水泥混凝土路面局部破损快速修补材料应用探讨

颜文水（福建路信交通建设监理有限公司）

水泥混凝土路面局部破损快速修补材料应用探讨

颜文水（福建路信交通建设监理有限公司）

随着我国公路桥梁隧道建设突飞猛进，公路路面普遍出现破碎板、板角断裂、接缝碎裂（纵横缝啃边）、纵横向裂缝、掉角、坑洞、麻面起鼓以及隧道渗水等局部病害。本文以福州市公路局永泰分局于2015年9月份在S203线K59+249-K171+379迎国检公路整治工程为例，对水泥混凝土路面的局部破损进行现场验证试验，重点分析了路面病害类型、产生原因，并对各种材料的修复效果进行研究与探讨，以确定最佳的施工工艺及最好的修复材料。

混凝土路面病害；修补材料；应用；探讨

传统的一些维修技术及材料在使用效果和养护方面都不尽人意，不能适应交通飞速发展对公路、桥梁的维护要求。福州市公路局永泰分局通过收集信息，了解对比，选择目前市场上性价比高，适用性强的材料（如华夏1号水泥路面修补料；510合成沥青熔渗剂方案），应用于迎国检公路整治工程的实际工作中，对其试验过程进行跟踪，对试验结果进行分析。通过对过程跟踪观察和监测，以确定最佳的施工工艺及修补材料进行恰当的取舍。

病害类型：板角断裂

病害产生原因：

（1）板角是水泥混凝土面板的薄弱部位，由于侧模的模壁效应，施工时较难保证板角密实，因而板角强度较小，相邻板角若无传力杆，传荷能力也较差，在车轮连续荷载作用下易产生板角裂缝及断裂；

（2）板角处于纵横缝交叉处受纵横双向接缝渗水淘刷容易产生唧泥，形成脱空，导致板角应力增大，产生板角断裂；

（3）由于板底脱空或基层破损，车轮在板角部位行驶机率最大，而板角往往最先脱空后在荷载作用下断裂，尤其是低坡位的板角渗水淘刷更明显，在车轮冲击荷载作用使相邻板块的板角产生断裂。

方案一：A板使用材料为华夏1号水泥修补料

图1

施工工艺：（华夏1号水泥修补料）

（1）确定断角或破碎部位，用切割机沿断角外沿15cm处切割成方形，用电镐沿断裂线将断角部位破碎至基层坚实处，用电镐将切割面内未破损部位下凿5cm，可在修补面上多切割几刀以利方便下凿而不损伤旧板。

（2）如基层经渗水淘刷已损坏严重，用小锄头将基层松动的部分彻底挖除至基层坚硬处，底基层表面松散部分也应挖除至坚实处。用灰土和骨料按1：1拌和，加入8%水泥，用水搅拌至潮湿松散状，层层夯实至原稳定层位置。

（3）用华夏1号水泥修补料按一定比例（1：2.5）加入骨料，加入15～18%的水（重量比），用搅拌机进行搅拌充分。

（4）将作业面用水浸润，将明水吸干。搅拌好的混合料摊铺在基层上（厚度为距路面5cm），用插入式振动器振动密实。在摊铺修补料混合料前应先用沥青防水隔热卷材将修补面与邻近板的伸缩缝隔断开，卷材厚度为8～10mm（可用多片重叠）。卷材应特别注意要始终对准伸缩缝，并要将卷材插入到底。

（5）待基层修补料混合料凝固后（1h），用修补料按一定比例（1：1.5）加入骨料，加入15～18%的水（重量比），用搅拌机进行搅拌，将修补料混合料摊铺在基层上，用插入式振动器振动至上浆后抹面。终凝后不需将高出路面的卷材割断，开放交通后可自行熔化服帖于伸缩缝上。

（6）待将要初凝时打防滑线，初凝后覆盖养生4h后开放交通。

注意事项：

用于隔断伸缩缝的卷材厚度应在8～10mm，可防止临近板力量传导推移高强度的修补面而致旧板面皮脱落。

骨料级配为9.5～19mm碎石掺入30%左右的4.75～9.5mm碎石。级配中最大的粒径不能超过2cm，尽量使用粒径小的骨料。若实在不容易上浆可适当加点修补料，不可加砂！骨料应清洁，不可含砂土！

图2

方案二：J板使用材料为快凝高强水泥

图3

施工工艺：

（1）确定断角或破碎部位，用切割机沿断角外沿15cm处切割成方形，用电镐沿断裂线将断角部位破碎至基层坚实处，用电镐将切割面内未破损部位下凿5cm，可在修补面上多切割几刀以利方便下凿而不损伤旧板。将碎石清理干净，用小锄头将基层表面松散部分清除至坚实处。

（2）配合比按水泥：水：砂：碎石=1：0.5：1.5：3，用搅拌机进行搅拌充分。

（3）将作业面用水浸润，将明水吸干。搅拌好的混合料摊铺在基层上，用插入式振动器振动密实。在摊铺修补料混合料前应先用沥青防水隔热卷材将修补面与邻近板的伸缩缝隔断开。

（4）终凝后不需将高出路面的卷材割断，开放交通后可自行熔化服帖于伸缩缝上。

（5）待将要初凝时打防滑线，初凝后覆盖养生72h后开放交通。

效果评估：

在相同通车状态下经过6个月的现场观察，A板修补面强度高，与旧板粘接良好，无干缩现象，修补面完好没有裂痕，封闭交通时间短（4h），与旧板颜色接近，施工工艺简单，应用成本略高于沥青类材料，但因对病害永久性根治，综合性价比高，可以应用于板角断裂病害修复。在验证试验过程中发现，处理邻近板块已出现大面积破碎板且排水不畅经常积水养护不及时的路段时，修补的板块处在大基础损坏或基础断裂带上，修补效果不佳，可考虑在适当的时候进行置换板修复。

J板修补面强度一般，与旧板粘接处已产生裂缝，原先的断裂纹已反射到修补面，修补面已出现碎裂，颜色与旧板较接近，施工工艺简单，应用成本较低，但修补效果差。

病害类型：裂缝

病害产生原因：

（1）施工的原因

①施工工艺的影响，由于施工中，对板的切缝不及时，在温度应力作用下产生的早期收缩裂纹（隐缝）扩展，引起路面板横向出现裂缝；

②在材料质量方面以及混凝土拌和、摊铺工艺上存在问题，所引起的混凝土板表面脱皮、剥落使混凝土板强度降低产生的裂缝破坏现象。

（2）路基的原因

改建与扩建工程，由于路基拓宽出现的不均匀沉降变形，引起路面板连续产生纵向裂缝。

（3）基层的原因，基层强度不足产生的不均匀变形，使路面板出现断裂现象。

（4）排水不良，路面水的渗入，造成含细料的基层在板的接缝处出现唧泥现象，并使板边与板角产生断裂。

方案一：I板使用材料为510熔渗剂

图4

施工工艺：（510熔渗剂）

（1）刻槽：顺着水泥混凝土路面板裂缝方向凿宽2cm左右、深1～2cm的施工面，并用吹风机和刷子将松散、脱落部分石渣清除干净。用毛刷将槽缝清洁干净。

（2）用加热器对裂缝施工面槽进行加热，脱水、干燥以张开毛细孔。

（3）加热510熔渗剂，并试配混合料施工配合比，要求熔渗剂温度不高于180℃（冒白烟不可冒黄烟），配合比为熔渗剂：中粗砂=1：4；（与第3同步进行），以熔渗剂混合料有微流动性为佳。

（4）将加热好的“510熔渗剂”用刷子涂刷槽底裂缝以建立连接面，再用加热器加热熔渗剂，使其完全渗入施工裂缝槽的毛细孔中。

（5）在槽底裂缝上粘贴适宽专用防水胶带，再涂刷510熔渗剂，使防水胶带完全封闭裂缝。

（6）加热锅内熔渗剂拌制填缝料：将510熔渗剂和事先备好的中粗砂按1：4的比例拌和均匀且成微流动状，然后直接将拌制好的填缝料填入裂缝施工面中，要求略高于施工面，用泥水小刀边平整压实边加热以使混合料与槽完整密实结合。

（7）待填缝料冷却凝固后，用打磨机进行磨平处理，完工后即可开放交通。

图6

方案二：H板使用材料为快凝高强水泥

图7

施工工艺：（快凝高强水泥）

（1）刻槽：顺着水泥混凝土路面板裂缝方向凿宽10cm左右、深5cm的施工槽缝，并用吹风机和刷子将松散、脱落部分石渣清除干净。用毛刷将槽缝清洁干净。

（2）用水将施工槽缝浸润，将明水吸干。

（3）配合比按水泥：水：砂：碎石=1：0.5：1.5：3，用搅拌机进行搅拌（人工搅拌也可）充分。

（4）搅拌好的混合料摊铺在施工槽上，用平板振动器振动密实。

（5）初凝后覆盖养生72h后开放交通。

效果评估：

在相同通车状态下经过6个月观察，I板修补面强度较高，与旧板粘接良好，无干缩裂缝，施工工艺简单，应用成本适中，作为道路裂缝修补性价比高。

H板修补面强度一般，与旧板粘接处已产生裂缝，修补面已产生碎裂，颜色与旧板较接近，施工工艺简单，应用成本低，但修复效果差。

1 实验报告

表1

2 实验结论

2.1 华夏1号水泥修补料

经过现场试验性修复，观察修补后的效果，以及对材料在粘接性、抗压抗折强度、施工工艺、耐久性、美观度等对比后，我们认为在修复板角断裂、坑洞、掉角、啃边、麻面等病害时，华夏1号水泥修补料作为一种新型路面修补材料，具有以下特点：

粘接性能高，2015年福州市公路局永泰分局在S203线K59+249-K171+379迎国检公路整治工程经过6个月路面观察，能与各种病害部位粘接良好，没有出现脱落分离现象，经检测华夏1号水泥修补料4h粘接性能达到1.32MPa；

抗压抗折性能高，经检测华夏1号水泥修补料4h的抗压强度达到32MPa，抗折强度达到5.0MPa，在施工完成后4h就能开放交通，对于不宜长时间封闭交通路段的养护很有意义；

耐久性能好，由于华夏1号水泥修补料是种无机材料，其性能不会因时间和环境影响而衰减，经过6个月验证观察华夏1号水泥修补料修补的病害在通车6个月后没有出现脱落、裂纹等现象；

美观度高，经华夏1号水泥修补料修补的部位，颜色与水泥混凝土比较接近，特别是通车一段时间后与旧路面颜色更为相近。

性价比高，使用华夏1号水泥修补料修复板角断裂每个板块只需1000～1200元，相比置换板维修大大降低了工程维修费用；使用华夏1号水泥修补料修补啃边、坑洞、掉角等病害，每处病害工程维修费用为100～200元，相比使用沥青修补，不需反复多次修补，使用周期长，因而也极大降低了养护成本。

2.2510 熔渗剂

经过现场试验性修补，针对水泥混凝土路面裂缝病害修补，我们认为510熔渗剂具有粘接强度高、施工工艺简单、性价比高、封闭交通时间短，可有效封闭水泥混凝土路面裂缝，杜绝水分侵蚀路面基层，可以用于水泥混凝土路面裂缝的修复。

总之，通过以上这些实验及工程案例中发现：破碎板整板挖除，对基础进行病害处理后按同标号混凝土置换，用普通混凝土较为经济实用。修复板角断裂、坑洞、掉角、啃边等病害时，用华夏1号水泥、510熔渗剂修补料施工工艺简单封闭交通时间短，510熔渗剂修补应用成本适中，与原水泥混凝土路面颜色不一致，美观度一般，可用于普通道路裂缝修复。华夏1号水泥应用成本略高，与原水泥混凝土路面颜色接近，美观度较好。对病害永久性根治，综合性价比高。

［1］叶超强.水泥混凝土路面局部破损快速修补材料应用研究［D］.长安大学，2014.

［2］罗 颖.水泥混凝土路面快速修补材料性能研究［D］.大连交通大学，2014.

［3］宋应发.水泥混凝土路面快速修补材料的研制与应用［J］.交通标准化，2013，09：188～190.

4］罗 祺.水泥混凝土路面坑洞、裂缝修复新技术研究［D］.重庆交通大学，2013.

［5］林 钊.高等级水泥混凝土路面维修技术及养护管理研究［D］.湖南大学，2014.

U416.1

A

2095-2066（2016）29-0176-03

2016-9-6

颜文水（1978-），男，中级工程师，本科，主要从事公路工程监理工作。