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    水泥混凝土路面快速修复技术探讨

    时间:2021-01-08 16:02:43 来源:雅意学习网 本文已影响 雅意学习网手机站


       摘 要:随着公路的使用年限增长,在车辆荷载、气温、雨雪等多种因素的共同作用下,水泥混凝土路面将不可避免地出现不同程度的损毁。本文主要从水泥混凝土路面快速修复技术的材料组成与性能、配合比及施工工艺的创新着手,利用新材料、新工艺使修复工作在12h内完成并通车,实现对水泥路面快速修复。
       关键词:水泥砼 路面强度 配合比 技术方案
      
       一、前言
       发达国家在水泥路面快速修复的技术上已经达到当晚修复,第二天早上开放交通的水平,在水泥路面较多的美国、法国东部,该技术已经是成熟及常用技术,在这些国家已经有快速修复技术指南及水泥路面系统的养护手册。国内因水泥路面修复难而将规划中的水泥路面改为更贵的沥青路面的事仍在发生,其根本原因是快速修复技术未取得突破,这个问题大家都意识到了,断断续续的研究工作至今仍在进行。本文从水泥混凝土路面快速修复的新材料、新工艺的创新着手进行探讨,以期对公路维修有所借鉴和帮助。
       二、水泥混凝土路面快速修复的新材料
       快速修复需要具有早期强度高、微膨胀、粘结力强的路用水泥,以达到修复完成4~6 h就可以开放交通的需要。
       (一)材料的组成与主要性能
       该材料由基料、复合减水剂、促凝剂与缓凝剂等组分构成。基料由硫铝酸盐水泥(或熟料)与硅酸盐水泥(或熟料)按一定比例组成,二者发挥各有的特性产生性能互补,前者提供早期强度,后者提供后期强度;前者具有微膨胀及抗盐类侵蚀性,有利于补偿收缩与减轻开裂;后者促进前者的水化、使材料更具快凝、快硬性,并避免单独使用前者时表面易起砂现象、增强耐磨性。后者的引入使水泥石碱度提高,有利于减轻碳化与避免钢筋锈蚀。复合减水剂的作用是降低混凝土拌和的用水量、增加流动性、提高致密度及强度,提高新旧混凝土的粘结力、抗渗性、减少泌水率等。促凝、促强剂的作用是对4h或6h强度提供必须的快速凝结硬化保证条件,加速强度增长速度。加入缓凝剂的目的是调整施工操作所需要的凝结时间。材料分W型和S型,W型适宜冬季施工,S型适宣夏季施工。在试验室标准条件下检验,W型初凝时间不早于10min,终凝时间不迟于30min;型初凝时间不早于25min,终凝时间不迟于60min。
       (二)强度指标
       按GB177水泥胶砂强度标准检验方法,1:2.5胶砂抗折、抗压强度不得低于表1所列数值。
       (三)胶砂长期强度及耐磨性
       表2列出了道路修补材料胶砂长期强度值,可以看出180d抗折、抗压强度和1d相比增长30MPa以上。说明本材料早期抗折强度高,但后期不倒缩,有明显递增,抗压强度后期则增长较高,早期强度高有利于实现快速抢修,后期强度继续增高则表明该材料具有较好的耐久性。修补材料砂浆耐磨性经试验表明优于单一使用的快硬硫铝酸盐水泥,与硅酸盐水泥相当。单位面积磨损量为0.93kg/m。
       三、水泥混凝土路面快速修复的施工工艺
       依修补材料的行业标准和公路养护的部颁标准作出满足要求的修补混凝土配合比,按修补技术方案实施。
       (1)修补混凝土配合比
       抽取两个混凝土快速修补材料样品、使用两个混凝土配合比,强度结果列于下表3。可以看出,水灰比0.31~0.34、砂率33%~36%时混凝土工作性能良好,4h抗折强度可达3Mpa,6h抗折强度可达4MPa以上;4h抗压强度可达24MPa,6h抗折强度可达30 MPa以上;1d抗折强度可达5 MPa左右、抗压强度可达40~50 MPa,28d强度等级达C50混凝土要求。当调整混凝土配合比降低砂率时,4h强度指标明显提高。根据公路修补对抗折强度大于3.5 MPa或抗压强度大于20 MPa的一般要求,在修补后4~6h可开放交通。
       (二 )技术方案
       较大面积的破损采用现场浇筑,对非全深度小疤痕修复也必须现浇;预制板修复要先将一块面板做成一定几何形状4~6块较小尺寸的板,挖除旧板后,换新板,再作接换灌缝处理。
       (三 )修补混凝土特性
       可配制C50混凝土,6h抗折强度可达4MPa、抗压强度可达25 MPa以上;配制C30混凝土,1d抗折强度可达4MPa、抗压强度可达27MPa以上;并且后期强度有较大增长,用于道桥修补施工4~6h或按时开放交通。
       配制混凝土具有微膨胀性,和混凝土干缩可以互补;具有抗盐类侵蚀、抗渗、抗冻等特性;有利于减轻开裂、增强与旧有混凝土的粘结,其抗侵蚀性对冬季撒盐化雪化冰的路面修复具有实用价值,其不仅适用于通常地区,而且也适用于长年冰冻地区及滨海盐湖地区易遭受硫酸盐侵蚀的道路修复。
       (四)效果分析
       本成果曾应用是在汕头市区内一大桥桥面修复中。冬季修复后8h通车,8h抗压强度达32MPa,抗折强度4.0MPa,完全满足水泥混凝土路面强度要求。实现当天修补当天通车,大大降低交通隐患。通过6个多月来的使用,没有再次出现断板,而且新、旧断面处也没出现裂缝,修补效果理想。应用本技术修复水泥混凝土路面,完全可达到设计所要求的强度值,但要求所修复的路面与旧路面强度不能相差太大,要依路面破坏的总体强度选择经济的配合比,依交通量选择适宜的修复时间,使修复工作做到既有针对性,又经济合理。
       四、结束语
       当今公路建设正方兴未艾,尤其是高速公路的建设,可谓是突飞猛进。随着时间的推移,这些公路的路面迟早会由于老化和损毁而需要修复。而养护业却很传统,慢修复依然是当前水泥路面修复的主要方式,因修复路面而严重阻碍交通现象随处可见。需要局部修复的水泥路面比例在逐年增大,维修任务也越来越重。特别是城市快车道、高速公路、一级公路,用传统的修复材料和施工工艺已经不能满足路面修复质量及通车要求。水泥路面的快速修复技术基本解决了这一难题,其12h之内修复通车的技术突破不仅是养护业发展的标志,而且将成为高等级公路和城市道路正常使用的保障。◆
      
      参考文献:
      1.浙江省公路管理局编辑.公路养护技术规范JTG H10—2009[M].人民交通出版社.
      2.江苏省交通厅公路局/水泥混凝土路面技术委员会编辑.公路水泥混凝土路面养护技术规范JTJ 073.1—2001[M].人民交通出版社.
      注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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