水泥混凝土路面裂縫修補(bǔ)材料應(yīng)用現(xiàn)狀

陳曉娟

摘要：水泥混凝土路面因其自身優(yōu)點(diǎn)在全國范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用，但裂縫在使用一段時(shí)間后普遍存在，而且發(fā)展越來越快，必須對(duì)其進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)，本文對(duì)現(xiàn)用的水泥混凝土裂縫修補(bǔ)材料進(jìn)行了歸納，為實(shí)際工程中裂縫修補(bǔ)材料的選擇提供了具體的科學(xué)依據(jù)。

Abstract： The cement concrete pavement because of its advantages has been widely applied nationwide， but the cracks still exist after a period of use， and develop more and more fast， so they must be repaired in time. This paper summarizes the concrete crack repair material， and provides the scientific basis for the concrete crack repair material selection in practical engineering.

關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面；裂縫修補(bǔ)；環(huán)氧樹脂；乳化瀝青

Key words： cement concrete pavement；crack repair；epoxy resin；emulsified asphalt

中圖分類號(hào)：U416.216 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）16-0107-02

1 概述

眾所周知，對(duì)于水泥混凝土路面來說裂縫問題是其無法克服的缺點(diǎn)，水泥混凝土作為一種多組分材料，在其不同組分的界面處極易出現(xiàn)薄弱層，加上水泥混凝土在拌合以及施工過程中都會(huì)產(chǎn)生氣孔、干縮裂縫等，最終導(dǎo)致了水泥混凝土路面在荷載和應(yīng)力的作用下產(chǎn)生裂縫，如圖1所示。如果在水泥混凝土路面使用期間能夠及時(shí)地采取一些有效的預(yù)防性、經(jīng)濟(jì)性的養(yǎng)護(hù)和修復(fù)措施，就可以使整個(gè)路面保持良好的工作狀態(tài)，從而延長了水泥混凝土路面的使用壽命。

所謂的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)就是指在整個(gè)路面狀況比較良好的情況下，通過采取一些有效的技術(shù)手段，使得路面能夠一直保持著良好的使用狀態(tài)。對(duì)水泥混凝土路面進(jìn)行裂縫修補(bǔ)就是一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，所以，在水泥混凝土路面使用過程中裂縫一旦出現(xiàn)就應(yīng)該及時(shí)采取措施，及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，否則在車輛荷載和環(huán)境因素的反復(fù)作用下，裂縫就會(huì)逐漸擴(kuò)展加深，最終會(huì)導(dǎo)致整個(gè)水泥混凝土路面板發(fā)生破壞，如圖2所示。這不僅影響著車輛行駛的舒適性以及安全性，而且后期路面修補(bǔ)的費(fèi)用也將大大增加。

水泥混凝土路面其裂縫能否成功修補(bǔ)，主要取決于修補(bǔ)材料的性能。因此，通過對(duì)現(xiàn)有使用的水泥混凝土裂縫修補(bǔ)材料進(jìn)行系統(tǒng)的分析比較，為今后水泥混凝土路面裂縫修補(bǔ)材料的選取提供具體的科學(xué)依據(jù)。

2 水泥混凝土路面裂縫修補(bǔ)材料類型

水泥混凝土路面修補(bǔ)材料可以分為三大類型：無機(jī)類修補(bǔ)材料、有機(jī)類修補(bǔ)材料及無機(jī)和有機(jī)組成的復(fù)合類修補(bǔ)材料。

2.1 無機(jī)類修補(bǔ)材料

水泥混凝土路面裂縫無機(jī)類修補(bǔ)材料主要有普通硅酸鹽水泥材料、聚合物改性水泥、礦渣改性水泥，其優(yōu)點(diǎn)是材料成本低，修復(fù)后性能接近，但也存在著很多缺點(diǎn)，比如，收縮大，易導(dǎo)致新老材料分開；養(yǎng)生期長，影響交通正常運(yùn)行，如圖3所示。

2.2 有機(jī)類修補(bǔ)材料

水泥混凝土路面裂縫有機(jī)類修補(bǔ)材料有環(huán)氧樹脂類、聚氨脂類、烯類、瀝青類裂縫修補(bǔ)材料等。

環(huán)氧樹脂類裂縫修補(bǔ)材料存在的主要問題是其延伸率低，脆性比較大，當(dāng)其與舊混凝土膠接時(shí)，膠結(jié)面因承受外部應(yīng)力的作用很快會(huì)造成缺陷區(qū)裂縫擴(kuò)展，逐漸產(chǎn)生蔓延，從而會(huì)導(dǎo)致膠結(jié)層的重新開裂，使得膠接處不耐疲勞。所以，必須要對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，環(huán)氧樹脂在改性后既能充分利用環(huán)氧樹脂自身強(qiáng)度較高、粘附力較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，又能通過改性降低其自身脆性，使得其延伸率也有所提高。其中最常用的改性環(huán)氧樹脂為聚硫改性環(huán)氧灌漿材料。

聚氨脂類裂縫修補(bǔ)材料具有柔性的分子鏈，所以它的耐振動(dòng)性以及耐疲勞性能都比較好。聚氨脂類裂縫修補(bǔ)材料還有一個(gè)重要的特點(diǎn)那就是它的抗低溫性能比較好，跟所有其他任何有機(jī)類修補(bǔ)材料相比，其耐寒性能都表現(xiàn)得很優(yōu)異。所以，用聚氨脂類修補(bǔ)材料配合而成的裂縫修補(bǔ)材料耐氣候性比較好，在各個(gè)季節(jié)和各個(gè)不同地區(qū)都可使用。最常用的聚胺脂類裂縫修補(bǔ)材料為多異氰酸酯膠粘劑。

烯類裂縫修補(bǔ)材料主要是采用烯類聚合物配合而成，最常用的烯類裂縫修補(bǔ)材料有氰基丙烯酸酯膠粘劑、（甲基）丙烯酸酯樹酯膠粘劑。

瀝青類修補(bǔ)材料包括低粘性瀝青、乳化瀝青、瀝青瑪蹄脂等，具有施工簡便，柔性強(qiáng)，成本低等特點(diǎn)。

所有這些有機(jī)類裂縫修補(bǔ)材料都具有補(bǔ)強(qiáng)、粘合和封閉裂縫的作用，但用于水泥混凝土路面裂縫修補(bǔ)時(shí)，仍然存在著很多不足之處：

①有機(jī)類裂縫修補(bǔ)材料與舊水泥混凝土路面的相容性差；②有機(jī)類裂縫修補(bǔ)材料對(duì)裂縫界面條件要求比較嚴(yán)格；③有機(jī)類裂縫修補(bǔ)材料耐久性較差；④有機(jī)類裂縫修補(bǔ)材料造價(jià)相對(duì)較高；⑤有機(jī)類裂縫修補(bǔ)材料對(duì)環(huán)境保護(hù)不利；⑥有機(jī)類裂縫修補(bǔ)材料與整體路面顏色反差較大，影響整個(gè)路容美觀，如圖4所示。

2.3 有機(jī)和無機(jī)復(fù)合材料

水泥混凝土裂縫修補(bǔ)材料中復(fù)合材料使用最多的是環(huán)氧樹脂砂漿。通過國內(nèi)外使用現(xiàn)狀來看，采用有機(jī)和無機(jī)組成的復(fù)合類修補(bǔ)材料效果優(yōu)于單一的無機(jī)類修補(bǔ)材料或者有機(jī)類修補(bǔ)材料。

環(huán)氧樹脂砂漿是以環(huán)氧樹脂為主要組成部分，摻入適量的固化劑、增塑劑、稀釋劑以及填料作為膠黏劑而組成的一種復(fù)合類材料。這種砂漿具有良好的振動(dòng)和易性、強(qiáng)度比較高、抗沖磨性能較好、粘結(jié)力比較強(qiáng)，而且耐水和化學(xué)等溶劑的侵蝕。與傳統(tǒng)的裂縫修補(bǔ)材料（水泥砂漿）相比，環(huán)氧樹脂砂漿在粘結(jié)性能、強(qiáng)度、耐久性能等方面都要比傳統(tǒng)的修補(bǔ)材料更優(yōu)越。正是由于環(huán)氧樹脂砂漿的這些優(yōu)良特性，其被廣泛應(yīng)用于修補(bǔ)裂縫，尤其是用于修補(bǔ)水泥混凝土裂縫，使用效果很好。

環(huán)氧樹脂砂漿是一種高快凝固，高粘度的混有砂漿灌漿料。具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：①粘附力強(qiáng)；②固化方便；③力學(xué)性能優(yōu)良；④收縮性低；⑤優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性；⑥卓越的抗蠕變性。

雖然環(huán)氧樹脂砂漿具有良好的粘結(jié)性能、耐久性能和較高的強(qiáng)度，但是環(huán)氧樹脂砂漿也存在一些缺點(diǎn)，比如其造價(jià)高，容易有老化、開裂、脫空等現(xiàn)象，而且制作工藝比較復(fù)雜，加上部分原料有毒，有刺激性氣味，容易對(duì)環(huán)境造成污染，施工要求控制嚴(yán)格等。特別是環(huán)氧樹脂砂漿造價(jià)較高使得環(huán)氧樹脂砂漿未能在水泥混凝土路面裂縫修補(bǔ)中大范圍使用。

3 水泥混凝土路面裂縫修補(bǔ)材料選取建議

為了保證水泥混凝土路面的維修質(zhì)量，好的修補(bǔ)材料不僅可以使水泥混凝土路面恢復(fù)其原有的路用性能，還能基本還原其路面的平整度，而且看不出明顯的修補(bǔ)痕跡，減少交通封閉的時(shí)間以及較高的性價(jià)比。因此，選擇水泥混凝土路面裂縫修補(bǔ)材料時(shí)要因地制宜，量體裁衣，選擇適合本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的修補(bǔ)材料。

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