水泥混凝土路面的维修和加固

赵 静

(石家庄市公路桥梁投资开发管理中心)

1 概 述

水泥混凝土路面不需修理的断言已经被事实彻底打破。事实上,经过 10～15a的运营后,它就会出现各种各样的缺陷,剥落、纵横向裂缝、沉陷、隆起等。用什么方法可以让这些缺陷不出现或晚出现,是当今最重要的课题。

造成水泥混凝土路面缺陷的主要原因有:(1)违反施工工艺;(2)矿料和化学添加剂质量不好;(3)混凝土标号不够;(4)硬化早期有盐溶液参与作用。这些隐患不及早发现和尽早维护,就会演变成严重病害。

2 水泥混凝土路面的维修加固方法

(1)在旧混凝土路面上覆盖沥青混凝土层,不破坏原路面的整体性;(2)用各种方法将旧混凝土路面压碎,然后仔细压实,将其作为路面基层使用;(3)用水泥混凝土、加筋混凝土、纤维混凝土或改性混凝土等材料对旧路面进行覆盖加固。

采用什么材料、结构和工艺,要根据道路等级、路面状况、现有路面的承载能力以及气候、水文地质等情况而定。

3 旧路面加固前的修整

首先,要对旧路面进行全面检查和试验,根据检查结果和试验数据制定修整方案。对以下的缺陷必须进行彻底修整:(1)旧路面板有竖向位移;(2)路面板之间出现错台;(3)板体出现裂缝;(4)混凝土边缘破损;(5)伸缩缝填料破坏;(6)路基或路面基层过湿;(7)路面板翘曲;(8)路面沉陷或隆起。

有时,旧板已经松动,只靠个别点与基层接触。此时应该用重型压路机将它紧密地嵌入基层中,已经破碎的板也要强行把它们压入基层。

当旧混凝土板都稳定后,要仔细检查各种裂缝。对所有裂缝都要先清扫干净,然后进行密封处理。填缝料不要只涂抹表面,而要尽量填得深一些。旧板表面如存在较深的蜂窝、裂隙、坑槽、剥落等缺陷,也应进行修理。

4 排水系统

(1)地下水位升高使上覆土体饱和;(2)排水管破坏或淤塞;(3)排水系统水流坡度失当;(4)地表水从裂缝(包括密封料失效的伸缩缝)流入基层。

对路基和路面基层进行排水系统的修整,并恢复其功能是加固前必须做好的一项工作。

5 用沥青混凝土覆盖加固

(1)将沥青铺装层加厚:可以单层铺,也可以分成几层铺。总厚度应该根据旧路面上的裂缝间距;地区气候条件;通过车辆的荷载大小;采用的材料;施工工艺和经济情况来确定。

(2)在沥青混合料中添加各种聚合物改善沥青混凝土的性能,也可以掺加各种纤维增强材料。

(3)在水泥混凝土路面各沥青层之间加铺一层多孔材料作为“裂缝隔离层”。

(4)在摊铺沥青混凝土之前,在旧路面的伸缩缝和宽裂缝处(甚至整个路面)铺一层土工格栅卷材,以增强沥青混凝土的抗裂性。

(5)将混凝土路面粉碎成小块,作为路面基层使用。

(6)在新铺的沥青混凝土路面上加做伸缩缝以引导裂缝,避免无规则的反射裂缝。

6 用水泥混凝土覆盖加固

(1)对缝浇筑:新浇混凝土的伸缩缝与下层原有的伸缩缝重合。这种做法可以使上下层结合更紧密,处处接触,形成一体。

(2)错缝浇筑:两层混凝土的伸缩缝错开。为避免上层混凝土开裂,可在其中适当配置钢筋。含筋率为 0.4%～0.5%。

7 用高强改性混凝土加固

用普通混凝土加固旧路面的不足之处是板缝和边缘附近混凝土易破坏剥落,而采用高强改性混凝土则可以避免。高强混凝土不但强度高,而且韧性好。

加铺混凝土前,一定要把旧路面打扫干净,对表层进行认真修整。这是一道简单而重要的工序,关系到加固的成败。修整之后铺一层水泥砂浆或水泥浆,以增加新旧混凝土的粘结力。

水泥砂浆是用等量水泥和砂加水搅拌而成。洒布量应使水泥砂浆能分布均匀为准。之后,马上摊铺混凝土。也可用水泥浆替代水泥砂浆。水泥浆要洒布两次,厚度为 1～2mm。在气温 20℃时,应在 15～20min内摊铺混凝土,不得长时间拖延。

应事先把旧路面的伸缩缝位置记录下来,作为上层混凝土切缝的依据。

对上层混凝土新锯的伸缩缝要仔细填封,可用注射器等工具全深填封。填缝料的适用温度范围要尽量宽,包括负温下寒冷的天气。

普通混凝土加固时,厚度不小于 10cm,封闭交通为15d。而高强快硬混凝土(65MPa以上)则可以在 1～2d开放交通。这种混凝土具有很高的抗弯拉强度和与基层混凝土良好的粘结性能。

高强混凝土可以用常规材料制成。一靠降低水灰比,二靠多功能外加剂。

改性混凝土的组分包括具有超级弥散性的微粒硅粉、超级塑化剂及其他有机改性组分。它的主要特性是高强、早强。一昼夜弯拉强度可达 5.5MPa,抗压强度达 52MPa。28d龄期时,弯拉强度为 8.0～9.0MPa,抗压强度 80～100MPa。

浇筑改性混凝土时,一旦开始就要抓紧震捣和抹平,因为它硬化得非常快。待 1～3d就可以开放交通。浇筑改性混凝土的工艺与常规混凝土基本相同。