摘  要:本文结合某公路沥青路面存在的病害问题,提出环氧树脂灌注工艺在公路路面裂缝、断角等病害处治中的应用,提出环氧树脂灌注施工工艺,并对灌注效果进行了分析.
　　关键词:公路工程;沥青路面;路面处治;环氧树脂
　　1. 引用
　　水泥混凝土是桥梁与道路工程建设中应用最为广泛的建筑材料之一,特别是随着我国高等级公路建设事业的发展,水泥混凝土路面与桥梁得到了飞速的发展.水泥混凝土是以水泥和水组成的水泥浆体为粘结介质,将分散其间的不同粒径的粗、细集料胶结起来,在一定的条件下,硬化成为具有一定力学性能的一种人工建筑石材.虽然水泥混凝土拥有高强度、高稳定性等优点,但是其受设计、施工、养护与使用条件的限制较大,施工不当必然会给后期使用埋下隐患,养护不及时或过于苛刻的使用条件均会导致水泥混凝土路面出现各种破坏.水泥混凝土路面板的早期病害主要有裂缝等方面,其中尤其以施工、养护等造成的裂缝病害对后期使用最为不利.从形式上区分,水泥混凝土路面板裂缝病害主要有横向裂缝、纵向裂缝和龟裂等几种.裂缝病害中最为主要的就是收缩裂缝.
　　2. 工程概况
　　某公路标段位于昼夜温差大,在施工中路基路面产生了较大的温缩应力,加上混凝土标号高、地质情况复杂,设计施工不规范等因素,路面个别地段出现了裂缝,第二年冬季过后,路面断板、断角、裂缝等病害进一步发展.为此通过分析其路面病害而采用环氧树脂灌注工艺对混凝土路面进行病害处治.
　　3. 路面裂缝病害分析
　　裂缝的出现对于水泥混凝土路面结构是致命的.裂缝将导致水泥混凝土板体在行车荷载作用下形成应力集中现象,而且将引起雨水直接下渗,在行车荷载作用下形成裂缝内部高压水,不断冲刷裂缝内部,导致裂缝加剧,最终导致基层出现病害,混凝土板整体断裂,丧失承载能力.对于水泥混凝土桥梁更是需要注意,水分下渗会导致钢筋锈蚀,将直接危及桥梁结构的安全.因此,必须对水泥混凝土路面结构所出现的裂缝进行及时的处理.如何处理这些裂缝成为目前诸多学者和研究机构十分关注的热点问题.
　　对水泥混凝土路面裂缝病害的处理通常采用灌浆法(裂缝宽度较小)或切割、开槽法(宽度较大).无论从经济角度还是对交通影响的因素来看,对于宽度不大的裂缝或不规则的大量收缩裂缝而言,采用切割、开槽的处理方式不仅操作过于繁冗,而且可能会导致适得其反的效果.因此,采用灌浆法处理水泥混凝土路面板出现的收缩裂缝成为目前最受欢迎的裂缝修复方法之一.
　　通过采用灌浆法处理混凝土表面裂缝病害,为了达到密封裂缝的效果,需要采用延伸率较大的材料(如改性沥青或高延伸率环氧树脂等),以满足混凝土在裂缝处存在的较大的应变趋势.当聚合物环氧树脂密封剂被应用于狭小裂缝中时,水泥混凝土的收缩变形在裂缝处产生的应力集中导致缝内部的环氧树脂密封剂产生变形,但是由于常温下密封剂体积变化不大,密封剂在与混凝土裂缝壁粘结牢固的条件下根本不能产生较大的变形,最宽裂缝处会在密封剂没有达到试验中测定的断裂延伸率情况下就出现二次开裂.试验室内带有不同裂缝深宽比的水泥混凝土小梁弯曲试验结果表明,水泥混凝土桥面铺装层表面的裂缝宽度一般均较小,因此,裂缝断面尺寸因子(深宽比)越小(即裂缝的深度较小),弯曲前后的表面应变值相差较小,而随着裂缝深度的增加,弯曲前后的应变值相差也较大.因此,在裂缝发展到出现结构性破坏之前,特别是早期裂缝阶段,修复后出现二次开裂的应变和初次开裂的情况相差不大.由此可见,对于细小裂缝的灌浆密封处理应该以增加裂缝周壁的粘结强度为原则,而并非是修复材料的断裂延伸率.另外,从降低裂缝处应力集现象的角度出发,所选择的灌浆材料在保证粘结强度的基础上,其混合后的粘度应该尽可能小,以能够达到基本灌充裂缝缺陷处的目的,同时提供一个平顺的荷载传输界面,达到修复处理的目的.
　　4. 环氧树脂的应用
　　根据该工程特点,对于水泥混凝土路面面板裂缝,宜采用有机类(化学类)高模量补强材料进行处理,针对公路路面的使用要求,所采用材料固化后除具有较高的强度和刚度外,尚具有较好的耐振动性、冲击性和抗疲劳等性能.依据上述要求,对国内外有关资料做了大量的分析,并对日本、加拿大、瑞士等国生产的裂缝修补材料进行了研究.高性能环氧树脂灌浆材料具有粘度较低、固化时间较短、强度大等优势,因此适合于现场修复类似于水泥混凝土收缩裂缝等对抗弯拉强度与粘结强度要求较高的病害处理.但为了取得优良的使用效果,还必须重视施工操作.
　　YBL高性能环氧树脂灌浆材料对水分特别敏感,水分不仅仅会影响灌浆环氧材料的粘结性能,而且会导致灌浆材料固化过快而无法达到最佳的灌缝效果.因此,在灌浆处理前需要严格确保裂缝内部没有水分,必要时应该采取红外线加热灯等设备对潮湿的裂缝进行烘烤处理,彻底消除裂缝结构内部的水分.
　　同时考虑到由于YBL聚合物的快速固化特性,要求施工时的材料温度不宜过高,如在炎热夏季施工,可以预先将YBL聚合物的两组分材料置于温度较低的空调房间降温后再进行配置.施工时按照体积比配置YBL聚合物灌浆材料,操作方便.配置完成后利用小型搅拌器进行充分搅拌约0.5-1min.搅拌完成后将聚合物倒在裂缝区域,采用刮板等来回拖刮,以便于聚合物渗透.
　　虽然YBL高性能环氧树脂灌浆材料固化时间较短,但是为了确保裂缝内的聚合物薄膜在通车前达到一定的强度,必须在开放交通前让环氧灌浆材料进行一定时间的固化,常温条件下(23℃)固化3-5h,温度降低应该适当延长时间.
　　YBL高性能环氧树脂灌浆材料的施工操作较为简便,对环境温度与机械设备要求较小.但是从最佳修复性能出发,环境温度越低,聚合物修复材料的粘度越低,其重力灌缝渗透效果较差.如有压力灌注设备,建议施工操作的环境温度不低于5℃(过低的温度对于粘结剂固化不利).从实际混凝土的抗折与抗压试验效果来看,YBL高性能环氧树脂灌浆材料不仅仅适合处理裂缝宽度较小的收缩裂缝,对于水泥混凝土路面板或桥梁的结构性受力裂缝也有较好的处理效果,因此,可以利用压力灌浆设备针对建筑结构物等出现的开裂进行灌浆处理.在某些情况下,由于路面板结构内部无法避免的存在水分,因此,可以选取一种能够在潮湿条件下固化并具备较高强度的化学灌浆材料.
　　5. 路面处治效果分析
　　在对旧路面采用高性能环氧树脂进行灌浆修复裂缝工艺,要求施工人员严格执行工艺规范,认真掌握施工技术要领,对每一道裂缝都要先进行技术诊断,再采取合理工艺措施进行注胶处理.同时在处治施工中,做了大量的室内试验和现场取样试验,缝隙注胶量达85%以上,各项技术性能指标基本达到混凝土路面质量要求.对本工程修复实施3个多月后,分别对断角、部分断板裂缝进行高性能环氧树脂灌浆处理.根据现场观察,裂缝深度较浅的缩缝、断角裂缝在由于缝隙易清理、在注胶后,表面缝隙胶量饱满,与混凝土路面紧密粘结为一体,无开裂现象.同时经一年多汽车行驶运行,断角、裂缝至今粘接完好,耐磨、抗压性能均高于混凝土路面强度.
　　6. 结论
　　大量水泥混凝土路面在使用期内出现病害,其中裂缝是最主要的病害形式;文章通过对水泥混凝土裂缝修复机理进行分析,采用YBL高性能环氧树脂灌浆剂作为理想的修复材料,最后运用工程实践,提出YBL施工处理与质量控制,不仅为目前的水泥混凝土路面裂缝修复问题找到了较好的解决方案,也为新型修复材料的应用和试验提供了借鉴方法.
　　参考文献:
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