关键词：板块病害；力学特征；水泥混凝土
1引言
水泥混凝土路面是一种刚度大、扩散荷载能力强、稳定性好的路面结构。加之水泥混凝土路面的适应性及抗灾能力强，能较好地满足现代化交通的要求，自20世纪90年代以来得到了迅猛发展。但随着公路里程的增加，养护维修的任务越来越重，况且由于路面经常受重交通荷载、环境条件等因素的作用，水泥混凝土路面在使用初期或经过一段时间使用后，容易出现一定程度的损伤破坏，如路面表面出现细小的裂缝、坑槽、露骨；路面板出现裂缝、断板；接缝产生错台、碎裂等病害。这些病害降低了路表使用性能，减小了路面结构的承载能力，降低了道路的通行能力，应迅速予以修复，否则在车辆荷载和环境因素继续作用下，路表使用性能将迅速降低，路面承载能力将进一步下降，会引起整个路面结构迅速破坏。从而会大大增加今后的维修成本。
2板块破坏的类型及传统修补方法
在水泥混凝土路面的板块修补方面，常采用的方法是将损坏的混凝土除掉，将局部板块凿成5～7cm的长方形凹槽，清除刷洗干净后重新补铺路面，铺上与原路面混凝土相同强度或略高于路面混凝土原设计强度的普通混凝土。
2.1板块破坏的类型
板块破坏修补的类型一般包括：
（1）板角断裂：裂缝垂直通底，并从角隅到断裂两端的距离等于或小于板边长的一半。（2）边缘有中等或严重的混凝土开裂或成碎块。（3）坑洞，板表面出现直径为2.5～10cm、深为1.2～5cm的坑洞。
2.2传统的修补方法
（1）沥青混凝土。长期以来，公路部门都习惯于采用沥青混凝土对损坏的水泥混凝土路面进行修补，尽管方法简便，但隐患较多。①道路强度不均匀，传荷不一致。②使用寿命短。沥青混凝土本来的使用寿命就较水泥混凝土路面短得多，夹在水泥混凝土板面中间，更易发生破坏，有的其至一个冬季或雨季过后，就要进行重新修理。③影响路面平整度，降低表面使用功能。由于沥青混凝土的热稳性较差，夏季在外部荷载作用下，沥青混凝土易产生变形，导致路面平整度下降，影响路面使用功能。④不美观。在整片灰白色的水泥混凝土路面中补上一块黑色的沥青混凝土，路面景观受到影响，行车者见了也很不舒服。
（2）普通水泥混凝土。公路上另一种传统的修补水泥混凝土路面的方法是将破损的混凝土除掉，新铺上与原设计标号相同或高标号的普通混凝土，采用普通水泥混凝土修补被损坏的混凝土路面，主要有如下缺点：①收缩大，易导致新老混凝土拉开。②水泥混凝土本身粘度低，与老混凝土结合差。③新老混凝土间的界面缺陷，易使混凝土开裂。④养生期长，影响交通。
3板块病害修补结构形式研究与力学分析
3.1基本几何性能
水泥混凝土路面在进行受力分析过程中，可以按薄板的基本几何来进行。对混凝土板块建立如图1所示的坐标系，板在x-y平面内，在z方向的厚度为t，板的表面在z=±t/2处，中面在z=0处，它满足薄板的基本几何：（1）板的厚度比它的平面尺寸b和c要小得多，既t&<
4.2修补方案的提出及力学分析
采用膨胀胶条使修补块与原混凝土板块分离开，使新旧板块单独受力。分离以后，按最不利位置进行加载，以单轴130KN的均布荷载全部作用在修补块上进行ANSYS受力分析。修补后新旧混凝土界面上的应力值在采用胶条进行修补和采用传统修补方法进行修补时，界面应力所示。 由新旧混凝土界面剪应力云图4和图5可以看出，在新旧混凝土界面上，由于胶条的作用，界面各种应力值明显减小，有的应力值甚至为0，这样，单元的受力结构就由图3变成了另一种受力状态。由于胶条的作用，减小了修补后的新混凝土与老混凝土之间的界面应力，混凝土板块作用面上的剪力yzτ和xzτ明显减小，xσ，yσ也相应减小，使修补的混凝土板块单独受力，单独工作，从根本上改变了传统的修补思想。
4实验路修补的施工工艺与效果分析
4.1施工工艺
（1）确定切割范围：对路面进行清扫，用粉笔画出处治区域。
（2）切割及清理：按照标线用切割机进行切割，切成5cm以上深的槽，切割完毕后，用风镐对其破损部分进行破除，破除深度大约为15cm，坑槽底部要求尽量平整，风镐无法找平的地方，要人工用手锤，刚钎进行整平，清理完毕后，用气泵除尘，直到洁净为止。
（3）配制修补用混凝土及树脂胶。用滚桶式搅拌机拌和混凝土，少量的混凝土也可用人工拌和，在拌和时，要求对膨胀剂和早强剂的剂量要控制准确。树脂胶在配制完成后，要求在10分钟内全部涂于混凝土壁面上，以免温度过高，发生膨胀而无法使用。
（4）对清理好的混凝土面用水浸润30分钟后，将界面水清理干净，然后在界面上涂刷一层水泥净浆。
（5）粘止水膨胀条：用抹布把边缘擦干净，将树脂胶毛刷均匀地涂在止水膨胀条上及老混凝土边缘，按照上表面与混凝土表面相同高度的原则，把胶条粘在混凝土切割缝上。
（6）灌注：灌注混凝土，用振捣棒进行振捣，振捣完毕后使混凝土表面高出原路面1cm，用抹子抹平表面，在抹平时应注意不要使止水条低于混凝土表面，抹平后拉毛。
（7）养生：喷洒养生剂或用塑料薄膜覆盖养生，三天后开放交通。
4.2修补后的效果分析
针对此种修补方案，本项目组于6月末在某高速公路选定3KM范围内进行了实地的混凝土板块的修补，并于7月初对修补的混凝土板块进行了观测，效果显著。
采用上述修补方案修补后的混凝土路面，通过一段时间的行车荷载作用后，在新旧混凝土板块接缝处没有任何的板边破碎或掉角等现象，这说明了胶条的存在，缓解了行车荷载的冲击作用，减小了界面之间的剪力和弯矩。修补后，1d龄期时混凝土抗压强度达到了17.5MPa，满足了1d开放交通的要求，证实了采用这种修补方案进行维修混凝土路面的可行性，基本上可以用于实际混凝土路面板块病害的修补。
参考文献
［1］Ohama，Y.Handbook of Polymermodified Comcrete and MortarsProperties and Technology，Noyes Publications，2005：p473478.
［2］龚益，徐至钧.纤维混凝土与纤维砂浆施工应用指南［M］.北京：中国建材工业出版社，2005.
［3］王世海等.高强免振C80C100级高性能混凝土的应用研究［J］.山东建材，2004，（3）. 转贴于