水泥混凝土路面快速薄层修补设计与施工方法

谢子荣

(山西晋城路桥建设有限公司，山西晋城 048000)

0 引言

水泥混凝土路面产生诸多病害之后则是需要即刻对其进行修补，水泥混凝土路面各类问题修补有着相应难度，这主要是因为修补材料性能偏弱，导致修补工艺不合理。通常道路路面的修补务必要重视对交通的影响，确保修补质量且尽量缩减封路时间。水泥混凝土路面快速薄层修补技术的使用可以快速修复破损水泥混凝土路面，尽快恢复路面交通及合理减少路面维修成本。因此分析水泥混凝土路面快速薄层修补设计与施工方法有着极大现实意义。

1 水泥混凝土路面快速薄层修补材料发展概论

以往所运用的沥青混凝土修补水泥混凝土路面破损，封闭交通时间较短且便捷，不过沥青混凝土以及水泥混凝土之间的模量有很大差别且兼容性较低，再加上耐久性不高及外观并不协调。早年间也有在普通水泥混凝土和砂浆中加入早强剂或者是聚合物质，以达到改善修补材料性能，该聚合物混凝土具备早强及高强和耐久等自身优势，能够适应路面修补各个方面要求及需求。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胶以及合成橡胶和热塑性树脂等类型。水溶性聚合物则是包括酚醛以及脲醛和环氧等方面，不过运用最多的通常是水溶性环氧。聚合物改性材料具有毒性，现场制备非常困难且定型的产品较少，均是依据预制工程任务配套运用，早期强度偏低且交通封闭时间过长。

树脂砂浆或者是树脂混凝土也可以作为水泥混凝土路面的修补，该方式通常是采用树脂材料和集料有机结合，从而形成复合型材料。当下运用最多的就属环氧树脂砂浆或者是聚酯树脂砂浆。通常树脂砂浆的早期强度高且粘结性较好，再加上其抗渗及抗腐蚀性良好，并且脆性较小和抗冲击性能较高等，不过有机材料构成通常在环境影响下极易老化，再者就是该类材料存放较为困难和现场配置技术要求较高，生产及施工成本偏高，和旧混凝土两者兼容性较差，此技术热膨胀系数及弹性模量之间所存在的差异性偏大。几种混凝土配比组成表如表1所示。

表1 几种混凝土配比组成表 kg/m3

2 水泥混凝土路面快速薄层修补设计分析

2.1 结构补强设计分析

水泥混凝土路面结构承载力缺失，这时就应该提升路面结构承载力，运用水泥混凝土路面快速薄层修补结构补强设计。通常结构补强设计内容是:其一，确定薄层修补厚度。为了能够适应路面承载力的要求及需求，因此要提升路面的面层厚度，修补层的厚度确定通常是依据水泥混凝土路面，再结合填铺层修补设计方式，使用经验方式或者是力学分析方式来确定合理的路面加铺修补厚度;其二，新旧混凝土粘结面剪切破坏应力。新旧混凝土粘结面所呈现的剪切破坏应力通常是荷载剪切应力或者是混凝土收缩剪切应力，再加上路面板翘曲剪切应力这三个方面;其三，新旧混凝土界面抗剪粘结度。在进行设计新旧混凝土界面处理方法时，通常是选用适应于界面的粘结剂来确定新旧混凝土界面所呈现的抗剪粘结度;其四，材料组成设计。一般都是依据混凝土收缩应变以及新旧混凝土界面的抗剪粘结度来确定合理的修补构成和配合比，这同样也包括新铺设的配合比以及界面粘结剂配合比;其五，新旧混凝土复合结构疲劳寿命。该方面设计通常是依据新旧混凝土抗折度和界面抗剪粘结度来计算出新旧混凝土负荷结构疲劳寿命;其六，检验分析。最后验算新旧混凝土路面板界面的抗剪粘结度能够满足各方面要求;最终检验荷载力以及温度应力循环作用之下新旧混凝土复合结构的疲劳寿命能否适应于各方面要求及需求。

2.2 恢复路面功能设计

路面结构承载力能否适应于应用要求，其修补最终目的仅仅是为了恢复路面使用功能，通常使用水泥混凝土路面快速薄层修补恢复路面功能设计。恢复路面修补设计以及结构补强设计内容两者均是相同的。不过在确定薄层修补厚度时则是有着极大差别。

确定旧混凝土路面板结构承载力薄层修补厚度需注意:其一，旧混凝土路面的平整状态以及运用要求;其二，薄层修补资费。通常修补层厚度决定着修补所需费用。修补层的厚度大则工程量大且费用大，不过这并不代表厚度薄则费用就低。因此务必要有效控制这两方面。

3 水泥混凝土路面快速薄层修补施工方式

3.1 薄层设计参数确定

详细调查道路交通量以及交通构成，评估之后交通发展态势;并且，科学合理的确定路面结构类型以及各个结构层厚度和材料类型;严格调查路面的损坏度以及裂缝出现情况和板碎裂度，再加上板底的脱空情况及错台发展现象和接缝破坏程度;详细测量路面平整程度以及错台大小;再者就是检测确定路面各个结构层面参数以及评估接缝传递荷载力及目前路面的承载力。

科学合理的恢复旧水泥混凝土路面的接缝传递荷载的能力，并且对裂缝以及板底脱空进行修复。发展情况下损伤破坏病害诱因分析极为关键。

3.2 薄层修补设计

通常依据旧混凝土路面最终的调查结果来确定路面的修补对象，选择路面的修补类型;并且，根据路面结构补强方面的要求以及路面的物理状态，再加上修补费用对比来确定路面修补层的厚度;估算旧混凝土粘结面收缩剪应力以及旧混凝土界面抗剪粘结强度，再计算旧混凝土复合型修补层疲劳寿命;再者就是要检验界面粘结结构的安全可靠度能否适应要求。

3.3 旧混凝土表面凿毛

根据新旧混凝土界面所呈现的抗剪及粘结强度来确定表面的凿毛设计，通常是旧混凝土表面应施以凿毛。采用人工方式进行凿毛不能适应水泥混凝土路面展开快速薄层修补施工各方面要求，通常是使用机械施工。当下较大规模凿毛方式是高压水射方式以及专用性刻槽机表面刻槽方式或者是酸蚀方式。旧混凝土的表面凿毛对下部旧混凝土造成破坏，从而导致旧混凝土出现新增损伤，减小了旧混凝土路面板总体强度。采用钢丝刷或者是高压水对旧混凝土表面凿毛之后进行清洗，重视缝隙清理。最终对粗糙混凝土的表面施以蒸干且涂刷粘结剂。

3.4 涂刷界面粘结剂

通常界面粘结剂粘度较大且稠度小，具备极好的流动性及耐久性，可以有效提升新旧混凝土界面粘结度。根据界面粘结剂各种类型来确定最优化的涂刷厚度，并且务必要确保界面粘结剂厚度均匀且各个细节涂刷到位。

3.5 配合比设计

依据设计配合比来计算现场具体配合比，从而制备适应于施工的水泥混凝土。制备钢纤混凝土时则钢纤维要确保分散均匀且不结团，这直接关系着钢纤维提升混凝土的抗拉度以及韧性与收缩降低。

4 结语

各种混凝土路面快速修补材料中早强混凝土性能较好。该类混凝土中的硫铝酸盐水泥混凝土以及氟铝酸盐水泥混凝土，再加上磷酸盐水泥混凝土这三类水泥混凝土早期强度偏高，并且之后增长稳定，能够和旧混凝土粘结性充分相容，收缩率也很小且具备较高耐磨性及耐久性，修补效果良好。采用该类水泥混凝土进行水泥混凝土路面快速薄层修补有着极大现实意义。

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