有關(guān)水泥路面修補(bǔ)中預(yù)制拼裝技術(shù)的探討

1、    有關(guān)水泥路面修補(bǔ)中預(yù)制拼裝技術(shù)的探討    魯新玉摘要：本文通過工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合相關(guān)資料，提出了用預(yù)制拼裝的辦法來實(shí)現(xiàn)快速修復(fù)，并對預(yù)制拼裝板進(jìn)行理論分析的結(jié)論基礎(chǔ)上，修筑了試驗(yàn)段。通過預(yù)制板2種平面尺寸和4種接縫處理方案的比較，明確了預(yù)制拼裝板板塊尺寸和板塊間填塞接縫的最佳組合方案。關(guān)鍵詞：水泥混凝土；路面；破碎板；預(yù)制；拼裝；技術(shù)；快速；修復(fù)abstract: this paper through the practical experience and combining with relevant data, this paper pr

2、esents a method to realize the prefabricated assembles the fast repair, and prefabricated assembled on board a theoretical analysis of the conclusion, based on the construction stage. through the prefabricated two plane size and four joint treatment scheme comparison, clear the prefabricated assembl

3、ed plate size and tectonic plate between seam filling the best combination scheme.keywords: cement concrete; pavement; crushing plate; prefabricated; assembly; technology; fast; repair：k826.16 ：a 0 引言隨著國民經(jīng)濟(jì)以及社會的發(fā)展，人們對時間觀念看得越來越重要，現(xiàn)代交通網(wǎng)的需求，對在使用的道路進(jìn)行路面修補(bǔ)時，不允許長時間封閉交通。在一些交通繁忙的水泥混凝土路段，如何在很短時段內(nèi)完成破碎板的修復(fù)，一直是

4、道路管養(yǎng)部門關(guān)注的焦點(diǎn)。由于普通水泥修復(fù)材料存在的不足，快硬修復(fù)材料得到了養(yǎng)護(hù)部門的青睞，我們通過研究分析認(rèn)為，使用預(yù)制拼裝技術(shù)進(jìn)行水泥路面板的修復(fù)，是一種既能達(dá)到目的，又能盡量地就地取材、節(jié)約成本、方便施工的方法。1 預(yù)制拼裝快速修復(fù)試驗(yàn)路段1.1 預(yù)制拼裝修復(fù)的一般程序預(yù)制拼裝的主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在快速開放交通上，為突出這一特點(diǎn)，在施工工藝流程和組織安排上要能做到統(tǒng)籌兼顧、有條不紊，這就要求對工藝流程做出科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)。為此，我們研究采用如下的工藝組織程序：首先要對舊路面現(xiàn)場破壞狀態(tài)進(jìn)行調(diào)查，并通過檔案調(diào)查和鉆芯取樣等手段確定舊路面的結(jié)構(gòu)組成。其次，要對預(yù)制板的平面尺寸、厚度、配筋等數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)

5、計(jì)。然后才能進(jìn)行現(xiàn)場工作的實(shí)施。具體的工序流程見圖1所示。圖1 預(yù)制拼裝修復(fù)路面一般流程圖1.2 預(yù)制拼裝試驗(yàn)段的修筑1.2.1 破碎板的清除舊面板清除的突出問題是如何提高工作效率、減少作業(yè)時間、保證破除效果。在實(shí)際工程中，我們采取如下措施：在舊路面的破碎清除中，首先用切割機(jī)沿破碎板四周進(jìn)行全厚切割，破碎錘作業(yè)點(diǎn)嚴(yán)格控制在距板邊30 cm以上的板內(nèi)，邊緣的剩余部分用液壓鎬或風(fēng)鎬破除，破碎錘作業(yè)時，嚴(yán)禁接觸基層。1.2.2 基層檢測將破碎混凝土塊清除后，對基層進(jìn)行抽樣檢測，測定基層的含水量，并檢查石灰土基層的壓實(shí)度。如果石灰土基層有一定的板體性，壓實(shí)度大于95%，則證明基層可以繼續(xù)使用。如果兩項(xiàng)

6、指標(biāo)都不符合公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范中的要求，則對基層進(jìn)行處理。1.2.3 基層的修復(fù)如果在拼裝快速修復(fù)中仍按照傳統(tǒng)的修復(fù)方法，即采用貧混凝土對基層進(jìn)行處理，則存在以下問題：一是貧混凝土采用現(xiàn)場人工拌和，質(zhì)量不穩(wěn)定，三是貧混凝土集料粒徑大，平整度不易調(diào)節(jié)控制。因此，在試驗(yàn)路段中，采用干拌砂漿座底的方法，其配比見表1.采用干拌砂漿，既可對損壞的基層進(jìn)行修復(fù)，又可經(jīng)多次刮平調(diào)整基層的標(biāo)高，施工操作方便，安裝完畢后能及時開放交通，這是因?yàn)楦砂枭皾{在沒有形成強(qiáng)度前，在受壓時不會產(chǎn)生側(cè)向流動，只會產(chǎn)生垂直向變化，且這個變量很小，不會對面板的平整度產(chǎn)生影響，能較好地確保拼裝板安裝平整度。1.2.4 預(yù)制板

7、的生產(chǎn)與吊裝由于沒有可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)，我們在試驗(yàn)中采用了分兩期進(jìn)行試驗(yàn)，邊實(shí)驗(yàn)邊總結(jié)的研究方法。在首期試驗(yàn)路上所用的預(yù)制板的平面尺寸較大，將5.0 m×4.0 m的原路面板，劃分為2塊5.0 m×2.0 m的長條形板。板內(nèi)分2層配筋，上、下分別布置4根、8根12的鋼筋。預(yù)制板的普通水泥混凝土的配合比按fr=5.0 mpa進(jìn)行設(shè)計(jì)。二期試驗(yàn)時總結(jié)了首期的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，采用更小的2.5 m×2.0 m的板塊尺寸。板體配筋原則為：應(yīng)能滿足吊裝，不考慮承受荷載應(yīng)力，因此，僅在預(yù)制板內(nèi)上下各布置8根8鋼筋。1.2.5 接縫處理1.2.5.1 首期試驗(yàn)路段板塊的接縫處理a）高強(qiáng)高膨

8、脹性嵌縫料 在拼裝板四周預(yù)留的23 cm垂直縫隙，可用高強(qiáng)高膨脹性的嵌縫料填塞，也就是將預(yù)制拼裝板牢牢地嵌擠在水泥混凝土路面內(nèi)，通過嵌縫料的膨脹，在接縫處產(chǎn)生一定的壓力，從而使界面實(shí)現(xiàn)荷載傳遞。在試驗(yàn)中曾采用3種型號的嵌縫料，每種材料試驗(yàn)6個板塊。試驗(yàn)結(jié)果證明，該接縫方法是最不成功的，這是因?yàn)榫薮蟮呐蛎浟暹吷涎厝繑D碎。b）縫隙底部嵌擠粗集料 上部灌填縫料 填縫料采用普通水泥混凝土路面常用聚氯乙烯膠泥。試驗(yàn)板塊6塊。該試驗(yàn)板塊在連續(xù)拼裝板地段應(yīng)用基本成功。但拼裝板間傳荷能力差，接縫處發(fā)生下沉，下沉量大致為34 mm，與舊路相接處的接縫使用狀況良好。在單獨(dú)挖補(bǔ)的板塊，除了發(fā)生輕微錯臺外，這種

9、接縫處理方法很成功。1.2.5.2 二期試驗(yàn)路段板塊的接縫處理預(yù)制板平面尺寸變小后，最主要的問題是如何防止小板錯動或翹動，提高板塊的穩(wěn)固性，從而實(shí)現(xiàn)板塊間和與舊混凝土塊的荷載傳遞。在二期試驗(yàn)路的32塊拼裝板體中，為了比較各種接縫處理的優(yōu)劣，采取了不同的措施：a）方法一 接縫下部填塞大粒徑粗集料，保證密實(shí)填充，填塞高度不宜過高，縫隙上部應(yīng)留有23 cm，接著將配置好的環(huán)氧液灌入填充密實(shí)的縫隙內(nèi)。最后用環(huán)氧砂漿將上部的縫隙密封。采用這種方法處理的縫隙，路面在修復(fù)2年多后，使用效果很理想。b）方法二 接縫均用環(huán)氧砂漿塞滿。試驗(yàn)板塊1塊。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是板間黏結(jié)性能較方法一強(qiáng)。不足是環(huán)氧砂漿用量大，

10、成本比方法一高，由于環(huán)氧砂漿黏度很大，不易拌和，故工效也比方法一要低得多；此外，由于縫隙底部的環(huán)氧砂漿不接觸空氣，凝結(jié)得很緩慢，若過早開放交通，則對其早期傳荷能力影響較大，拼裝整體性稍差。c）方法三 縫隙下部（約12 cm）填入大粒徑石子，做法同方法一，接著將熔融態(tài)的tst改性瀝青黏結(jié)料澆灌入接縫內(nèi)。用同樣的方法裝入第二層石子，距頂面約12 cm，然后再澆入tst黏結(jié)料，使其與路面平齊（修復(fù)工程一般都在夏季施工）。加熱時有明顯的燒焦揮發(fā)物，對人體有害，且不環(huán)保；此外，施工人員對熔融態(tài)的tst操作時應(yīng)注意防護(hù)，以免燙傷。d）方法四 采用w型道橋快速修補(bǔ)材料配制的混凝土進(jìn)行接縫處理。1.3 試驗(yàn)路

11、使用效果觀測從前后兩期試驗(yàn)路段通車運(yùn)營2年多的使用情況來看，采用2.5 m×2.0 m小塊預(yù)制板的路段要采用5.0 m×2.0 m長條形預(yù)制板的路段要好得多。長條形預(yù)制拼裝路段存在的主要問題是：板塊長寬比過大，部分板塊已發(fā)生的斷裂破壞，由于是鋼筋混凝土拼裝面板，仍能正常使用，尚未喪失板體整體性。采用高強(qiáng)膨脹性嵌縫料填塞的板塊，由于嵌縫料的過量膨脹，使混凝土板在邊緣處發(fā)生擠壓破壞。采用小粒徑石子混凝土灌縫的板體，荷載傳遞能力稍差，無機(jī)材料變形性能較差，部分填縫料出現(xiàn)開裂。采用小板拼裝的路段，以tst彈塑體作為填縫料的板塊，使用效果較好。采用環(huán)氧砂漿灌縫的板塊，板邊已出現(xiàn)少量掉

12、角。拼裝板的傳荷能力是評價其使用效果的一項(xiàng)重要指標(biāo)，為了比較不同接縫處理方法荷載傳遞的優(yōu)劣，利用杠桿式彎沉儀測定了二期試驗(yàn)路拼裝板的傳荷能力，數(shù)據(jù)處理結(jié)果見圖2.圖2 二期試驗(yàn)路接縫傳荷系數(shù)統(tǒng)計(jì)圖從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，接縫的使用效果與材料及路面承載情況有關(guān)。采用環(huán)氧砂漿處理的接縫傳荷能力最大，平均傳荷系數(shù)為0.848，在7條縫隙的測量中，有3條縫隙的傳荷系數(shù)為1. 說明環(huán)氧砂漿黏結(jié)性能較好，使接縫兩側(cè)的板體連為統(tǒng)一的整體。屬剛性的接縫處理方法。采用tst彈塑體處理的接縫，其平均傳荷系數(shù)為0.527，傳荷性能比環(huán)氧砂漿稍差。屬柔性的接縫處理方法。采用碎石環(huán)氧砂漿處理的縫隙的傳荷性能變化較大，但平均傳荷

13、系數(shù)也達(dá)到了0.562. 這說明荷載的傳遞主要通過石子的嵌鎖功能來實(shí)現(xiàn)，上部12 cm的環(huán)氧砂漿層僅起封閉作用，屬于柔性接縫處理方法。用上拌下貫環(huán)氧液填注的接縫，由于貫入量不夠，有1/2板厚的石子是松散狀態(tài)，因此接縫傳荷系數(shù)較小，上部由于環(huán)氧砂漿剛性大而將邊緣擠碎。綜合路面的使用效果，對預(yù)制拼裝接縫處理建議采用碎石tst彈塑體、碎石環(huán)氧砂漿兩種處理方法。采用tst彈塑體澆注應(yīng)將石子分34層填筑，并適當(dāng)提高縫隙石子的噴烤時間。采用上拌下貫環(huán)氧液填注的接縫，應(yīng)適當(dāng)增加環(huán)氧液的用量，以增強(qiáng)其黏結(jié)效果。2 結(jié)論預(yù)制拼裝快通技術(shù)作為水泥混凝土路面修復(fù)技術(shù)中的一項(xiàng)新技術(shù)，我們做了一些嘗試性試驗(yàn)，取得了一些

14、寶貴的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)。課題組通過3年來對于預(yù)制拼裝快速修復(fù)技術(shù)的研究，總結(jié)如下：a)采用預(yù)制拼裝技術(shù)進(jìn)行混凝土路面斷裂、破碎面板的修復(fù)在理論上是行得通的，技術(shù)操作上是簡便易行的，修復(fù)后的效果也是良好的。b)采用小塊預(yù)制拼裝板進(jìn)行混凝土路面的快速修復(fù)技術(shù)是所有快速修復(fù)技術(shù)中用時最短、占用道路面積最小、對交通影響最小的一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)，是真正意義上的無阻礙交通快速修復(fù)。預(yù)制拼裝混凝土路面能夠達(dá)到新建路面使用功能。c)為了安全和施工的方便，預(yù)制拼裝板應(yīng)采用與原路面板相同的厚度。d)為了保證混凝土板塊間傳遞荷載，接縫采用小石子灌環(huán)氧液保證傳遞荷載，用tst彈塑體作上層填塞，可以保證行車平穩(wěn)、舒適、耐久性好，預(yù)制拼裝路面的傳荷系數(shù)不小于原有路面的傳荷系數(shù)。e)水泥混凝土路面預(yù)制拼裝快速修補(bǔ)技術(shù)研究，對水泥混凝土路面、機(jī)場跑道的快速修復(fù)，以及由于自然災(zāi)害對路面造成破壞的快速搶修具有重要的實(shí)用價值。f)修復(fù)時間從面板拼裝至重新開放交通不超過5 h.g)預(yù)制拼裝水泥混凝土路面的修復(fù)成本較小具有良好經(jīng)濟(jì)效益?？傊?，本文對于預(yù)制拼裝技術(shù)快速修補(bǔ)水泥混凝土路面的研究是非常成功的，不僅解決了水泥混凝土路面修補(bǔ)過程中盡快恢復(fù)交通這一難題，而且施工工藝較為簡單，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價值。參考文獻(xiàn)：1 江蘇省交通廳公路局水泥混凝土路面技術(shù)委員會.jtj 073.12001 公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范