路面裂縫修補材料及技術應用研究

張 閩

（連江縣交通建設發展有限公司， 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重的一種。裂縫的出現不但影響了路面結構的使用性能和耐久性，嚴重時還可能破壞行車安全。因此，公路路面裂縫修補材料及技術應用研究具有重大的工程應用需求，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 裂縫形成機理

1.1 水泥路面裂縫

1）水泥基材料缺陷

水泥混凝土凝結過程中，內部會產生泌水，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區。

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，在板底產生層間水平剪應力與拉應力，出現早期微裂縫。

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展，最后導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理

車輛重載和各種因素作用下，路面局部應力集中，加之縫隙擴展和應力反復作用下，產生裂縫。

2）溫度作用下裂縫形成機理

南方是由溫度應力循環變化產生的路面疲勞裂縫。北方是低溫的橫向開裂。3）基層反射作用下裂縫形成機理

因基層強度較高出現干縮或溫縮裂縫，并向上擴展，穿透面層，反射裂縫形成后，水損壞給瀝青混凝土路面產生唧漿及坑槽等更嚴重的病害。

2 裂縫修補技術

2.1 水泥路面裂縫修補

水泥混凝土路面裂縫的修補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部，對裂縫進行粘合、封閉和補強，在裂縫表面形成密封帶，防止水分滲透，修補效果較好，施工機械設備簡單，適用于一般公路裂縫修補。

2.2 瀝青路面裂縫修補

針對瀝青路面按裂縫的邊緣破損程度和寬度，修補方法分為無損貼縫修補與開槽灌縫修補兩種。

1）無損貼縫技術（裂縫寬度≤3mm）

無損灌縫技術，不需要通過開、擴縫，直接對裂縫進行灌注修補。該方法適合邊角微細裂縫、破壞深度較淺、微細裂縫或者是主裂縫衍生的次生裂縫等初期產生的裂縫。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，然后用灌注機進行灌縫，或者采用貼縫帶進行修補。裂縫貼是無損路面裂縫修補的另一種有效的方法，它可以對表面的裂縫進行防水處理，不需開槽清理，直接粘貼在裂縫處。該產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（裂縫寬度≤5mm）

開槽灌縫技術適合寬度在小于5mm內的溫度裂縫，荷載疲勞裂縫和深度較大的裂縫。首先對裂縫進行開槽，凹槽清理后，采用噴槍灌注修補材料，通過材料自身的滲透性和流動性到達深層的微細裂縫，達到粘合和填補路面上部結構裂縫目的，具有優異的耐久性。

3 裂縫修補材料研究

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護路段采用新型填縫料進行工程實踐，我作為設計人員同管養單位及材料商等配合進行路段實驗，為后續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國道路面結構為由15cm厚填隙碎石+15cm厚5%水泥穩定碎石層+24cm厚的C35水泥混凝土路面。G316閩清段換算后年平均日當量小汽車數量為5305。本次對316國道K56+000—K59+000路段選擇近120米的裂縫進行修補試驗。

（2）瀝青混凝土道路（202省道閩清段）

202省道2015年進行“白改黑”，路面結構為4cm厚的AC-13改性瀝青混凝土+6cmAC-20瀝青混凝土+8cmATB-25瀝青穩定基層。S202閩清段換算后年平均日當量小汽車數量為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米的裂縫進行修補試驗。

3.2 長樂瀝青灌縫膠技術性質

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

（2）技術指標：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）對路面裂縫進行調查，確認并標記待修補的裂縫。2）根據《公路養護安全作業規程》進行交通布控，設置安全專員和交通指揮員，要求人、材、機到位，各施其職。3）使用手提式砂輪開槽機，按養護設計要求沿路面裂縫進行跟蹤開槽，切割出施工凹槽。4）使用鋼絲刷清洗開槽，用風機清理并風干開槽。5）用熱氣噴槍，對縫隙加熱除潮，去除縫內潮氣，使縫產生熱接觸效應。6）灌縫機分層灌注，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

對實際修補效果進行分析：施工前、施工后三個月、六個月等不同時間進行跟蹤，該修補材料施工溫度范圍較大，施工容易，開放交通快，修補后裂縫周邊未發現裂縫發展，可塑性好，能適應溫度變形，與縫壁緊密粘結，填縫飽滿，修補效果良好。

（4）經濟效益分析：根據不同路面裂縫修補的成本造價，如下：

水泥混泥土路面裂縫修補500m總造價19233元，每延米造價38元；瀝青混泥土路面裂縫修補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中每延米造價比瀝青混泥土路面修補高，這是由于在水泥混泥土路面剛度大，開槽過程中對切割機磨損大，耗費工時及燃料大，導致每延米單價較高。2）在修補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效果都良好。3）無論是哪種路面，修補裂縫單價遠比破板修補或挖補維修費用低，大大減少路面養護成本，充分利用原有路面，增加原路面使用壽命，減少生態自然環境的破壞，減少道路通行壓力。

4 結論

4.1 主要結論

裂縫修補新材料應用研究在閩清縣316國道及202省道上，對兩種路面采用八種修補材料，共修補裂縫近250米， 113處。對修補效果進行跟蹤分析，從實際工程應用、經濟、施工工藝等進行綜合評價：1）采用長樂瀝青灌縫膠修補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 結語

本文以長樂瀝青灌縫膠為例，系統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護成本，通過裂縫修補可以充分利用原有路面，增加原路面使用壽命，減少生態自然環境的破壞，減少道路通行壓力，本文的研究可以為后續灌縫材料在實際工程中的應用提供一定理論和實踐參考。