路面裂缝修补材料及技术应用研究

张 闽

（连江县交通建设发展有限公司， 福建 连江 350500）

0 引言

在路面病害中裂缝是最为常见也是最为严重的一种。裂缝的出现不但影响了路面结构的使用性能和耐久性，严重时还可能破坏行车安全。因此，公路路面裂缝修补材料及技术应用研究具有重大的工程应用需求，对提高路面维修速率、延缓路面使用性能恶化速率及延长路面使用寿命具有重要意义。

1 裂缝形成机理

1.1 水泥路面裂缝

1）水泥基材料缺陷

水泥混凝土凝结过程中，内部会产生泌水，粗大骨料周边会聚集较多的水分形成水膜，成为水泥混凝土路面开裂多发区。

2）路面基层对混凝土面层开裂的影响

水泥混凝土凝浇注路面时，水泥砂浆容易下渗进入基层，使面层与基层之间形成过渡层，将面板与基层连成一体，限制了混凝土路面板的收缩，在板底产生层间水平剪应力与拉应力，出现早期微裂缝。

3）汽车动荷载及超载的影响

因荷载的增大，已有的裂缝逐渐汇集并扩展，最后导致众多的微裂缝贯通形为宏观裂缝，使路面板开裂并破坏。

1.2 沥青路面裂缝

1）荷载作用下裂缝形成机理

车辆重载和各种因素作用下，路面局部应力集中，加之缝隙扩展和应力反复作用下，产生裂缝。

2）温度作用下裂缝形成机理

南方是由温度应力循环变化产生的路面疲劳裂缝。北方是低温的横向开裂。3）基层反射作用下裂缝形成机理

因基层强度较高出现干缩或温缩裂缝，并向上扩展，穿透面层，反射裂缝形成后，水损坏给沥青混凝土路面产生唧浆及坑槽等更严重的病害。

2 裂缝修补技术

2.1 水泥路面裂缝修补

水泥混凝土路面裂缝的修补方法最为有效的是开槽灌缝法。该方法将灌缝材料注入到混凝土内部，对裂缝进行粘合、封闭和补强，在裂缝表面形成密封带，防止水分渗透，修补效果较好，施工机械设备简单，适用于一般公路裂缝修补。

2.2 沥青路面裂缝修补

针对沥青路面按裂缝的边缘破损程度和宽度，修补方法分为无损贴缝修补与开槽灌缝修补两种。

1）无损贴缝技术（裂缝宽度≤3mm）

无损灌缝技术，不需要通过开、扩缝，直接对裂缝进行灌注修补。该方法适合边角微细裂缝、破坏深度较浅、微细裂缝或者是主裂缝衍生的次生裂缝等初期产生的裂缝。首先将裂缝中的灰尘和杂物，通过压缩空气将缝隙清理干净，然后用灌注机进行灌缝，或者采用贴缝带进行修补。裂缝贴是无损路面裂缝修补的另一种有效的方法，它可以对表面的裂缝进行防水处理，不需开槽清理，直接粘贴在裂缝处。该产品的成分是高分子聚合物粘贴，效果较好，施工工艺简单方便快捷开放交通时间较快。

2）开槽灌缝技术（裂缝宽度≤5mm）

开槽灌缝技术适合宽度在小于5mm内的温度裂缝，荷载疲劳裂缝和深度较大的裂缝。首先对裂缝进行开槽，凹槽清理后，采用喷枪灌注修补材料，通过材料自身的渗透性和流动性到达深层的微细裂缝，达到粘合和填补路面上部结构裂缝目的，具有优异的耐久性。

3 裂缝修补材料研究

常用的沥青灌缝材料：（1）新美瑞灌缝胶；（2）科来福灌缝胶；（3）长乐沥青灌缝胶；（4）壳牌灌缝胶；（5）PVC热塑性树脂；（6）55#沥青；（7）硅酮耐候密封胶；（8）自粘贴缝胶带；（9）510熔渗剂等灌缝材料

在福州市公路局闽清分局养护路段采用新型填缝料进行工程实践，我作为设计人员同管养单位及材料商等配合进行路段实验，为后续选用合适材料及施工工艺提供理论和实践参考。

3.1 工程实例

（1）水泥混凝土道路（316国道闽清段）

316国道路面结构为由15cm厚填隙碎石+15cm厚5%水泥稳定碎石层+24cm厚的C35水泥混凝土路面。G316闽清段换算后年平均日当量小汽车数量为5305。本次对316国道K56+000—K59+000路段选择近120米的裂缝进行修补试验。

（2）沥青混凝土道路（202省道闽清段）

202省道2015年进行“白改黑”，路面结构为4cm厚的AC-13改性沥青混凝土+6cmAC-20沥青混凝土+8cmATB-25沥青稳定基层。S202闽清段换算后年平均日当量小汽车数量为15418。本次对202省道K330+000、K335+000、K337+000、K338+000、K339+000、K340+000、K341+000路段选择近 110米的裂缝进行修补试验。

3.2 长乐沥青灌缝胶技术性质

（1）特性：1)卓越的耐候性与使用寿命。2)强大的粘接力。3)极佳的拉伸压缩性能。4）施工后即可恢复交通。

（2）技术指标：1）针入度（25℃）为50。2）流动性（60℃）为< 5mm。3）软化点最低80℃。4）回弹性（25℃）为30～60%。5）拉伸量为>5mm。 6）最低加热施工温度175℃。7）最高安全加热温度200℃。

（2）施工工艺

1）对路面裂缝进行调查，确认并标记待修补的裂缝。2）根据《公路养护安全作业规程》进行交通布控，设置安全专员和交通指挥员，要求人、材、机到位，各施其职。3）使用手提式砂轮开槽机，按养护设计要求沿路面裂缝进行跟踪开槽，切割出施工凹槽。4）使用钢丝刷清洗开槽，用风机清理并风干开槽。5）用热气喷枪，对缝隙加热除潮，去除缝内潮气，使缝产生热接触效应。6）灌缝机分层灌注，施工时注意施工高度及温度的控制。最低施工温度 175℃，最高温度不超过

200 ℃。7）完成灌缝后 15min可开放交通，保障交通的畅通，可采取撒石粉措施提前开放交通。

（3）性能分析

对实际修补效果进行分析：施工前、施工后三个月、六个月等不同时间进行跟踪，该修补材料施工温度范围较大，施工容易，开放交通快，修补后裂缝周边未发现裂缝发展，可塑性好，能适应温度变形，与缝壁紧密粘结，填缝饱满，修补效果良好。

（4）经济效益分析：根据不同路面裂缝修补的成本造价，如下：

水泥混泥土路面裂缝修补500m总造价19233元，每延米造价38元；沥青混泥土路面裂缝修补500m总造价18544元，每延米造价37元；

分析得到：1）在水泥混凝土路面裂缝修补中每延米造价比沥青混泥土路面修补高，这是由于在水泥混泥土路面刚度大，开槽过程中对切割机磨损大，耗费工时及燃料大，导致每延米单价较高。2）在修补效果中无论水泥混凝土路面还是沥青混凝土路面裂缝修补效果都良好。3）无论是哪种路面，修补裂缝单价远比破板修补或挖补维修费用低，大大减少路面养护成本，充分利用原有路面，增加原路面使用寿命，减少生态自然环境的破坏，减少道路通行压力。

4 结论

4.1 主要结论

裂缝修补新材料应用研究在闽清县316国道及202省道上，对两种路面采用八种修补材料，共修补裂缝近250米， 113处。对修补效果进行跟踪分析，从实际工程应用、经济、施工工艺等进行综合评价：1）采用长乐沥青灌缝胶修补水泥混凝土路面裂缝，施工工艺简单，每延米造价为38元，填缝效果良好，建议使用。2）采用长乐沥青灌缝胶修补沥青混凝土路面裂缝，施工工艺简单，每延米造价为37元，填缝效果良好，建议使用。

4.2 结语

本文以长乐沥青灌缝胶为例，系统介绍了灌缝材料施工工艺和材料性能，采用新型灌缝材料可以大大减少公路路面养护成本，通过裂缝修补可以充分利用原有路面，增加原路面使用寿命，减少生态自然环境的破坏，减少道路通行压力，本文的研究可以为后续灌缝材料在实际工程中的应用提供一定理论和实践参考。