板角断裂维修的方法与经济分析
一、概述
高速公路路面随着交通量的大幅度增长，交通荷载的日益重型化，超载车辆日趋严重，高速公路使用年限的日益增加、使用寿命缩短，各种不同程度的病害现象随之产生。因此，加强对水泥混凝土路面的养护与维修，延长水泥混凝土路面使用寿命、有效使用养护经费、合理降低养护成本，是各高速公路养护的一个重大的任务。所以对路面养护采用的技术、工艺、材料和维修效果的探索这一课题，是需要我们认真学习和研究的。在我益常高速公路养护工作中，水泥混凝土路面上出现最多的病害是角隅断裂(习惯叫“板角断裂”)，目前如何搞好板角断裂修补是我们养护中心一个难题，因此对板角断裂的修补也是值得我们去研究的课题。
二、板角断裂产生的原因
板角断裂是一垂直通底且与板角两边接缝相交的裂缝，从板角到裂缝两端点间的距离分别等于或小于端点所在板长的一半。我们对这些板角断裂现象进行分析认为：
①板角是水泥混凝土面板的薄弱部位，由于侧模的模壁效应，施工时较难保证板角密实，因而板角强度较小，相邻板角若无传力杆，传荷能力也较差，在车轮连续荷载作用下易产生板角裂缝及断裂;
②板角处于纵横缝交叉处受纵横双向接缝渗水淘刷容易产生唧泥，形成脱空、导致板角应力增大，产生板角断裂;
③由于板底脱空或基层破损，车轮在板角部位行驶机率最大，而板角往往最先脱空后在荷载作用下断裂，尤其是低坡位的板角渗水淘刷更明显，在车轮冲击荷载作用使相邻板块的板角产生断裂;
④基层或基础在行车荷载与水的综合作用下，逐步产生苏醒形变累积，使板角应力逐渐递增，导致断裂。
三、板角断裂常用修补法
板块断裂的处理应根据其损坏的程度不同而分别对待。处理的方法主要有裂缝修补法、局部修补法、整板更换法3种。
①对板角轻微裂缝且未产生错台的，采用灌缝方法，进行预防性养护，防止病害漫延发展;
②对于整块水泥混凝土面板只有一处板角断裂的，并且错台或缝裂宽在10mm以上的，采取局部修补法;
③对于水泥混凝土面板有两处以上严重断裂，裂缝处有严重剥落且有错台、裂块已开始活动的断板，需更换整块混凝土板。
因我们益常高速公路路段水泥混凝土面板的破损情况看，板角断裂较多，所以我们将对局部修补法(坑补法)的技术方法和经济因素进行分析讨论。供以后我们的水泥混凝土路面养护时参考。
四、坑补法步骤
1、对板角断裂处沿裂缝边缘以外10—30cm画出切割线，将修补板快的形状切割成类似梯形(不宜用矩形)，从而确定其切割面积。
2、再采用切割机切割，把需要修补的断板的部分切出来，切割成单独的一个小单元。对修补部分用风镐破除，其深度至路面面层全深厚度。然后清除其残渣。
3、如果发现其基层损害了，应立即对板块基层进行处理如重新铺上C15混凝土基层。
4、检查原有的滑动传力杆,如有缺陷应予更换,并在新老混凝土之间加设传力杆。在面板1/2板厚中央，用冲击电锤打一直径为26mm的水平孔、深20cm、水平间距30-40cm。每个孔应先用压缩空气将孔内混凝土碎屑吹除，然后将其周围湿润，用快凝砂浆填塞捣实，尔后插一根直径为25mm、长40cm的光圆钢筋，待砂浆硬化后,浇注与原标号相同的混凝土。
5、基槽清除干净以后在切割面上洒水泥净浆，在纵横接缝面壁上涂上乳化沥青等隔离涂层，再对其进行混凝土浇筑。
6、混凝土浇筑终凝后，用塑料薄膜覆盖已浇筑板块，塑料薄膜四周边缘用砂压严，以防水份蒸发。
7、混凝土浇筑1—2天后对板块纵横向伸缩缝，用切割机切成5mm的缝，待混凝土干燥后灌入填缝胶，保证板块伸缩缝量。这样不至于因没有伸缩量而挤坏水泥混凝土面板。
注意事项：采用坑补法必需采用风镐破除坏板，才不会破坏好板和邻板，如果采用凿岩机破板因冲击力太大会将好板和邻板损伤，所以修补后好板或邻板又将出现损坏。
五、坑补法的经济和社会效益
对于板角断裂采用坑补法可减少损伤其它的部位的好板，降低板块破板量;因为修补后的新板和老板都不同程度的有高差，就可能不同程度的产生跳车现象，采用坑补法相对条补法就少一侧轮胎对路面修补碾压，当然可减少跳车的可能或程度;尽量减少板块换板量，还可降低养护成本;减少板块换板范围这样可以减少大板与小板之间的挤压，有利于保留混凝土板的使用年限寿命。
针对板角断裂病害采用局部补法，在路上实施后经过长时间在路面上对其观察。发现在车辆荷载的作用下，修补的板角断裂极少发生破损现象。平整度指标控制方面比整板或条形补法施工，其平整更能达到规范要求。这样车辆通过修补过板角断裂的路面时能平稳、安全行驶。采用风镐破除坏板的局部修补后有极少板出现破损，原因是由于板块基层破损，板块沉降所至，我们应先换板后再对其实施压浆处理。这样一来板角修补大大降低板的破损率，从而保留了整板。延长其路面使用寿命，延长路面大、中修年限。节约了养护经费，降低了养护成本。
六、坑补法与条补法的经济对比
坑补法采用风镐破除坏板，相对采用凿岩机破板效率低，成本高，但采用风镐破板修补后极少发生破损现象，而采用凿岩机破板因冲击力太大会将邻板损伤，使修补后好板部分或邻板又出现损坏，需要投入更多资金去进行条补或整板更换。所以采用坑补法必需采用风镐破除坏板，才能达延长路面整板使用寿命的目的。如果板角断裂修补因工艺需用凿岩机破板，那就需进行条补或整板更换，这样维修成本就更高，还不如提高坑补法采用风镐破除坏板换板的单价更经济、更合理。
㈠坑补法采用风镐破除坏板，相对采用凿岩机破板效率低，成本高，但采用风镐破板修补，只要严格按施工程序操作，修补后极少发生破损现象;
㈡而采用凿岩机破板因冲击力太大会将邻板损伤，使修补后邻板又出现损坏，需要投入更多资金去进行条补或整板更换;
㈢板角断裂采用条补法修补，采用凿岩机破板因冲击力太大也会单向伤及好板，但一般仅仅使好板出现啃边病害。
下表以1.5m×1.5m板角断裂修补为例，对三种维修方式的经济比较分析
修补方法
一般市场价
修补面积
维修成本
修补后一般情况
风镐破除板
300元/㎡
2.25㎡
675元
极少发生再破损
凿岩机破板
250元/㎡
2.25㎡
562.5元
邻板或好板损坏需再换板
条补法
230元/㎡
5.7㎡
1311元
邻板或好板啃边需修啃边
七、结论
板角断裂的局部修补法(坑补法和条补法)，采用风镐破除坏板的方法虽然单块面积修补单价较高，但只要严格按施工程序操作，修补后极少发生破损现象;不需反复维修，修一次是一次，从长远看维修费用更少。而采用凿岩机破板因冲击力太大会将邻板损伤，使修补后邻板又出现损坏，单块面积修补单价虽然较低，以后需要投入更多资金去进行条补或整板更换，不仅要增加养护成本，还会影响路况质量。
