水泥混凝土路桥面病害快速修复技术创新介绍

刘耘

（广东能达高等级公路维护有限公司,广东 广州 510030）

水泥混凝土路桥面病害快速修复技术创新介绍

刘耘

（广东能达高等级公路维护有限公司,广东 广州 510030）

随着国家公路网规划出台，未来国家高速建设不仅拓展了公路网的覆盖范围，提升路网的服务能力，也为高速公路持续健康发展提供了指导。围绕高速公路日常养护维修工程，采用快速修复水泥混凝土路桥面病害技术，提高高速公路快速通行服务能力，延长水泥混凝土路桥面寿命，并通过施工现场结果对比，将预测值与实际值对比分析，进一步总结各类水泥混凝土路桥面病害快速修复技术创新应用的合理性，为水泥混凝土路桥面病害快速修复提供了有益的参考。

水泥混凝土；快速修复；创新；高速公路

0 引言

水泥混凝土路面或桥面具有刚度大、强度高、稳定性好等优点，但水泥混凝土路面或桥面使用一段时间后，普遍存在局部破损、接缝损坏等病害，这些病害若不及时进行维修，则易造成混凝土病害的快速恶化，造成路面结构整体破坏，然而传统的维修技术要么根治性不强，要么开槽破肚、整体更换，混凝土养生期长，对交通运营影响大，造成维修成本及安全风险剧增，资源浪费。

针对传统维修技术存在的种种弊端，结合近年来交通量剧增的现实情况，因此对水泥混凝土路面或桥面形成的初期破损进行快速修复的意义显得越来越重要，有必要对混凝土快速修复技术进行深入研究，以推动快速修复技术的不断完善。现就水泥混凝土路面病害分类、表现形式，就传统常规维修技术、当前快速修复技术及对比分析介绍如下。

1 水泥混凝土路面或桥面病害分类[1]

水泥混凝土路面或桥面结构由于设计、施工缺陷，常有局部破损；在长期的重复荷载与自重和自然作用下也会造成混凝土路面产生裂缝、破损、磨损、掉角等破坏，主要病害类型可按损坏模式和影响程度分为五类：

（1）裂缝类。主要指贯通面层厚度的断裂裂缝，把板分成数块，破坏了面层结构的完整性。损坏形式有横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝、破碎板或交叉裂缝和板角折裂。

（2）变形类。主要指面板整体并未破坏，但出现较大的竖向位移，影响行车舒适性，主要表现有错台、沉陷、唧泥、隆起、拱起等。

（3）接缝损坏类。主要指与相邻板传荷系统有关的损坏，横缝或纵缝附近局部深度范围内混凝土碎裂和裂缝，填缝料的散失或失效，碎裂通常不扩展到整个板厚。其表面形成如板缝处剥落、碎裂等问题。

（4）表面损坏类。属于非结构性损坏，发生在面层表面的局部损坏，如纹裂、起皮、麻面、坑洞等损坏。

（5）修补类。修补后形成新的直观的再生性缺陷问题。

2 传统常规维修技术

我国现阶段水泥混凝土路面日常养护中，通常对小病害如小坑洞、表面破损、裂缝等不予维修或仅对裂缝采取灌缝处治，对小坑洞采取砂浆或环氧砂浆材料临时修补，待病害发展变大妨碍车辆通行时，再采取凿除病害区域局部修补或整板修补，采用硅酸盐水泥混凝土重新浇筑填补方法，该方法简便易行，成本低，但存在收缩大、新老混凝土易脱落造成修补失效等问题，且从破损路面的清理、修补、养生到开放交通需要长达7～10 d时间，梅雨季节或冬季时间将更长。如此一旦出现局部破损就进行修补，则大部分道路都面临连续不断修补的状况，这将严重影响道路的通行，因此很多水泥混凝土路面只有等到破损已严重影响到车辆通行时才进行修补，而这时往往破损面积大，修补成本剧增，资源浪费严重。

3 快速修复技术

目前，国内外水泥混凝土路面中所采用的快速修复技术主要依赖于快速修补材料，通过调整材料凝结硬化时间和早期强度的方法，以达到快速修补的目的，然而在机械设备、施工工艺方面的优化改善较少。

目前，快速修补材料类别及优缺点如下。

3.1 在硅酸盐混凝土中加入早强组分

主要通过早强剂或快速修补剂提高硅酸盐混凝土的早期强度。相比普通道路混凝土可以大大缩短修复时间，但仍存在以下不足：

（1）强度尤其是小时强度仍然偏低，用这类材料修复的路面恢复交通时间需8～10 h以上甚至更长时间。

（2）早期需要更为严格的保温和保湿等养护措施。

（3）体积稳定性、黏结性能及耐磨性等较差。

3.2 硫铝酸盐水泥修补材料

硫铝酸盐水泥修补材料具有早强、高抗渗、高抗冻、耐腐蚀、低碱度等特点。早强凝结时间可控，一般施工6 h后可以通车，通常在潮湿状况下微膨胀，干燥情况下收缩较大，早期水化热大，易产生微细裂缝，对钢筋保护不力，早期就可能发生钢筋锈蚀，并且水化产物晶格不稳定，后期会发生强度倒缩现象，甚至粉化，维修部位可能在6～12个月就需要再次维修，如图1所示。

图1 超早强快硬水泥混凝土修补

3.3 乳化沥青混凝土

采用改性的乳化沥青混凝土对损坏的水泥混凝土路面进行修复，该方法较为简便，也可实现快速恢复交通，但路面含水较高的情况下修复黏结强度低，乳化沥青混凝土与混凝土强度等级差别大，路面传荷不一致，使用寿命短，同时还存在颜色不一致的情况，经过车轮碾压后修补部位容易变形下陷造成修补部位不平整。

3.4 聚合物改性水泥类或聚合物胶结类修补材料[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为修补材料。如改性环氧树脂修补砂浆即是聚合物胶结类修补材料。环氧砂浆具有快硬、高强和显著改善抗渗、耐蚀、耐磨、抗冻融以及黏结等性能，一般胶结越快其脆性越高，易开裂，属于有机材料，耐紫外线老化性能比无机材料差，要求施工部位清洁、干燥，现场配料比较烦琐，材料成本和施工成本较高，如图2所示。

图2 环氧砂浆快速修补

3.5 磷酸镁水泥修补材料[3]

磷酸镁水泥修补材料具有快速凝结硬化、高强、收缩开裂少、耐磨耗等优点，但其凝结硬化速度难以控制，缺乏与之相配套的施工设备，难以做到规模化生产应用。

3.6 高强快硬镁堌

高强快硬镁堌是一种新型无机修补材料，是在磷酸镁水泥的基础上进一步优化的产物，具有凝结硬化快且施工操作时间可控，一般施工2～6 h后可以通车，与混凝土、钢筋黏结强度高，负温可硬化，干缩变形小，后期性能稳定，不需要水养护等特点，如图3所示。主要技术指标见表1。

4 快速修复技术对比分析

目前，专门针对水泥混凝土路面或桥面病害修补的材料和技术已取得了初步的进展，在实际修补工程中也得到了一定程度的应用，但总体应用情况还有待进一步完善，总体来说，目前存在的问题主要如下：

（1）大部分快速修补材料性能仍难以满足快速而有效的修补要求，快凝快硬的材料虽然满足修补快的要求，但后期易收缩开裂出现二次损坏，而具有稳定后期性能的修补材料的早期强度发展仍偏低，达不到及早开放交通的目的。

图3 高强快硬镁堌快速修补

表1 镁堌及其混凝土的主要技术指标

（2）快速修补材料没有围绕材料的特性、局部破损类型研究相适宜的施工设备、施工工艺，限制了修补的速度，甚至影响修复质量。

（3）对修补材料的长期耐久性方面考虑不足。

（4）快速修补材料成本参差不齐，修补效果相对较好的材料成本高，经济性差。

5 结语

该文介绍了近年来水泥混凝土路桥面病害快速修复技术方法，依据快速修复技术在高速公路实际使用情况以及后续对维修部位的跟踪统计，得出以下材料对比数据，见表2。

表2 常见快速修补材料对比一览表

[1]辛立华.水泥混凝土路面养护技术初探[J].中国勘察设计，2011(7): 84-87.

[2]申爱琴，朱建辉，王晓飞，钟建超，付琴.聚合物改性超细水泥修补混凝土结构物微裂缝的性能及机理[J].中国公路学报, 2006,19(4):46-51.

[3]汪宏涛，张时豪，丁建华，齐召庆.磷酸镁水泥修补材料耐磨性影响因素研究[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

刘耘（1983-），男，新疆昌吉人，路桥工程师，从事高速公路施工管理工作。