分類[1]

水泥混凝土路面或橋面結構由于設計、施工缺陷，常有局部破損；在長期的重復荷載與自重和自然作用下也會造成混凝土路面產生裂縫、破損、磨損、掉角等破壞，主要病害類型可按損壞模式和影響程度分為五類：

（1）裂縫類。主要指貫通面層厚度的斷裂裂縫，把板分成數塊，破壞了面層結構的完整性。損壞形式有橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫、破碎板或交叉裂縫和板角折裂。

（2）變形類。主要指面板整體并未破壞，但出現較大的豎向位移，影響行車舒適性，主要表現有錯臺、沉陷、唧泥、隆起、拱起等。

（3）接縫損壞類。主要指與相鄰板傳荷系統有關的損壞，橫縫或縱縫附近局部深度范圍內混凝土碎裂和裂縫，填縫料的散失或失效，碎裂通常不擴展到整個板厚。其表面形成如板縫處剝落、碎裂等問題。

（4）表面損壞類。屬于非結構性損壞，發生在面層表面的局部損壞，如紋裂、起皮、麻面、坑洞等損壞。

（5）修補類。修補后形成新的直觀的再生性缺陷問題。

2 傳統常規維修技術

我國現階段水泥混凝土路面日常養護中，通常對小病害如小坑洞、表面破損、裂縫等不予維修或僅對裂縫采取灌縫處治，對小坑洞采取砂漿或環氧砂漿材料臨時修補，待病害發展變大妨礙車輛通行時，再采取鑿除病害區域局部修補或整板修補，采用硅酸鹽水泥混凝土重新澆筑填補方法，該方法簡便易行，成本低，但存在收縮大、新老混凝土易脫落造成修補失效等問題，且從破損路面的清理、修補、養生到開放交通需要長達7～10 d時間，梅雨季節或冬季時間將更長。如此一旦出現局部破損就進行修補，則大部分道路都面臨連續不斷修補的狀況，這將嚴重影響道路的通行，因此很多水泥混凝土路面只有等到破損已嚴重影響到車輛通行時才進行修補，而這時往往破損面積大，修補成本劇增，資源浪費嚴重。

3 快速修復技術

目前，國內外水泥混凝土路面中所采用的快速修復技術主要依賴于快速修補材料，通過調整材料凝結硬化時間和早期強度的方法，以達到快速修補的目的，然而在機械設備、施工工藝方面的優化改善較少。

目前，快速修補材料類別及優缺點如下。

3.1 在硅酸鹽混凝土中加入早強組分

主要通過早強劑或快速修補劑提高硅酸鹽混凝土的早期強度。相比普通道路混凝土可以大大縮短修復時間，但仍存在以下不足：

（1）強度尤其是小時強度仍然偏低，用這類材料修復的路面恢復交通時間需8～10 h以上甚至更長時間。

（2）早期需要更為嚴格的保溫和保濕等養護措施。

（3）體積穩定性、黏結性能及耐磨性等較差。

3.2 硫鋁酸鹽水泥修補材料

硫鋁酸鹽水泥修補材料具有早強、高抗滲、高抗凍、耐腐蝕、低堿度等特點。早強凝結時間可控，一般施工6 h后可以通車，通常在潮濕狀況下微膨脹，干燥情況下收縮較大，早期水化熱大，易產生微細裂縫，對鋼筋保護不力，早期就可能發生鋼筋銹蝕，并且水化產物晶格不穩定，后期會發生強度倒縮現象，甚至粉化，維修部位可能在6～12個月就需要再次維修，如圖1所示。

圖1 超早強快硬水泥混凝土修補

3.3 乳化瀝青混凝土

采用改性的乳化瀝青混凝土對損壞的水泥混凝土路面進行修復，該方法較為簡便，也可實現快速恢復交通，但路面含水較高的情況下修復黏結強度低，乳化瀝青混凝土與混凝土強度等級差別大，路面傳荷不一致，使用壽命短，同時還存在顏色不一致的情況，經過車輪碾壓后修補部位容易變形下陷造成修補部位不平整。

3.4 聚合物改性水泥類或聚合物膠結類修補材料[2]

在水泥中加入聚合物乳液改性，或全部采用聚合物乳液代替水泥配制混凝土作為修補材料。如改性環氧樹脂修補砂漿即是聚合物膠結類修補材料。環氧砂漿具有快硬、高強和顯著改善抗滲、耐蝕、耐磨、抗凍融以及黏結等性能，一般膠結越快其脆性越高，易開裂，屬于有機材料，耐紫外線老化性能比無機材料差，要求施工部位清潔、干燥，現場配料比較煩瑣，材料成本和施工成本較高，如圖2所示。

圖2 環氧砂漿快速修補

3.5 磷酸鎂水泥修補材料[3]

磷酸鎂水泥修補材料具有快速凝結硬化、高強、收縮開裂少、耐磨耗等優點，但其凝結硬化速度難以控制，缺乏與之相配套的施工設備，難以做到規?；a應用。

3.6 高強快硬鎂堌

高強快硬鎂堌是一種新型無機修補材料，是在磷酸鎂水泥的基礎上進一步優化的產物，具有凝結硬化快且施工操作時間可控，一般施工2～6 h后可以通車，與混凝土、鋼筋黏結強度高，負溫可硬化，干縮變形小，后期性能穩定，不需要水養護等特點，如圖3所示。主要技術指標見表1。

4 快速修復技術對比分析

目前，專門針對水泥混凝土路面或橋面病害修補的材料和技術已取得了初步的進展，在實際修補工程中也得到了一定程度的應用，但總體應用情況還有待進一步完善，總體來說，目前存在的問題主要如下：

（1）大部分快速修補材料性能仍難以滿足快速而有效的修補要求，快凝快硬的材料雖然滿足修補快的要求，但后期易收縮開裂出現二次損壞，而具有穩定后期性能的修補材料的早期強度發展仍偏低，達不到及早開放交通的目的。

圖3 高強快硬鎂堌快速修補

表1 鎂堌及其混凝土的主要技術指標

（2）快速修補材料沒有圍繞材料的特性、局部破損類型研究相適宜的施工設備、施工工藝，限制了修補的速度，甚至影響修復質量。

（3）對修補材料的長期耐久性方面考慮不足。

（4）快速修補材料成本參差不齊，修補效果相對較好的材料成本高，經濟性差。

5 結語

該文介紹了近年來水泥混凝土路橋面病害快速修復技術方法，依據快速修復技術在高速公路實際使用情況以及后續對維修部位的跟蹤統計，得出以下材料對比數據，見表2。

表2 常見快速修補材料對比一覽表

[1]辛立華.水泥混凝土路面養護技術初探[J].中國勘察設計，2011(7): 84-87.

[2]申愛琴，朱建輝，王曉飛，鐘建超，付琴.聚合物改性超細水泥修補混凝土結構物微裂縫的性能及機理[J].中國公路學報, 2006,19(4):46-51.

[3]汪宏濤，張時豪，丁建華，齊召慶.磷酸鎂水泥修補材料耐磨性影響因素研究[J].功能材料,2015(20):20068-20072.

U418.6

B

1009-7716（2017）08-0216-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.08.067

2017-04-01

劉耘（1983-），男，新疆昌吉人，路橋工程師，從事高速公路施工管理工作。