基于瀝青混凝土的公路瀝青路面裂縫修補技術研究

摘要：以某高速公路瀝青路面出現的各類裂縫病害為研究對象，對基于瀝青混凝土的公路瀝青路面裂縫修補技術展開實際操作，詳細闡述了填充公路瀝青路面橫向裂縫、開槽修補瀝青路面微細裂縫、鉆孔壓漿修補深層網狀裂縫等方面瀝青路面裂縫修補技術。修補后的該高速公路瀝青路面瀝青路面經過檢驗，驗證了其能夠滿足其承載力和粘結力需求，證明本文設計的公路瀝青路面裂縫修補技術具有優異的修補效果和較高的應用價值。

關鍵詞：公路瀝青路面；瀝青混凝土；裂縫修補；開槽灌縫；鉆孔注漿

0" "引言

公路路面裂縫是一種常見的病害，包括橫向、縱向、微細、網狀等裂縫形式。在路面施工的過程中，材料收縮、溫變反應、路基沉降等因素，均會導致路面出現不規則裂縫，影響公路的運行安全。對于已經出現的路面裂縫進行修補，選擇粘結性能好的材料至關重要。

針對路面裂縫病害，研究人員設計了多種修補技術。田中亞等[1]提出基于復合增韌混凝土的公路路面裂縫修補技術，主要是利用復合增韌混凝土的抗裂性、耐久性和耐磨性，恢復路面的平整度與承載能力，從而實現路面修補。然而，該技術對混凝土的配合比要求較高，在裂縫較大或較深的區域無法進行修補，因此具有較大局限性。湯祖杰等[2]提出基于聚氨酯增韌環氧樹脂的公路路面裂縫修補技術，主要采用聚氨酯增韌環氧樹脂作為修補材料，通過環氧樹脂增強修補材料的粘結性，高效修補路面裂縫，從而提高路面的整體強度。但是，該材料的制備工藝較為復雜，材料的流動性相對較小，同樣難以修復深層裂縫。瀝青混凝土修補材料由各種原材料按比例拌合而成，具有較高的流動性、高溫穩定性、低溫抗裂性等性能，將其用于路面修補之后，在荷載、環境因素等長期作用下，能保持路面修補后的形態和性能，從而延長路面使用壽命[3]。本文將瀝青混凝土作為主要修補材料，設計并實施了公路瀝青路面裂縫修補技術。

1" "路面修補工程概況

1.1" "公路使用情況

某高速公路屬于全國公路網的橫向主骨架，全長約75km，雙向四車道，設計時速為100km/h，投入使用15年左右。該高速公路開通以來，車輛數量逐漸增多。受到車流量大和復雜天氣環境影響，其瀝青路面出現了不同程度的損壞。其中裂縫病害較為嚴重，甚至出現了沉陷路段，嚴重影響該公路的行車安全。

1.2" "日均車流量調查

歷經一個月時間，調查了該高速公路的日均車流量及其種類，如表1所示。

由表1可知，該高速公路的車輛類型以中小客車為主，集裝箱車、大客車占比較少。日通行客車量較多，貨車通行量較少。

1.3" "路面裂縫種類及原因分析

該公路瀝青路面的裂縫，包括橫向裂縫、細微裂縫、深層網狀裂縫等種類。分析認為，橫向裂縫與道路行車方向垂直，與溫差變化有關；細微裂縫與交通荷載不平衡有關；深層網狀裂縫與車輛超載，路面不均勻沉降、緊急停車等方面有關。

進一步分析認為，由于該高速公路處于北部地區，冬季寒冷持續時間較長，在極端低溫天氣下，路面的力學性能有所降低。冬季降雪之后，融化的雪水透過裂縫滲透到內部結構中，破壞裂縫內部結構，造成路面不均勻沉降，導致路面出現深層網狀裂縫。

1.4" "路面裂縫修補方法

針對該公路瀝青路面出現的橫向裂縫、微細裂縫、網狀裂縫等病害，對其采用本文研究的瀝青混凝土修補技術予以修補，以確保該高速公路的安全運行。

2" "基于瀝青混凝土的公路瀝青路面裂縫修補技術

2.1" "級配填充瀝青路面橫向裂縫

2.1.1" "瀝青混凝土級配

用于填充公路路面橫向裂縫的瀝青混凝土材料，由基質瀝青、煤矸石和水泥等材料按一定配合比拌合而成，以此確保橫向裂縫修補的粘結性和穩固性。該瀝青混凝土的級配范圍如表2所示。

2.1.2" "瀝青混凝土試驗和使用

將瀝青混凝土按照表2所示級配完成拌合并進行壓實試驗。將一定數量的瀝青混凝土在烘箱中加熱到100℃并保溫24h，將試模放在車轍成型機中碾壓24次，該瀝青混凝土材料未出現明顯變化[4]，說明此級配可以滿足裂縫修補需求。

重新按照此級配拌合形成瀝青混凝土修補材料，填充到橫向裂縫中。使用噴槍灌注填縫有效修補橫向裂縫。修補后的裂縫留有一定高程，在修補面上添加密封層，避免雨水、雪水進入裂縫修補面，達到路面平整的目的。

2.2" "開槽修補瀝青路面微細裂縫

2.2.1" "準備工作

微細裂縫采用開槽灌縫的方式進行修補。將裂縫中的雜物清理完成之后，露出更大范圍的裂縫表面，以增強修補材料與裂縫區域的粘結性[5]。沿著路面裂縫走向開挖凹槽，依靠瀝青混凝土自身流動性滲透到微細裂縫中，達到灌縫修補的目的。

2.2.2" "計算材料用量

灌縫用料量可用下列公式表示：

V=LWD" " " " " " " " " （1）

式中：V為灌縫用料量，L為裂縫長度，W為裂縫平均寬度，D為裂縫平均深度。

瀝青混凝土用料量可用下列公式表示：

Ml=Vρl" " " " " " " " " （2）

式中：Ml為瀝青混凝土用料量（cm3或m3），ρl為瀝青混凝土密度。

添加劑用料量可用下列公式表示：

Mj=Vρj" " " " " " " " " （3）

式中：Mj為添加劑用料量，ρj為添加劑密度。

根據L、W、D確定開槽尺寸，并將破碎區域切削掉，露出完整的地面結構[6]。向裂縫區域灌注修補材料，固化之后，與舊路面連接成一體，以提高修補區域的平整度和承載力。

2.3" "鉆孔壓漿修補深層網狀裂縫

2.3.1" "修補步驟

深層網狀裂縫的路基區域一般均存在脫空問題[7]，為此首先需要在深層網狀裂縫區域開好縫槽，然后在開好的縫槽中鉆孔并向孔中打入注漿針嘴，最后使用注漿針嘴通過壓力注漿方式填補脫空區域、修補深層網狀裂縫，以增強路面整體承載能力。在開好的縫槽中選取鉆孔位置時，設定破損嚴重的區域鉆孔間距較小，破損較輕的區域鉆孔間距較大，以確保注漿修補的完整性。鉆孔注漿修補深層網狀裂縫示意如圖1所示。

2.3.2" "灌注修補材料

在鉆孔完成之后，使用T型扳手套住注漿針嘴。將針嘴打入鉆孔中，擰緊針筒，并向鉆孔中灌注修補材料。在瀝青混凝土與開槽區域完全貼合、灌注材料不再下滲之后，即完成瀝青混凝土的灌注，并對縫槽進行封縫處理[8]。修補后的區域采用刮平器刮平，并將細砂覆蓋在修補完成的裂縫表面，起到養護的作用，不僅能夠防止瀝青混凝土溢出，還能夠增強修補區域的抗滑能力，實現公路路面的有效修補。

3" "檢驗修補技術施工效果

3.1" "檢驗方法

該高速公路采用本文設計的基于瀝青混凝土的公路路面裂縫修補技術，完成橫向裂縫、細微裂縫、深層網狀裂縫修補施工后，通過檢驗裂縫類別，初始裂縫寬度，修補后的裂縫寬度，修補后承載力，修補后最大拉應力、拉分離剛度等指標，判斷裂縫修補效果。

使用裂縫測寬儀檢驗修補前后裂縫寬度和裂縫修補質量。裂縫測寬儀能夠放大40倍，可精準測量裂縫寬度。使用裂縫測寬儀檢測裂縫修補效果如圖2所示。圖2中，a為裂縫寬度。該裂縫測寬儀的探頭尺寸為35mm×35mm×40mm，連接線長度為1.5m。

3.2" "檢驗結果及分析

3.2.1" "檢驗結果

按照上述檢驗方法，隨機選擇10個裂縫修補路段，從裂縫類別、初始裂縫寬度、修后裂縫寬度、修后承載力、修后最大拉應力、修后拉分離剛度等指標檢驗了裂縫修補施工效果。修后裂縫檢驗數據如表3所示。

3.2.2" "檢驗結果分析

由表3可知，采用本文設計的基于瀝青混凝土的公路瀝青路面裂縫修補技術，進行該高速公路瀝青路面裂縫修補施工之后，路面承載力加大，可保持在穩定運行狀態。在裂縫修補之后，受到材料性能、施工工藝、環境因素等影響，雖然無法達到裂縫寬度為0的理想狀態，但是修補后橫向、網狀、微細裂縫的寬度均小于0.5mm，將裂縫控制在最小狀態，可確保路面的安全運行。裂縫修補后的路面承載力在18MPa左右，能夠滿足承載力需求。修補后裂縫處的拉應力、拉分離剛度均能滿足設計要求的黏結性能。

綜合來看，該高速公路瀝青路面的修補結果，符合《公路養護技術標準》（JTG 5110—2023）的有關規定。本文設計的基于瀝青混凝土的公路瀝青路面裂縫修補技術，在承載性能、粘結性能、修補效果等方面，具有較高的應用價值。

4" "結束語

近些年來，公路成為交通網絡的重要部分，其質量直接影響到車輛運輸的安全性。公路路面受到交通荷載、施工質量、環境溫差等因素的影響，存在各種各樣的病害。裂縫作為瀝青混凝土路面的嚴重病害，存在持續擴大的問題，嚴重時會導致路面坍塌，影響公路的通車安全性。

本文設計了一種公路瀝青路面裂縫采用瀝青混凝土修補的施工技術，在瀝青混凝土中添加外加劑，對橫向、微細、深層網狀裂縫進行修補，改善了修補材料的力學性能與耐久性，為公路的安全運行提供了有效保障。

參考文獻

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