一种混凝土路面缺陷快速修复的方法
技术领域
本发明涉及道路施工领域,尤其涉及一种混凝土路面缺陷快速修复的方法。
背景技术
混凝土路面是指以混凝土为主要材料做面层的路面,亦称刚性路面,俗称白色路面,它是一种高级路面。混凝土路面有素混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土、钢纤维混凝土和装配式混凝土等各种路面。它的特点是使用年限比其他路面长,然而一旦破坏,将会迅速发展,从而引起路面交通事故。
混凝土路面缺陷主要有混凝土面板裂缝、路面坑洼、胀缝两侧混凝土碎裂等。路面混凝土产生裂缝后,如不能及时修复,裂缝将快速延伸,直至发生面板断裂。一般情况下,对裂缝短小的面板采取灌注沥青对混凝土表面封闭,或视情况将已经开裂的混凝土面板凿除到裂缝长度方向外延10cm以上,且凿除面积不小于40cm*40cm;当裂缝较长且位置靠近板中央时,要求凿除面块板的一半进行修补,凿除深度不得小于5cm。凿除时,采用风镐等砼破碎机具对切割后的修补区路面板进行破碎,使其成为碎片,以便于清除;冲击破碎后,再将碎片、碎屑,用修补工具清除干净。路面坑洼的修补方式与裂缝区采取的方式基本相同,用切割机切割成规则的修补区,周边与保留混凝土相接处切割深度宜大于5cm,对坑底的混凝土也要求凿除至完整、新鲜的混凝土面,修补区域的面积宜大于 40cm×40cm,修补区域的形状采用矩形,以便修补区域在轮载作用下的受力情况更有利。胀缝两侧混凝土碎裂后,先将面板混凝土碎裂块全部清除,再视胀缝板有变形情况,凿除至相应深度,调整胀缝板至胀缝中心位置,再浇筑胀缝板两侧修补混凝土。
综上所述,混凝土路面产生缺陷后,大多按照先凿除破损部位混凝土,再浇筑聚合物砂浆或混凝土的方式完成混凝土路面板缺陷修复工作。即先对混凝土路面已产生裂缝和碎裂部位扩大面积至一定要求范围确定其处理边界,然后将边界内的混凝土剔除,清理修补范围内的混凝土残留,在保留的老混凝土与即将浇筑新混凝土的结合面上涂摸界面剂,然后浇筑修补的新混凝土。主要技术控制点一是保证新老浇混凝土能有机的结合;二是在新浇混凝土快速凝结方面采取措施,使修补混凝土达到路面混凝土强度,争取交通开放两个方面进行技术工作。
现有混凝土路面修复技术受传统理念制约存在不可避免的问题:
1.处理工程量大,技术要求沿裂缝处理长度方向两端各外延10cm,处理宽度40cm以上,因要求修补的混凝土面呈规则的形状(一般按矩形面形成修补区域),所以剔除和修补混凝土的范围相对较大;受修补材料的性能限制,处理深度最小不得小于5cm,因此,剔除的混凝土工程较大。
2.因修补区域面积扩大,修复的混凝土工程量也相应扩大;
3.采用聚合物水泥砂浆或混凝土作为修补材料,新老混凝土无论是立面和水平面结合面均为刚性连接,尽管采取了净水泥浆或聚合物水泥浆作界面剂,但修补的混凝土随交通开放时间的延长,因不堪长期受荷载的疲劳碾压,结合缝经常出现脱落、修补混凝土重新裂开现象十分普遍。
4.聚合物水泥砂浆或混凝土尽管内掺外加剂对水泥的性能进行了优化,但因其水泥本身固有的特性,其初凝、终凝以及固化时间仍需要等待相应的时间,所以,采取上述修补方法限制了交通开放的及时性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有混凝土路面修复技术中存在的修补处理工程量大、修补区域面积大、结合缝经常出现脱落、修补混凝土重新裂开等缺陷,提供一种在不破坏或尽可能利用原有路面未被破坏的混凝土的基础上减小路面修补处理量、抗冲耐磨性强、修补速度快的混凝土路面缺陷快速修复的方法。
为了实现上述目的,本发明采用这样的技术方案:一种混凝土路面缺陷快速修复的方法,该方法为路面裂缝修复方法,该方法包括如下步骤:
1.用混凝土切割机沿裂缝走向开一道深沟槽,沟槽的宽度为2~3mm,深度为3~5cm;
2. 用高压风或风水联合冲冼的方式清除裂缝中的污物或尘土,吹干沟槽内的积水,使之具备阴干、无明水的注浆条件;
3.在切割的沟槽内注入适量的丙酮检查裂缝渗漏情况,防止环氧浆液下渗时遇水产生反应,影响粘结强度;
4.缝内注入环氧浆液,观察浆液渗入情况,及时补充浆液至面板顶面,连续观察20~30min,浆液不再下降,完成表面封堵注浆,环氧浆液固化时间控制在30min~60min;
5.采用厚度不小于0.3mm、宽不小于5cm的条状塑料布覆盖在已注满浆材的沟槽上部;
6.沿裂缝长度方向在裂缝一侧钻斜孔,与裂缝在板厚一半处相交,钻孔间距控制在40~45cm;
7.采用高压风吹孔,清除孔内可能存在的积水或钻孔粉尘;
8.在钻孔内安装灌浆止水针阀,对钻孔逐孔灌注环氧浆液;
9.灌浆压力表指针到达红线位置,单位注入量达到0L/min时可结束灌浆,取出灌浆止水针阀,转入下一孔灌注;
10.观察钻孔内浆液液柱高度变化,如浆液面下降,及时补充浆液,连续20~30min浆液不再下降,完成钻孔封堵。
环氧类浆材,主剂为环氧树脂,稀释剂为丙酮,固化剂采用乙二胺,增塑剂为二丁脂;各种材料的重量份数如下:主剂100份、稀释剂30~40份、固化剂20~30份、增塑剂8~12份。
在进行裂缝开沟槽后的表面封堵时,稀释剂取30份;固化剂取30份,同时要加入脱粘剂0.8~1份,脱粘剂为硅油;采用钻孔注浆时,浆液中稀释剂丙酮取40份,固化剂取20份。
采用YS-900裂缝高压化学灌浆机,灌浆机型号与止水针阀配套使用,防止注浆止水阀顶针不能打开或其与注浆嘴的连接处产生漏浆。
一种混凝土路面缺陷快速修复的方法,该方法为混凝土路面坑洼修补方法,该修补方法包括如下步骤:
1.将坑洼或胀缝处已压成碎片且松动的的混凝土块清理出场外;
2.将修补部位的混凝土面用磨光机打磨,打磨至低于坑外混凝土面3~4mm;
3.清除修补范围混凝土表面的泥土及污物,保证修补作业面干燥;
4. 配制灌浆溶液,对修补部位混凝土存在的裂缝进行注浆处理,灌浆采用路面注浆用环氧浆液,用针管注入修补处的裂缝内,裂缝密集区直接将浆液倒在裂缝表面,利用重力自注入方式;
5.配制环氧沥青胶泥或环氧沥青砂浆;
6.将配制好的环氧沥青胶泥或环氧沥青砂浆倒入待修补的坑洼内;
7.采用橡胶锤对填料进行拍打,直至环氧胶泥表面泛浆为止;
8.重复5-7步骤,直到填充环氧沥青胶泥或环氧沥青砂浆至与路面混凝土表面齐平,采用铁抺初步找平;
9.填坑补平工作完成后,在填补料上覆盖厚度不小于0.3mm的塑料布;利用填补料固化过程中的自动找平能力找平,塑料面的光面在环氧胶泥固化后形成光泽透亮的平面效果。
环氧浆液,主剂为环氧树脂,稀释剂为丙酮,固化剂采用乙二胺,增塑剂为二丁脂;各种材料的重量份数如下:主剂100份、稀释剂30~40份、固化剂20~30份、增塑剂8~12份;采用钻孔注浆时,浆液中稀释剂丙酮取40份,固化剂取20份。
环氧沥青胶泥主要包括主剂、稀释剂、固化剂、增塑剂、脱粘剂及填料;主剂采用环氧树脂,稀释剂为丙酮,固化剂为乙二胺,增塑剂为沥青防水涂料,脱粘剂采用硅油;填料采用石膏粉、石棉粉或水泥。
环氧沥青胶泥的制作方法如下:在环氧浆液中加入防水沥青涂料,防水沥青涂料加入重量为环氧浆液的50%~100%,形成环氧沥青混合液,在环氧沥青混合液加入重量为环氧沥青混合液200%~300%的石膏粉、石棉粉或水泥粉料,混合搅拌均匀。
环氧沥青砂浆的制作方法如下:在环氧浆液中加入防水沥青涂料,防水沥青涂料加入重量为环氧浆液的50%~100%,形成环氧沥青混合液,在环氧沥青混合液加入重量为环氧沥青混合液500%~600%的石英砂,混合搅拌均匀。
本发明的上述技术方案产生的积极效果如下:利用改性环氧浆材超强的粘结强度、渗透力,以及其固化后优良的弹性和韧性,采取针入式高压注浆方式(注入量小,仅在注入点产生高压方便注入,不在裂缝内产生高压破坏混凝土结构)将其采用注入混凝土裂缝内,直接对混凝土裂缝进行粘合,不需要将路面缺陷所在部位混凝土大量剔除再浇筑修补混凝土,仅需对混凝土路面缺陷的“创口”进行必要的清理,即可完成“缝补”弥合,实现无损修复。采用高粘接强度、高抗压和抗拉强度、且具备弹性的浆材注入路面裂缝内,可以达到路面裂缝修补完成的混凝土面板随温度变化不产生开裂现象。
对于路面坑洼和胀缝的修补,一方面利用上述环氧改性浆材完成裂缝的弥合,尽可能不进行机械破除后再进行修补,另一方面,采用沥青改性环氧胶泥后修补的板面,既具有沥青的柔性,又具有环氧的高抗压、抗折强度与高粘接强度,既可提高修补路面抗车载频繁冲击,又具有高于路面混凝土的抗压强度、抗拉强度及抗剪切强度;修补材料附着力强,与保留混凝土的结合部不产生开裂,提高路面运行使用寿命。
采用条状塑料布是防止路面的灰尘在浆液未固化时粘在表面造成补缝不美观;条状塑料布作为一种”模板”用,浆液固化后,很方便揭掉,并使固化的环氧浆表面看上去有光泽,象一块玻璃镶在缝上;另外,环氧浆液渗透性很强,采用有一定厚度、有点硬的条状塑料布,环氧浆液不能与其粘接,在环氧固化后很容易揭掉;塑料布的宽度不小于5cm的目的,一是在注浆时或多或少浆液要洒在裂缝两边混凝土上面,很容易粘上其它杂物,浆液一旦固化,杂物很难清除,贴上比裂缝宽一些的条状塑料布不容易有杂物,二是裂缝的走向不是很直的一条线,这个宽度便于随裂缝走向进行全覆盖。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明和阐述。
实施例一:洛阳市小浪底专用线公路;
小浪底专用线公路路面混凝土出现路面缺陷发生在小浪底工程建设施工期间,公路运输十分繁忙,为了在保证交通通行的情况下,采取“倒边分段“方式进行缺陷修补,即在双车道的路面上先对路面半幅宽度围挡一段进行修复,另一侧开放交通,在完成半幅路面的修复后,围挡另一侧半幅路面进行修复,开放已修复后路面交通。为使路面混凝土缺陷修复后及早开放交通,采用环氧灌浆方式对路面混凝土裂缝进行处理,路面坑洼和胀缝破损处采用环氧沥青胶泥填补。
一.该工程路面裂缝修补方法步骤如下:
1.用混凝土切割机沿裂缝走向开一道深沟槽,沟槽的宽度为2~3mm,深度为3~5cm;2.采用高压风清除裂缝中的污物或尘土,吹干沟槽内的积水;3.在切割的沟槽内注入适量的丙酮检查裂缝渗漏情况;4.在切割的沟槽内注入环氧浆液,观察浆液渗入情况,及时补充浆液至面板顶面;5.采用厚度0.3mm、宽5cm的塑料布条覆盖在已注满浆材的沟槽上部;6.裂缝表面封闭完成后,沿裂缝长度方向在裂缝一侧钻斜孔,该孔在混凝土路面板厚度的一半处与裂缝相交(路面混凝土厚度一般22~30cm左右,板厚的一半即在路面以下11~15cm处与裂缝相交),钻孔间距控制在40~45cm(本实施例中钻孔间距为40cm);钻孔的个数根据裂缝的长度定的,如果裂缝长4m,就布置11个孔,保证孔与孔的间距为40cm;7.钻孔完成后,采用高压风吹孔,清除孔内可能存在的积水或钻孔粉尘;8.在钻孔孔口安装灌浆止水针阀,对钻孔逐孔灌注环氧类浆材;9.灌浆压力表指针达到红线位置,单位注入量达到0L/min时可结束灌浆, 取出钻孔内安装的止水针阀,转入下一孔灌注10.观察钻孔内浆液液柱高度变化,如浆液面下降,及时补充浆液,连续30min浆液不再下降,完成钻孔封堵,用塑料布盖住孔口;11.环氧浆液固化后揭掉塑料布,修补完成。
环氧类浆材,主剂为环氧树脂,稀释剂为丙酮,固化剂采用乙二胺,增塑剂为二丁脂;所述步骤4中,在进行裂缝开沟槽后的表面封堵时,环氧树脂100份,稀释剂取30份,固化剂取30份,同时要加入脱粘剂0.8份,脱粘剂为硅油;所述步骤8中采用钻孔注浆时,浆液中稀释剂丙酮取40份,固化剂取20份,无需加脱粘剂。
二、混凝土路面坑洼及胀缝破损修补方法步骤如下:1.将坑洼或胀缝处已压成碎片且松动的的混凝土块清理出场外;2.将修补部位的混凝土面用磨光机打磨,打磨至低于坑外混凝土面最小不得小于3~4mm;3. 采用高压风清除修补范围混凝土表面的泥土及污物,保证修补作业面干燥;4.配制灌浆溶液,对修补部位混凝土存在的裂缝进行注浆处理;灌浆采用路面注浆用环氧浆液用针管注入裂缝内,裂缝密集区直接将浆液倒在裂缝表面采用重力自注入方式;5.配制环氧沥青胶泥;采用裂缝钻孔注浆浆液与防水沥青涂料按重量比1:1混合作为稀料,按稀料的300%掺加P42.5水泥;6.将配制好的环氧沥青胶泥倒入待修补的坑洼内摊平,每层控制厚度3~5cm;7.采用橡胶锤对填料进行拍打,直至环氧沥青胶泥或环氧沥青砂浆表面泛浆为止;8.重复5~7步骤,直到填充环氧沥青胶泥或环氧沥青砂浆与路面混凝土表面齐平,采用铁抺初步找平;9.填坑补平工作完成后,在填补料上覆盖厚度0.3mm以上的塑料布并绷直;10.环氧沥青胶泥固化后揭掉塑料布,完成修补。
环氧浆液,主剂为环氧树脂,稀释剂为丙酮,固化剂采用乙二胺,增塑剂为二丁脂。
实施例二:锦屏隧道公路修补
一、工程简况
锦屏一级水电站是国家重点工程,位于四川省木里县和盐源县交界处。电站地处高山峡谷,地形条件恶劣。场内交通工程根据使用功能和要求不同,分别采用露天矿山二级、露天矿山三级标准,交通道路总长57.18km,隧洞工程42条,其中建筑限界12.0m*5.0m的公路隧道长13.96km;建筑限界10.5m*5.0m的公路隧道长7.529km;建筑限界12.0m*5.0m的公路隧道长13.96km;建筑限界8.5m*4.5m的公路隧道长9.016km隧道总长31.022km,占线路总长的54.25%。道路运行多年后,局部路段出现了路面混凝土起砂、起皮、麻面和路面坑槽,为此要求修复并将道路路面设置成减速道形式。
二、环氧沥青砂浆和环氧沥青胶的应用在该工程的修补中,修补方法如下:
1.对起砂、起皮、麻面的混凝土路面进行打磨,将坑槽内的碎片及松动的混凝土块清理出场外;
2.打磨深度低于坑外路面最小不得小于3~4mm;
3. 采用高压风清除修补范围混凝土表面的泥土及污物,保证修补作业面干燥;
4.配制灌浆溶液,对修补部位混凝土存在的裂缝进行注浆处理;灌浆采用路面注浆用环氧浆液用针管注入裂缝内,裂缝密集区直接将浆液倒在裂缝表面采用重力自注入方式;
5.配制环氧沥青砂浆,将环氧浆液与防水沥青涂料按重量比2:1混合作为稀料,按稀料重量的500%掺加石英粉砂;
6.将配制好的环氧沥青砂浆倒入待修补的坑洼内摊平,每层控制厚度3~5cm;
7.采用橡胶锤对填料进行拍打,直至环氧沥青砂浆表面泛浆为止;
8.重复5~7步骤,直到填充环氧沥青砂浆与路面混凝土表面齐平,采用铁抺初步找平;
9.在路面起皮、起砂及麻面打磨部位涂环氧沥青混合液;
10.在环氧沥青砂浆上部或环氧沥青混合液上部洒上不同颜色的高强陶粒用于形成减速道路面;
11.填坑补平工作完成后,在填补料上覆盖厚度0.3mm以上的塑料布并绷直;12.环氧沥青固化后揭掉塑料布,修补完成。
环氧浆液,主剂为环氧树脂,稀释剂为丙酮,固化剂采用乙二胺,增塑剂为二丁脂;各种材料的重量份数如下:主剂100份、稀释剂30~40份、固化剂20~30份、增塑剂8~12份。
实施例三:安徽太和沙颖河耿楼节制闸工程
一、工程简况
太和沙颍河耿楼枢纽工程位于沙颍河左岸耿楼村,利用史老家至井孜弯道修建枢纽工程。整个枢纽由节制闸和船闸组成。耿楼枢纽的作用是调节控制沙颍河的水位,增加蓄水量,确保沙颍河河南境内沈丘以下水位能达到通达千吨级单船标准。耿楼枢纽工程的动工兴建意义重大,工程建成后,沙颍河全程航道可由现在的五级航道升为四级航道,300至1000吨级单船、数千吨拖船可直达周口港。将成为我省西进河南东连江浙发达地区的“桥头堡”,其经济、社会效益不可估量。中原腹地内大量煤炭、矿石及农副产品将可以常年从沙颍河出发,入淮河、京杭大运河进入长江,对缓解陆路煤炭运输紧张局面,减轻铁路和公路的压力,促进河南、安徽及华东地区经贸往来和经济发展将起到重要的推动作用。
二、工程存在的问题
沙颍河耿楼节制闸闸墩采用滑模施工,因闸墩设计结构复杂,爬升千斤顶受力计算难以达到均衡,滑模在滑升过程中,经常造成滑模跑偏,采取纠正措施时,需要调整千斤顶的受力,而千斤顶爬杆与闸墩钢筋绑扎在一起,调整千斤顶受力时,钢筋的扰动造成闸墩表面厚约20cm的混凝土与墩身混凝土间产生了空鼓现象,对闸墩受力形成严重威胁,需要一种超强粘接力的材料填充空鼓并脱开的混凝土牢牢连接在一起,以便结构整体受力.如不能达到这个效果,将出现仅有20cm厚的混凝土为钢筋混凝土结构,而墩身大体积的混凝土是素混凝土的局面,闸墩受力后,将会发生各个击破的危害.
三、环氧浆液的应用
环氧液液具有粘接力强 劈裂强度高抗折和抗压强度高的特点,且浆材固化后无收缩.因此,选用环氧浆液进行填充灌浆,以确保工程安全。具体施工步骤如下:
1、采用金属棒轻轻击打混凝土面,通过击打声音判断空鼓范围;
2、采用粉笔在墩身表面将空鼓范围标记出来;
3、空鼓面积较大时,按孔间距40~60cm进行钻孔,钻孔深入空鼓内;如空鼓独立面积较小时,在其面积范围内布置两个孔,一个孔作为灌浆孔,一个孔作为排气孔;
4、钻孔完成后,采用高压风吹孔,清除孔内可能存在的积水或钻孔粉尘;
5、在钻孔孔口安装灌浆止水针阀,对钻孔逐孔灌注环氧浆液;
6、由空鼓区域内的最低处的孔开始灌浆,逐孔至最高处的孔顺序灌浆,灌浆过程中,出现串浆时,待串浆孔出现浆液外漏且无空气排出后,用止水针阀封堵;
7、灌浆压力表指针到达红线位置,单位注入量达到0L/min时可结束灌浆, 灌浆完成后取出钻孔内安装的止水针阀,转入下一孔灌注;
8、采用环氧沥青砂浆对钻孔进行封堵。
环氧浆液包括:主剂(环氧树脂)100份、稀释剂(丙酮)30~40份、固化剂(乙二胺)20~30份、增塑剂(二丁脂)8~12份。步骤4中环氧浆液中环氧树脂取100份、丙酮30份、乙二胺20份,制作时无需加入脱粘剂。
环氧沥青砂浆的制作方法如下:在环氧浆液中加入防水沥青涂料,防水沥青涂料加入重量为环氧浆液的50%~100%,形成环氧沥青混合液,在环氧沥青混合液加入重量为环氧沥青混合液500%~600%的石英砂,混合搅拌均匀。