水泥混凝土路面維修和養護技術的應用實踐

王光明

（滁州市公路管理服務中心，安徽 滁州 239000）

0 引言

水泥混凝土路面由于其出色的承載能力和相對較長的使用壽命，在公路建設中得到廣泛應用。然而，隨著交通量的增加和車輛載重的增加，路面的維護日益成為重要的問題。長期承受交通荷載和環境因素的影響，水泥混凝土路面會出現裂縫、磨損等損害，進而影響其性能和使用壽命。本文針對某市國家主干道網絡路面維修與養護項目中發現的水泥混凝土路面裂縫、磨損、路面整體結構強度降低或嚴重損壞等情況，采用了裂縫修補技術、表面處理技術、結構加固技術進行修復處理。因此，研發和應用有效的路面維修養護技術，不僅對于保障道路安全至關重要，同時對延長路面使用壽命、減少養護成本也具有重要意義。

1 項目概況

某市國家主干道網絡路面維修與養護項目于2023年初啟動，預計在2024年初達成所有預期目標。該項目覆蓋了某市的核心區域以及連接郊區的關鍵路段，總長度為12.64km。該項目建設內容集中于路面裂縫的修補、磨損處的處理以及路面結構的整體強化。具體而言，該項目中存有約315m 路段分布不同類別的裂縫，另有頻繁使用的停車區域及繁忙交叉口存在不同程度的路面磨損，此外有部分區域路面存在裂縫、坑洼或混凝土板破碎情況，需要進行維修養護，以提高路面的安全性、耐用性和舒適性。

2 裂縫修補技術及其應用

裂縫修補技術用于修復水泥混凝土路面裂縫，主要包括注射修補法和裂縫填縫法兩種常用方法，不僅能恢復路面結構的完整性，還能延長路面的使用壽命。兩種修補技術的詳細應用要素如表1所示，施工技術流程如圖1所示。

圖1 裂縫修補技術施工流程

表1 裂縫修補技術要素表

2.1 注射修補法

注射修補法適用于細小裂縫，可以通過注射低黏度樹脂或特殊修補材料來封閉裂縫[1]。

2.1.1 注射低黏度環氧樹脂材料

在該項目中，在主干道一長段約200m的路面上發現了許多細小裂縫。這些裂縫寬度普遍小于0.5mm，呈散布狀分布，主要集中在路面的中央和轉彎區。針對這些細小裂縫，首先使用了不低于0.5MPa的高壓空氣徹底清理裂縫內的雜物和灰塵。隨后，準備了低黏度的環氧樹脂作為注射材料，確保材料在20°C條件下的流動時間達到30min以上。同時，使用專用注射設備，按制造商的指導進行注射，確保樹脂充分填滿裂縫并均勻分布。整個注射過程大約持續了4h，使用了約50L的環氧樹脂。注射完成后，對裂縫修補區域進行了24h的觀察，以確保樹脂完全固化。固化后，進行了裂縫封閉性和修補材料黏結強度的測試，確認修補質量符合標準。

2.1.2 注射改性聚合物修補材料

在該項目主干道的連接彎道區域，通過高分辨率攝像頭和數字成像技術識別出一系列疲勞裂縫，這些裂縫寬度介于0.5～1.5mm，總長度約為15m，呈網狀分布。通過圖像處理軟件，裂縫被歸類為中等嚴重度的疲勞裂縫，系路面承受重復的交通壓力引發的。針對這類裂縫，選用具有良好彈性和黏結性的改性聚合物修補材料，該材料能夠在動態載荷下保持較好的抗裂性。在進行修補前，根據裂縫寬度精確計算材料用量，確保混合比例符合1∶1體積比。修補過程中，先對裂縫進行清潔，去除裂縫內的雜物和灰塵。隨后，將混合好的改性聚合物修補材料注入裂縫中，確保材料充分填充裂縫并平整。在材料固化過程中，使用激光水平儀監測修補區域與周圍路面的平整度，確保誤差控制在±2mm以內。完成后，對修補區域進行24h的監測，以確保材料完全固化并符合路面使用標準。

2.2 裂縫填縫法

裂縫填縫法適用于較寬裂縫，可以使用高強度材料如水泥砂漿或聚合物修補材料填充裂縫[2]。在該項目一總長約為100m的路段，存在一系列寬度在0.6～2mm的裂縫，主要出現在路面的接縫處。對于這些較寬的裂縫，使用不低于1MPa的水壓力進行清理，以確保裂縫內部干凈無碎片。隨后，準備了高強度的水泥砂漿作為填縫材料，其抗壓強度達到30MPa。隨后，使用刮板和注射槍將材料均勻填充到裂縫中，并著重消除氣泡保持表面平整。整個填縫操作過程大約持續了6h，使用了約100kg的水泥砂漿。

3 表面處理技術及其應用

表面處理技術是針對水泥混凝土路面進行的維修技術，旨在改善路面的耐用性、提升抗滑性和美觀性。常用的表面處理技術有砂漿噴涂技術及薄層覆蓋技術，這兩種技術的應用要素如表2所示。對于表面損傷很小的情況，也可以采用碾壓技術進行處理。

表2 表面處理技術要素表

3.1 砂漿噴涂技術

砂漿噴涂方法旨在將具有粘合性和強度的砂漿噴涂在路面上，用于修復表面磨損和小裂縫[3]。在該項目主干道的一個頻繁使用的停車區域存在顯著的表面磨損和多條小裂縫，裂縫平均寬度為0.3mm。為修復這些損傷，首先使用了不低于1.5MPa的高壓水槍徹底清理路面，清除所有松散碎片、灰塵和油污，同時準備了特制高性能砂漿，其抗壓強度達到35MPa，能夠確保良好的黏稠度以便于噴涂。隨后，使用專用噴涂設備均勻地噴涂砂漿，控制厚度在3mm左右。整個噴涂過程持續了約6h，消耗砂漿約為450L。噴涂完成后，進行了24h的固化和干燥。固化后，對修補區域進行了平整度和抗壓強度的測試，以確保修補區域與周圍路面的一致性和耐用性。

3.2 薄層覆蓋技術

薄層覆蓋則適用于更廣泛的表面損傷，旨在通過鋪設一層新的薄層材料來恢復路面。在該項目的部分路段，發現了大面積的表面損傷，具體損傷表現為路面呈破裂、剝落現象。針對這種廣泛的表面損傷，采用了薄層覆蓋技術，選擇了環氧樹脂混合物作為覆蓋材料，其具有高強度和良好的耐候性。隨后，將材料均勻鋪展在路面上，使用鏝刀工具進行平整，確保覆蓋層厚度在7mm左右。整個鋪設過程持續了約8h，使用環氧樹脂混合物約為1000L。鋪設完成后，進行了48h的固化和干燥過程。固化后，要對覆蓋層的平整度和附著力進行測試，判斷覆蓋層與原有路面結合是否緊密，是否存在無起泡或脫落現象。

3.3 碾壓技術

在該項目一段輕微磨損的路面，主要體現為表面起砂和輕微劃痕，影響了路面的美觀和駕駛舒適性。該路段總長度約為1km，平均寬度為4m。針對輕微磨損，采用碾壓技術處理。首先使用高效能機械化清掃設備徹底清理路面，去除所有可視塵土和雜物，然后使用重型碾壓機進行碾壓。碾壓機的壓力設置在250kN，速度控制在3Km∕h，以實現均勻和有效的碾壓。碾壓過程中，利用自動平整度檢測儀實時監測路面的平整性。處理完成后，進行了路面平整度的綜合評估，確保碾壓后的路面高低差不超過2mm，且整體質量達到國家公路標準。碾壓后的路面恢復了其功能性和美觀性，提高了駕駛舒適度和路面使用壽命。

4 結構加固技術及其應用

結構加固技術可增強路面的承載能力，并延長其使用壽命，常見的結構加固技術包括植筋加固和板塊更換。

4.1 植筋加固技術

植筋加固旨在通過在路面中插入鋼筋或其他加固材料，以提升路面的整體強度和穩定性[4]。在該項目中發現了一段約500m長的路段中度損壞，路面出現了裂縫和坑洼，影響了車輛通行。經過非破壞性檢測，發現該路段的混凝土抗壓強度為20MPa，彈性模量僅為28GPa，低于正常標準。針對此情況，決定采用鋼筋混凝土板進行深層加固。首先，在路面上鋪設了10mm直徑的鋼筋網，網格間距設置為15cm。隨后澆筑了厚度為200mm的鋼筋混凝土板，混凝土的配比為水泥∶砂∶碎石=1∶2∶4，以確保混凝土板達到30MPa 以上的抗壓強度和35GPa 的彈性模量。混凝土板澆筑完成后，進行了72h的養護。養護完成后，使用超聲波檢測設備和彈性模量測定儀再次評估路面強度和承載能力。結果表明，加固后的路面抗壓強度達到了32MPa，彈性模量提升至36GPa，達到設計要求。

4.2 板塊更換技術

板塊更換旨在對于嚴重損壞路面區域，移除損壞部分并更換新的混凝土板塊[5]。在該項目中，技術人員發現了約100m2的局部嚴重損壞區域。該區域的混凝土板已經破碎，嚴重影響了路面結構的完整性。經檢測，該區域的混凝土抗壓強度僅為15MPa，遠低于標準。為了恢復路面的結構強度和承載能力，采用板塊替換方法。首先，移除了損壞的混凝土板塊，然后在此區域澆筑了厚度為180mm的新混凝土板，以保持與原有路面的一致性。新混凝土板的配比同樣為水泥∶砂∶碎石=1∶2∶4。新混凝土板在澆筑后進行了48h的標準養護。養護完成后，進行了抗壓強度和彈性模量的測試，結果顯示抗壓強度達到了35MPa，彈性模量達到了38GPa，明顯提升了路面的承載能力和耐久性。

5 結束語

綜上所述，裂縫修補技術用于修復水泥混凝土路面裂縫，主要包括注射修補法和裂縫填縫法兩種常用方法，不僅能恢復路面結構的完整性，還能延長路面的使用壽命；表面處理技術可改善路面的耐用性、提升抗滑性和美觀性，常用的表面處理技術有砂漿噴涂技術及薄層覆蓋技術；結構加固技術可增強路面的承載能力，并延長其使用壽命，常見的結構加固技術包括植筋加固和板塊更換。針對某市國家主干道網絡路面維修與養護項目中水泥混凝土路面裂縫、磨損、路面整體結構強度降低或嚴重損壞等情況，通過裂縫修補、表面處理、結構加固等措施，使得路面裂縫顯著減少，表面磨損得到有效控制，結構強度顯著提升，從而大幅提高了道路的安全性、耐用性及舒適性。