水泥混凝土路面快速修复技术简介
目前,我们应用的混凝土路面修复技术通常是在不改变施工工艺的前提下,选用优质的水泥基材,或者选用合适种类的外加剂,调整混凝土的配合比来提高混凝土的密实度,增加水泥与骨料间的界面粘结作用,以达到施工后3、5天通车的目的。但有些工程要求时间间隔更短,下面对水泥混凝土路面快速修复的一些新技术作些简要介绍。
一、水泥
水泥的选择与合理使用是获得高质量混凝土的关键所在。对于快速修复工程,国外常用快凝或快硬水泥,除了常规的早强水泥和掺外加剂水泥外,新型水泥也得到了开发。
日本广泛应用的是调凝水泥(或称喷射水泥),这种喷射水泥的终凝时间为15min,而普通硅酸盐水泥为190 min。由喷射水泥拌制的砾石混凝土掺入0.3%的缓凝剂后,初凝时间约为40 min,而普通混凝土需要5h,一天龄期的喷射水泥混凝土的抗折强度可达到4.1Mpa,抗拉强度可达到2.5 Mpa。采用喷射水泥进行路面维修可在12 h以内完成,并恢复交通。
二、集料
随着施工技术的发展,集料质量是直接影响混凝土质量的一个重要环节。
⑴集料应清洁、坚硬、坚韧、耐久、材质均匀,并不含结块、软弱和片状颗粒,不含粘土、灰土、盐、碱、云母、有机或其他有害物质。⑵不同来源的集料不得混合或储存在同一堆料里,也不得交替使用在同类的工程中或混合料中。
三、外加剂
为了提高水泥混凝土的质量,改变凝结时间,提高抗冻和抗硫酸盐的侵蚀,控制强度的增长,以及提高和易性和修整性等,通常在拌制混凝土期间,或者之前在混凝土配料中掺加一种以上的化学外加剂、粉煤灰和其他矿物混合料。
在快速修复工程中,较多采用早强剂,以加快混凝土早期强度增长,缩短凝结时间,其中最常用的促凝剂是氯化钙。但是氯化钙容易造成混凝土中的钢筋腐蚀,因此,不含氯化钙的促凝剂引起人们越来越多的关注,硫酸盐、甲酸盐、硝酸盐等已成功地应用于混凝土。在快凝水泥中,加入聚丙烯纤维,可提高水泥性能。国内外有关研究项目表明,在混凝土中掺加碳纤维可拌制阴极保护的导电混凝土。在碾压混凝土中掺加钢纤维,可提高碾压混凝土开裂后的强度和耐久性。
四、配合比设计
混凝土混合料配合比设计,是按比例选择水泥、集料、水、外加剂或其他成份,以最低成本生产符合工程性质要求的混合料的过程。我国多采用体积配合比设计方法,先确定集料级配,以及水泥、细集料、粗集料的比例,再按照水灰比加入水使混凝土达到所需的和易性与标号要求。
随着工程技术不断提高与计算机技术的发展,混凝土配合比设计领域的发展集中在以下几个方面:
⑴发展计算机辅助技术以简化标准设计程序。⑵在混合料配合比设计中应越来越多地使用外加剂与矿物混合料。⑶研究开发混合料配合比新理论,重点研究集料级配和性能的影响。
五、施工技术
5.1施工设备
随着滑模摊铺技术的推广应用,新技术得到较为完善的发展,未来除了滑模摊铺机的自动化程度和自动化控制的革新以外,不会有太大的变革,新型的施工设备在修复技术中将得到积极的开发和研究。
美国提出了一种新型的摊铺机设想,称为零侧距摊铺机,在修复重建工程中具有特殊的意义,其目的是将摊铺机限制在需维修的车道上,而让相邻车道的交通正常开放,这样,避免维修时关闭交通或者严重干扰交通。美国混凝土机械学会采用了一种方法,可以初步实现这个目的,通过对普通的混凝土摊铺机进行改进,去掉一组履带,而把另一组履带加长向前伸出。这种方法要求机架足够坚固并能保持重量平衡,其效果确实是一侧的零距离摊铺机。随着技术的改进和革新,该项技术具有广阔的应用前景。
5.2抗滑处理
许多水泥混凝土路面在未达到使用寿命以前,虽然未产生任何结构性损坏,但往往因表面砂浆的损坏,以及集料的磨光,路面的抗滑性能难以满足行车的需要。因此,路面的抗滑处理是未来水泥混凝土路面快速修复技术的重要研究方向。通常对于硬结的混凝土路面,一般都采用金刚、刻糟、喷砂、喷水或化学处理的方法制作纹理,来增加抗滑性能。对于快速修复工程,在不降低原有路面的强度与耐久性的前提下,如何选择与确定较为经济且快速的方法,有待进一步的研究。
六、结束语
本文针对水泥混凝土路面的快速修复技术,对国内外的混凝土材料组成与施工技术进行了简单介绍。随着我国公路水泥混凝土路面里程的增加,快速修复技术显得尤为重要,因此,我国在积极开发研究新技术的同时,加强快速修复技术的研究,以利于提高水泥混凝土路面的服务能力为当务之急。
(河北省石安高速公路管理处 刘巧珍)
|