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摘要:針對(duì)維修后急需通車的高速公路,我們成功研制了GN樹脂砂漿(混凝土),在常溫下施工完成2小時(shí)后即可通車。通過幾年的試用,該種材料體現(xiàn)出了良好的粘接強(qiáng)度、快速硬化性和方便的施工性能,其理化性能和耐久力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水泥混凝土,具有推廣價(jià)值。
關(guān)鍵詞:高速公路養(yǎng)護(hù)維修,快速通車,樹脂砂漿(混凝土)
近年來(lái)高速公路大規(guī)模的建設(shè),相關(guān)養(yǎng)護(hù)維修工作越來(lái)越多,但相應(yīng)的交通封閉的情況也越來(lái)越多,特別是橋面系水泥混凝土的維修,必須要待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方能通車,交通封閉時(shí)間久,在此期間,給正常的高速公路通行造成極大的影響,由此引發(fā)交通事故,造成高速公路堵塞、速度不高,引起廣大司機(jī)的不滿,也給交通管理部門帶來(lái)壓力。我們針對(duì)此種情況,結(jié)合發(fā)達(dá)國(guó)家的公路養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)產(chǎn)品,研制了一種樹脂類快速修補(bǔ)材料---- GN樹脂砂漿(混凝土),在常溫下施工完成2小時(shí)后即可通車。
該種樹脂砂漿(混凝土)是由柔性高分子粘結(jié)劑與粗細(xì)骨料混合而成的復(fù)合材料,充分發(fā)揮了高分子樹脂優(yōu)異的物理強(qiáng)度、化學(xué)性能和耐久性,尤其是具有良好的粘接強(qiáng)度、快速硬化性和方便的施工性能,其理化性能和耐久力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水泥混凝土。
其組成成分主要包括:
A組分:改性的具有一定柔性的環(huán)氧樹脂;
B組分:配有特別促進(jìn)劑的改性聚醚胺固化劑;
C組分:級(jí)配石英砂(摻纖維)。
可由A+B組成GN樹脂膠;由A+B+C組成GN樹脂砂漿(混凝土)
1、性能指標(biāo)
1.1 力學(xué)指標(biāo)特點(diǎn):
1.1.1 GN樹脂砂漿是一種與混凝土的變形差盡量小的膠凝材料,具有相近的線膨脹系數(shù)和溫縮系數(shù)。
1.1.2 GN樹脂膠的收縮系數(shù)很小,約為0.2%,添加無(wú)機(jī)粗細(xì)骨料后,其收縮幾乎可以忽略不計(jì),這一點(diǎn)是硅酸鹽水泥類、聚合物等其他膠凝材料難以達(dá)到的。
1.1.3 粘接強(qiáng)度較高,柔韌性優(yōu)異,對(duì)底層的縮脹追隨性極好,延伸性能良好;
1.1.4 表面使用石英石做抗滑耐磨層,其抗滑系數(shù)高于普通石灰碎石混凝土路面,混凝土的抗壓強(qiáng)度、彎壓強(qiáng)度和表面硬度大于普通混凝土路面。
1.2性能指標(biāo)(20℃,養(yǎng)生7天后):
1.3物理特點(diǎn)
1.3.1 樹脂漿液為微黃色,添加灰色顏料后,制成的砂漿用于水泥路面。添加黑色顏料后,制成的砂漿用于瀝青路面。
1.3.2 具有優(yōu)異的施工性能,施工簡(jiǎn)便、省工省料、堅(jiān)固耐久、品質(zhì)優(yōu)良。
1.3.2 使用環(huán)境條件:-30℃--60℃;施工條件5℃--35℃,低于此溫度施工建議加溫養(yǎng)護(hù)。
2、應(yīng)用
2.1 橋梁伸縮縫破損的及時(shí)修補(bǔ)、檢查井周圍回填,橋梁支座砂漿。
2.2 適用于水泥路面早期破損的修補(bǔ)、填縫,防止破損面繼續(xù)擴(kuò)大。
2.3 適用于瀝青路面的破損修補(bǔ)及機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪、跑道、停車場(chǎng)、水庫(kù)大壩、橋梁、隧道等建筑物混凝土破損維修。
3. 施工工序
3.1 施工面的處理:用鋼絲刷、砂輪機(jī)清理粘結(jié)面,如果潮濕要用噴燈烘干。破損處應(yīng)剔鑿干凈。
3.2 涂布底膠(樹脂膠):用手持式電動(dòng)攪拌器將GN的主劑A和硬化劑B混合約3分鐘,用毛刷或滾刷等把此樹脂膠涂布在粘結(jié)面上作為底膠。(0.15-0.2Kg/m2)。
3.3 混合:GN樹脂膠攪拌好后,倒入砂漿攪拌機(jī)中,與規(guī)定數(shù)量的骨料混合(顏料預(yù)先拌入骨料中),形成砂漿。
3.4 填充、鋪設(shè)及整平:用抹刀等工具將砂漿填入回填區(qū)內(nèi)。當(dāng)深度較大時(shí),要每填充5厘米厚度充分壓實(shí)一次,填充至與兩側(cè)路面平齊,整平表面。
3.5 養(yǎng)生:可采用自然養(yǎng)生或強(qiáng)制加溫養(yǎng)生。經(jīng)過下表所示的養(yǎng)生時(shí)間后,表面堅(jiān)硬后,道路可開放交通。
4、應(yīng)用案例:
4.1 案例一:高速公路伸縮縫維修。
4.1.1 工程概況:毛勒伸縮縫在行車道和超車道部分混凝土出現(xiàn)破損,混凝土松動(dòng),個(gè)別地方已出現(xiàn)坑槽。混凝土剔除修補(bǔ)量共約0.6M3。
施工順序簡(jiǎn)述:溫度20℃,天氣晴。
每次拌合填充5cm厚,至表面基本平整
9:00拌合樹脂砂漿
剔除松動(dòng)、有裂隙混凝對(duì)開焊的鋼筋補(bǔ)焊壓縮氣體吹凈
早6:30封閉半幅交通(行車道)
表面基本找平
表面均勻撒布一層石英石
11:30開放交通
下午完成另半幅施工。
4.1.2 指標(biāo)分析比較
與普通混凝土修補(bǔ)指標(biāo)比較(一道伸縮縫局部,縫長(zhǎng)12m,局部維修量0.6M3)見表3
4.2 案例二:混凝土路面維修.
4.2.1 工程概況:該水泥混凝土路面為一年前施工,個(gè)別地方出現(xiàn)板邊破損,混凝土松動(dòng)。
4.2.2 處理方法:所有破損處鑿除松動(dòng)破損混凝土,使用GN樹脂砂漿修補(bǔ),最薄處控制在1-2cm。其他裂縫處切割上表面寬2-5cm,深1-2cm的’V’型槽,用樹脂砂漿修補(bǔ)。
4.2.3 效果:預(yù)防性維修,防止破壞面加大。維修處理一年后混凝土的破損未曾繼續(xù)發(fā)展,保持完好;未處理標(biāo)段的混凝土路面病害繼續(xù)發(fā)展,并因跳車、雨水侵蝕等使病害更嚴(yán)重了,給維修造成很大麻煩,局部被迫鑿除返工。
4.3 案例三:瀝青路面基層混凝土維修
工程概況:該項(xiàng)目為瀝青混凝土路面銑刨后重新鋪裝,但部分橋梁瀝青混凝土銑刨后發(fā)現(xiàn)個(gè)別地方基層混凝土破損嚴(yán)重,需重新澆筑混凝土補(bǔ)強(qiáng)。但考慮到如果采用混凝土澆筑,將嚴(yán)重影響施工進(jìn)度,打亂施工部署,路面大型施工機(jī)械被迫停工待命,交通管制時(shí)間亦將延長(zhǎng)。
使用GN樹脂混凝土修補(bǔ)情況:雖然GN樹脂混凝土的熱變形溫度只有47℃,但經(jīng)過適當(dāng)調(diào)整無(wú)機(jī)骨料的配比,只要碾壓瀝青混凝土?xí)rGN樹脂混凝土已固化,沒有發(fā)現(xiàn)變軟現(xiàn)象。其機(jī)理為:在瀝青混凝土攤鋪碾壓時(shí),GN樹脂進(jìn)行了二次固化,且此次固化是在加熱(瀝青混凝土160℃-180℃)和加壓(壓路機(jī))的情況下完成的,其固化速度較快,并且在高溫和高壓作用下其熱變形溫度也得到提升,其力學(xué)指標(biāo)在得到二次固化后也有較大程度提高。
注:施工中,為增加與瀝青混凝土的粘結(jié)力,表面均勻撒布嵌入一層玄武巖石屑,見圖5。
5、結(jié)語(yǔ)
GN樹脂砂漿柔韌性優(yōu)異,粘結(jié)強(qiáng)度大,不會(huì)在溫度應(yīng)力或車輛重碾壓下剪切破壞。修補(bǔ)面強(qiáng)度超過混凝土路面,同路面顏色基本一致,美觀實(shí)用。可修補(bǔ)包括坑槽、裂縫、麻面等各種破損路面,尤其對(duì)于早期破損有很好效果,有效避免破損擴(kuò)大,減少日后養(yǎng)護(hù)成本,特別適用于高速公路等急需通車或立即使用的場(chǎng)合,其綜合成本合理,社會(huì)效益好。