高速公路瀝青混凝土路面裂縫修補技術

摘要：常規的瀝青混凝土路面裂縫修補技術多數采用灌縫修補的技術原理，修補流程難度與復雜度較高，無法修補路面深處的網狀裂縫，且裂縫修補后滲水性能與粘結性能得不到顯著提升。基于此，對傳統路面裂縫修補技術作出改進設計，并提出了一種全新的修補技術。首先，根據公路瀝青混凝土路面裂縫的實際情況與特征，選取并制備性能較高的裂縫修補材料。其次，引入路面裂縫鉆孔壓力注漿修補技術，填充修補路面表面與深處裂縫。在此基礎上，對修補后的路面裂縫進行養護處理。實例分析結果可知，新的修補技術能夠顯著提升路面裂縫的滲水性能，路面裂縫滲水系數值最高不超過60mL/min，粘合效果優勢顯著。

關鍵詞：高速公路；修補；技術；瀝青；裂縫；混凝土

0" "引言

受到氣候條件、車流荷載、環境因素等影響，高速公路瀝青混凝土路面可能出現不同程度的開裂，一方面提高了路面病害發生的概率，另一方面，無法充分保證路面行車的性能與安全[1]。

基于廣義角度分析，瀝青混凝土路面裂縫包括兩種不同的類型，分別為荷載裂縫與非荷載裂縫，二者之間存在較大的差異[2]。荷載裂縫通常情況下，指的是受到行車荷載壓力的影響，導致路面外部結構出現不同程度破壞而產生的裂縫。非荷載裂縫多數是受到瀝青面層溫度的動態變化，導致路面內部結構產生裂縫[3]。為了改善這一問題，科學合理地瀝青混凝土路面裂縫縫補技術至關重要。

現階段，傳統的路面裂縫修補技術多數采用灌縫修補的方式，通過使用灌縫機設備與灌縫膠材料，對已經出現的路面裂縫進行修補[4]。此種修補技術能夠有效地完成裂縫修復的任務，然而在高速公路路面修補工程中，此種技術仍然不夠完善，整體修補時間較長，修補流程復雜，修補后的瀝青混凝土路面使用性能與使用壽命會出現不同程度的下降，裂縫修補成效與優勢較差[5]。

基于此，為了改善傳統修補技術存在的問題與不足，本文在傳統修補技術的基礎上，作出優化設計，并提出了一種全新的路面裂縫修補技術，為提高高速公路路面結構穩定性與行車安全性作出貢獻。

1" "瀝青混凝土路面裂縫修補技術設計

1.1" " 制備裂縫修補材料

首先，對高速公路瀝青混凝土路面裂縫的實際情況作出全方位的分析，獲取路面裂縫的特征。在此基礎上，根據修補工程的需求與路面裂縫現狀，制備匹配度較高的裂縫修補材料。

路面裂縫修補材料主要包括三個組成部分，分別為瀝青、水泥與煤矸石。綜合考慮瀝青的性能，本文認為，應當選取90#瀝青，其性能與各項指標均較高，其中閃點在245℃以上、軟化點在44℃以上的瀝青，更加適用于高速公路瀝青混凝土路面裂縫的修補。煤矸石與普通煤存在一定的差異，屬于煤層中含碳量較低的巖石，主要化學成分為二氧化硅、氧化鎂、氧化鈣、碳以及一些其他微量稀有元素等[6]。煤矸石具有獨特的物理特征與化學特征，作為復墾土地、回填裂縫的建設材料，能夠充分提高路面裂縫的穩定度與抗拉強度。

本文選取的煤矸石的物理指標如下：吸水率為0.5%，壓碎值為20.5%，燒失率不小于14.8%，自由膨脹率不小于14.3%。水泥材料選取硅酸鹽水泥，細度為24.6%，抗壓強度不小于28MPa，初凝時間與終凝時間分別為0.75h及10h。

在裂縫修補原材料選取完畢后，壓碎煤矸石至粉末狀，將其與瀝青、水泥混合，共同制備成高性能的路面裂縫修補材料，為后續的路面裂縫修補提供基礎保障。

1.2" " 路面裂縫鉆孔壓力注漿修補

本文采用鉆孔壓力注漿修補的技術原理，對高速公路瀝青混凝土路面裂縫進行全方位、多維度地修補。路面裂縫鉆孔壓力注漿修補示意圖，如圖1所示。

先根據路面裂縫的實際結構特征，選取裂縫開槽控制點，依據控制點位置，進行鉆孔施工。在鉆孔位置，設定注漿針嘴的布設點，布設注漿針嘴。布設過程中，需要利用T型扳手，套牢并固定針嘴。而后利用橡皮錘，將針嘴打入到路面裂縫鉆孔中。

根據瀝青混凝土路面結構與厚度的具體情況，控制注漿針嘴布設的深度。當注漿針嘴底部橡膠部分完全進入路面鉆孔后，擰緊上方的針筒，完成針嘴布設的任務[7]。在此基礎上，基于壓力注漿的技術原理，將上述制備好的修補材料，通過針嘴，不斷灌注到路面與路基之間的裂縫，再利用探測器，實時監測修補材料的流動變化。

在修補材料注漿過程中，施工人員應當實時監測并記錄注漿壓力的動態變化，進而根據壓力變化控制注漿速度。結合以往壓力注漿的相關經驗，本文采取注漿壓力遞增的控制方式，使修補材料不斷從路面底部向頂部逐級壓實，有效地排除裂縫中的空氣。不斷調節注漿壓力的動態變化，將修補材料送至路面底部裂縫修補深度，基于修補材料的粘結性，實現提高路面強度的目標[8]。

需要特別注意，在路面裂縫鉆孔壓力注漿前，應當對裂縫的縫槽表面進行多方位的封縫處理，保證漿液能夠進入路面下部的網狀裂縫中，有效填充并修補路面表面裂縫與深處網狀裂縫，全方位提高高速公路瀝青混凝土路面結構的承載能力，從根源上降低裂縫產生的速率。

1.3" " 路面裂縫養護處理

本文采用U型刮平器，將注漿后溢出的修補材料刮到裂縫中，保證裂縫表面的平整度，使瀝青混凝土路面裂縫形成貼封式的填封形式。刮平后，在路面裂縫表面覆蓋一層細砂或石屑，以提高瀝青混凝土路面的抗滑能力。在此基礎上，為了保持高速公路路面的清潔，使用鐵刷，對路面施工處進行清理。

以上修補流程全部結束后，采用探地雷達，對瀝青混凝土路面裂縫修補位置進行無損檢測，判定路面裂縫修補質量是否達標。若不達標，則進行返工，直至路面裂縫修補質量符合相應標準為止，即完成高速公路路面裂縫修補的任務。

2" "實例分析

基于上述內容，本文針對當前高速公路瀝青混凝土路面存在的裂縫缺陷問題，提出修補技術的全部設計流程。在該項路面裂縫修補技術投入高速公路實際應用前，需要對其修補效果以及可行性進行分析，避免該項技術實際修補效果較差，投入使用后產生大量人力與物力資源損耗的問題。

2.1" " 工程概況

選取某地區S高速公路路面修補工程作為本次研究的目標。S高速公路全長78.052km，于2008年10月竣工投入使用。S高速公路所在區域氣候條件一般，由于四面環山，冬季寒冷持續時間相對較長，氣溫下降速度較快，公路大部分路段所在地區年平均氣溫在0～5℃之間，且存在降水量分布不均勻的問題。

自從該條高速公路開通以來，路面整體使用性能良好。但是車輛數量大幅度上漲，路面行車壓力較大，在行車輪胎的荷載作用下，高速公路瀝青混凝土中骨料出現分離，瀝青上浮，路面出現結構松散，且路面孔隙水滯留在基層層間，嚴重影響了路面各個層次結構受力的情況，引發了路面裂縫。加上高速公路所在區域復雜的氣候條件，導致公路路面出現了一定損壞，路面基層與路基發生不均勻沉降。經過研究發現，高速公路路面損壞以裂縫為主，裂縫形式與特征如表1所示。

從表1可以看出，該高速公路路面開裂問題嚴重的地段，已經出現了不同程度的路面沉陷、網裂變形以及龜裂等路面病害。該高速公路路面修補工程量龐大，且裂縫結構與裂縫程度存在較大的差異，傳統的路面裂縫修補技術在工程中修補成效與優勢較差，基于此，將上述本文設計的修補技術應用到該工程中。

2.2" " 結果分析

在S高速公路路面裂縫模擬修補完畢后，對修補后的路面結構進行滲水試驗。隨機在S高速公路路面結構上布設6組試驗點，保證試驗點布設具有一定的代表性，分別在試驗點的左下角與右上角布置滲水儀，控制滲水量，利用滲水儀實時測定瀝青混凝土路面裂縫的滲水情況。選取S高速公路瀝青混凝土路面的滲水系數作為本次試驗的評價指標，滲水系數計算公式為：

（1）

式中：

Q——瀝青混凝土路面的滲水系數；

V1、V2——瀝青混凝土路面第一次、第二次記錄時間對應的滲水量；

T1、T2——瀝青混凝土路面第一次、第二次記錄的時間。

通過以上計算公式，獲取本次試驗的評價指標。在此基礎上，為了使路面裂縫修補試驗結果更加具有說服性，引入對比分析的方法。將文獻[2]提出的路面裂縫修補技術、文獻[4]提出的路面裂縫填充方法，分別設置為對照組1與對照組2。將上述本文提出的修補技術設置為實驗組，分別測定3種修補技術應用后6組試驗點的滲水系數值，并繪制如圖2所示的修補效果對比圖。

根據圖2的對比圖可以得知，在三種路面裂縫修補技術應用后，各個試驗點對應的滲水系數值存在明顯的差異。其中，本文提出的路面裂縫修補技術，其6組試驗點所在路面位置對應的滲水系數值較小，滲水系數值最高不超過60mL/min，且滲水系數值變化趨勢較穩定。由此表明，試驗點所在路面裂縫的結合效果較好，粘結性能較高。而兩個對照組的滲水系數值均較大，且變化幅度較大，變化趨勢不穩定，裂縫結合與修補效果較差。由此不難看出，本文設計的裂縫修補技術具有較高的可行性，修補后路面裂縫的滲水性與粘結性得到了顯著提升，修補效果優勢明顯。

3" "結語

常規的瀝青混凝土路面裂縫修補技術多數采用灌縫修補的技術原理，修補流程難度與復雜度較高，無法修補路面深處的網狀裂縫，且裂縫修補后滲水性能與粘結性能得不到顯著提升。

為了改善當前傳統的路面裂縫修補技術在實際工程應用中存在的問題與不足，本文在傳統修補技術的基礎上，作出優化設計，并以S高速公路路面裂縫修補工程為例，提出了一種全新的瀝青混凝土裂縫修補技術。通過應用本文的技術，有效地降低了高速公路路面病害發生的概率，提高了瀝青混凝土路面結構的穩定性與服役能力，裂縫修補效果優勢顯著，對保證瀝青混凝土路面行車性能與行車安全具有重要研究意義。

參考文獻

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