水泥混凝土路面裂縫修補材料應用現狀

陳曉娟

摘要：水泥混凝土路面因其自身優點在全國范圍內廣泛應用，但裂縫在使用一段時間后普遍存在，而且發展越來越快，必須對其進行及時修補，本文對現用的水泥混凝土裂縫修補材料進行了歸納，為實際工程中裂縫修補材料的選擇提供了具體的科學依據。

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.

關鍵詞：水泥混凝土路面；裂縫修補；環氧樹脂；乳化瀝青

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

中圖分類號：U416.216 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）16-0107-02

1 概述

眾所周知，對于水泥混凝土路面來說裂縫問題是其無法克服的缺點，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薄弱層，加上水泥混凝土在拌合以及施工過程中都會產生氣孔、干縮裂縫等，最終導致了水泥混凝土路面在荷載和應力的作用下產生裂縫，如圖1所示。如果在水泥混凝土路面使用期間能夠及時地采取一些有效的預防性、經濟性的養護和修復措施，就可以使整個路面保持良好的工作狀態，從而延長了水泥混凝土路面的使用壽命。

所謂的預防性養護就是指在整個路面狀況比較良好的情況下，通過采取一些有效的技術手段，使得路面能夠一直保持著良好的使用狀態。對水泥混凝土路面進行裂縫修補就是一種預防性養護措施，所以，在水泥混凝土路面使用過程中裂縫一旦出現就應該及時采取措施，及時進行修補，否則在車輛荷載和環境因素的反復作用下，裂縫就會逐漸擴展加深，最終會導致整個水泥混凝土路面板發生破壞，如圖2所示。這不僅影響著車輛行駛的舒適性以及安全性，而且后期路面修補的費用也將大大增加。

水泥混凝土路面其裂縫能否成功修補，主要取決于修補材料的性能。因此，通過對現有使用的水泥混凝土裂縫修補材料進行系統的分析比較，為今后水泥混凝土路面裂縫修補材料的選取提供具體的科學依據。

2 水泥混凝土路面裂縫修補材料類型

水泥混凝土路面修補材料可以分為三大類型：無機類修補材料、有機類修補材料及無機和有機組成的復合類修補材料。

2.1 無機類修補材料

水泥混凝土路面裂縫無機類修補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，其優點是材料成本低，修復后性能接近，但也存在著很多缺點，比如，收縮大，易導致新老材料分開；養生期長，影響交通正常運行，如圖3所示。

2.2 有機類修補材料

水泥混凝土路面裂縫有機類修補材料有環氧樹脂類、聚氨脂類、烯類、瀝青類裂縫修補材料等。

環氧樹脂類裂縫修補材料存在的主要問題是其延伸率低，脆性比較大，當其與舊混凝土膠接時，膠結面因承受外部應力的作用很快會造成缺陷區裂縫擴展，逐漸產生蔓延，從而會導致膠結層的重新開裂，使得膠接處不耐疲勞。所以，必須要對環氧樹脂進行改性，環氧樹脂在改性后既能充分利用環氧樹脂自身強度較高、粘附力較強的優點，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氧樹脂為聚硫改性環氧灌漿材料。

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

烯類裂縫修補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，成本低等特點。

所有這些有機類裂縫修補材料都具有補強、粘合和封閉裂縫的作用，但用于水泥混凝土路面裂縫修補時，仍然存在著很多不足之處：

①有機類裂縫修補材料與舊水泥混凝土路面的相容性差；②有機類裂縫修補材料對裂縫界面條件要求比較嚴格；③有機類裂縫修補材料耐久性較差；④有機類裂縫修補材料造價相對較高；⑤有機類裂縫修補材料對環境保護不利；⑥有機類裂縫修補材料與整體路面顏色反差較大，影響整個路容美觀，如圖4所示。

2.3 有機和無機復合材料

水泥混凝土裂縫修補材料中復合材料使用最多的是環氧樹脂砂漿。通過國內外使用現狀來看，采用有機和無機組成的復合類修補材料效果優于單一的無機類修補材料或者有機類修補材料。

環氧樹脂砂漿是以環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合類材料。這種砂漿具有良好的振動和易性、強度比較高、抗沖磨性能較好、粘結力比較強，而且耐水和化學等溶劑的侵蝕。與傳統的裂縫修補材料（水泥砂漿）相比，環氧樹脂砂漿在粘結性能、強度、耐久性能等方面都要比傳統的修補材料更優越。正是由于環氧樹脂砂漿的這些優良特性，其被廣泛應用于修補裂縫，尤其是用于修補水泥混凝土裂縫，使用效果很好。

環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點：①粘附力強；②固化方便；③力學性能優良；④收縮性低；⑤優良的化學穩定性；⑥卓越的抗蠕變性。

雖然環氧樹脂砂漿具有良好的粘結性能、耐久性能和較高的強度，但是環氧樹脂砂漿也存在一些缺點，比如其造價高，容易有老化、開裂、脫空等現象，而且制作工藝比較復雜，加上部分原料有毒，有刺激性氣味，容易對環境造成污染，施工要求控制嚴格等。特別是環氧樹脂砂漿造價較高使得環氧樹脂砂漿未能在水泥混凝土路面裂縫修補中大范圍使用。

3 水泥混凝土路面裂縫修補材料選取建議

為了保證水泥混凝土路面的維修質量，好的修補材料不僅可以使水泥混凝土路面恢復其原有的路用性能，還能基本還原其路面的平整度，而且看不出明顯的修補痕跡，減少交通封閉的時間以及較高的性價比。因此，選擇水泥混凝土路面裂縫修補材料時要因地制宜，量體裁衣，選擇適合本地區經濟發展的修補材料。

參考文獻：

[1]石艷.水泥混凝土路面裂縫修補料制備與性能研究[D].長安大學，2014.

[2]楊清宇.水泥混凝土路面裂縫修補材料研究[D].長沙理工大學，2013.

[3]黃景海，劉文奎.水泥混凝土路面裂縫修補材料應用[J].交通科技與經濟，2008（02）.