路面裂縫修補(bǔ)材料及技術(shù)應(yīng)用研究

張 閩

（連江縣交通建設(shè)發(fā)展有限公司， 福建 連江 350500）

0 引言

在路面病害中裂縫是最為常見也是最為嚴(yán)重的一種。裂縫的出現(xiàn)不但影響了路面結(jié)構(gòu)的使用性能和耐久性，嚴(yán)重時還可能破壞行車安全。因此，公路路面裂縫修補(bǔ)材料及技術(shù)應(yīng)用研究具有重大的工程應(yīng)用需求，對提高路面維修速率、延緩路面使用性能惡化速率及延長路面使用壽命具有重要意義。

1 裂縫形成機(jī)理

1.1 水泥路面裂縫

1）水泥基材料缺陷

水泥混凝土凝結(jié)過程中，內(nèi)部會產(chǎn)生泌水，粗大骨料周邊會聚集較多的水分形成水膜，成為水泥混凝土路面開裂多發(fā)區(qū)。

2）路面基層對混凝土面層開裂的影響

水泥混凝土凝澆注路面時，水泥砂漿容易下滲進(jìn)入基層，使面層與基層之間形成過渡層，將面板與基層連成一體，限制了混凝土路面板的收縮，在板底產(chǎn)生層間水平剪應(yīng)力與拉應(yīng)力，出現(xiàn)早期微裂縫。

3）汽車動荷載及超載的影響

因荷載的增大，已有的裂縫逐漸匯集并擴(kuò)展，最后導(dǎo)致眾多的微裂縫貫通形為宏觀裂縫，使路面板開裂并破壞。

1.2 瀝青路面裂縫

1）荷載作用下裂縫形成機(jī)理

車輛重載和各種因素作用下，路面局部應(yīng)力集中，加之縫隙擴(kuò)展和應(yīng)力反復(fù)作用下，產(chǎn)生裂縫。

2）溫度作用下裂縫形成機(jī)理

南方是由溫度應(yīng)力循環(huán)變化產(chǎn)生的路面疲勞裂縫。北方是低溫的橫向開裂。3）基層反射作用下裂縫形成機(jī)理

因基層強(qiáng)度較高出現(xiàn)干縮或溫縮裂縫，并向上擴(kuò)展，穿透面層，反射裂縫形成后，水損壞給瀝青混凝土路面產(chǎn)生唧漿及坑槽等更嚴(yán)重的病害。

2 裂縫修補(bǔ)技術(shù)

2.1 水泥路面裂縫修補(bǔ)

水泥混凝土路面裂縫的修補(bǔ)方法最為有效的是開槽灌縫法。該方法將灌縫材料注入到混凝土內(nèi)部，對裂縫進(jìn)行粘合、封閉和補(bǔ)強(qiáng)，在裂縫表面形成密封帶，防止水分滲透，修補(bǔ)效果較好，施工機(jī)械設(shè)備簡單，適用于一般公路裂縫修補(bǔ)。

2.2 瀝青路面裂縫修補(bǔ)

針對瀝青路面按裂縫的邊緣破損程度和寬度，修補(bǔ)方法分為無損貼縫修補(bǔ)與開槽灌縫修補(bǔ)兩種。

1）無損貼縫技術(shù)（裂縫寬度≤3mm）

無損灌縫技術(shù)，不需要通過開、擴(kuò)縫，直接對裂縫進(jìn)行灌注修補(bǔ)。該方法適合邊角微細(xì)裂縫、破壞深度較淺、微細(xì)裂縫或者是主裂縫衍生的次生裂縫等初期產(chǎn)生的裂縫。首先將裂縫中的灰塵和雜物，通過壓縮空氣將縫隙清理干凈，然后用灌注機(jī)進(jìn)行灌縫，或者采用貼縫帶進(jìn)行修補(bǔ)。裂縫貼是無損路面裂縫修補(bǔ)的另一種有效的方法，它可以對表面的裂縫進(jìn)行防水處理，不需開槽清理，直接粘貼在裂縫處。該產(chǎn)品的成分是高分子聚合物粘貼，效果較好，施工工藝簡單方便快捷開放交通時間較快。

2）開槽灌縫技術(shù)（裂縫寬度≤5mm）

開槽灌縫技術(shù)適合寬度在小于5mm內(nèi)的溫度裂縫，荷載疲勞裂縫和深度較大的裂縫。首先對裂縫進(jìn)行開槽，凹槽清理后，采用噴槍灌注修補(bǔ)材料，通過材料自身的滲透性和流動性到達(dá)深層的微細(xì)裂縫，達(dá)到粘合和填補(bǔ)路面上部結(jié)構(gòu)裂縫目的，具有優(yōu)異的耐久性。

3 裂縫修補(bǔ)材料研究

常用的瀝青灌縫材料：（1）新美瑞灌縫膠；（2）科來福灌縫膠；（3）長樂瀝青灌縫膠；（4）殼牌灌縫膠；（5）PVC熱塑性樹脂；（6）55#瀝青；（7）硅酮耐候密封膠；（8）自粘貼縫膠帶；（9）510熔滲劑等灌縫材料

在福州市公路局閩清分局養(yǎng)護(hù)路段采用新型填縫料進(jìn)行工程實踐，我作為設(shè)計人員同管養(yǎng)單位及材料商等配合進(jìn)行路段實驗，為后續(xù)選用合適材料及施工工藝提供理論和實踐參考。

3.1 工程實例

（1）水泥混凝土道路（316國道閩清段）

316國道路面結(jié)構(gòu)為由15cm厚填隙碎石+15cm厚5%水泥穩(wěn)定碎石層+24cm厚的C35水泥混凝土路面。G316閩清段換算后年平均日當(dāng)量小汽車數(shù)量為5305。本次對316國道K56+000—K59+000路段選擇近120米的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)試驗。

（2）瀝青混凝土道路（202省道閩清段）

202省道2015年進(jìn)行“白改黑”，路面結(jié)構(gòu)為4cm厚的AC-13改性瀝青混凝土+6cmAC-20瀝青混凝土+8cmATB-25瀝青穩(wěn)定基層。S202閩清段換算后年平均日當(dāng)量小汽車數(shù)量為15418。本次對202省道K330+000、K335+000、K337+000、K338+000、K339+000、K340+000、K341+000路段選擇近 110米的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)試驗。

3.2 長樂瀝青灌縫膠技術(shù)性質(zhì)

（1）特性：1)卓越的耐候性與使用壽命。2)強(qiáng)大的粘接力。3)極佳的拉伸壓縮性能。4）施工后即可恢復(fù)交通。

（2）技術(shù)指標(biāo)：1）針入度（25℃）為50。2）流動性（60℃）為< 5mm。3）軟化點最低80℃。4）回彈性（25℃）為30～60%。5）拉伸量為>5mm。 6）最低加熱施工溫度175℃。7）最高安全加熱溫度200℃。

（2）施工工藝

1）對路面裂縫進(jìn)行調(diào)查，確認(rèn)并標(biāo)記待修補(bǔ)的裂縫。2）根據(jù)《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》進(jìn)行交通布控，設(shè)置安全專員和交通指揮員，要求人、材、機(jī)到位，各施其職。3）使用手提式砂輪開槽機(jī)，按養(yǎng)護(hù)設(shè)計要求沿路面裂縫進(jìn)行跟蹤開槽，切割出施工凹槽。4）使用鋼絲刷清洗開槽，用風(fēng)機(jī)清理并風(fēng)干開槽。5）用熱氣噴槍，對縫隙加熱除潮，去除縫內(nèi)潮氣，使縫產(chǎn)生熱接觸效應(yīng)。6）灌縫機(jī)分層灌注，施工時注意施工高度及溫度的控制。最低施工溫度 175℃，最高溫度不超過

200 ℃。7）完成灌縫后 15min可開放交通，保障交通的暢通，可采取撒石粉措施提前開放交通。

（3）性能分析

對實際修補(bǔ)效果進(jìn)行分析：施工前、施工后三個月、六個月等不同時間進(jìn)行跟蹤，該修補(bǔ)材料施工溫度范圍較大，施工容易，開放交通快，修補(bǔ)后裂縫周邊未發(fā)現(xiàn)裂縫發(fā)展，可塑性好，能適應(yīng)溫度變形，與縫壁緊密粘結(jié)，填縫飽滿，修補(bǔ)效果良好。

（4）經(jīng)濟(jì)效益分析：根據(jù)不同路面裂縫修補(bǔ)的成本造價，如下：

水泥混泥土路面裂縫修補(bǔ)500m總造價19233元，每延米造價38元；瀝青混泥土路面裂縫修補(bǔ)500m總造價18544元，每延米造價37元；

分析得到：1）在水泥混凝土路面裂縫修補(bǔ)中每延米造價比瀝青混泥土路面修補(bǔ)高，這是由于在水泥混泥土路面剛度大，開槽過程中對切割機(jī)磨損大，耗費(fèi)工時及燃料大，導(dǎo)致每延米單價較高。2）在修補(bǔ)效果中無論水泥混凝土路面還是瀝青混凝土路面裂縫修補(bǔ)效果都良好。3）無論是哪種路面，修補(bǔ)裂縫單價遠(yuǎn)比破板修補(bǔ)或挖補(bǔ)維修費(fèi)用低，大大減少路面養(yǎng)護(hù)成本，充分利用原有路面，增加原路面使用壽命，減少生態(tài)自然環(huán)境的破壞，減少道路通行壓力。

4 結(jié)論

4.1 主要結(jié)論

裂縫修補(bǔ)新材料應(yīng)用研究在閩清縣316國道及202省道上，對兩種路面采用八種修補(bǔ)材料，共修補(bǔ)裂縫近250米， 113處。對修補(bǔ)效果進(jìn)行跟蹤分析，從實際工程應(yīng)用、經(jīng)濟(jì)、施工工藝等進(jìn)行綜合評價：1）采用長樂瀝青灌縫膠修補(bǔ)水泥混凝土路面裂縫，施工工藝簡單，每延米造價為38元，填縫效果良好，建議使用。2）采用長樂瀝青灌縫膠修補(bǔ)瀝青混凝土路面裂縫，施工工藝簡單，每延米造價為37元，填縫效果良好，建議使用。

4.2 結(jié)語

本文以長樂瀝青灌縫膠為例，系統(tǒng)介紹了灌縫材料施工工藝和材料性能，采用新型灌縫材料可以大大減少公路路面養(yǎng)護(hù)成本，通過裂縫修補(bǔ)可以充分利用原有路面，增加原路面使用壽命，減少生態(tài)自然環(huán)境的破壞，減少道路通行壓力，本文的研究可以為后續(xù)灌縫材料在實際工程中的應(yīng)用提供一定理論和實踐參考。