高速公路瀝青混凝土路面縱橫向裂縫修補技術研究

摘要 為優化高速公路瀝青混凝土路面縱橫向裂縫修補效果，提高路面的抗壓強度和安全性，文章對高速公路瀝青混凝土路面縱橫向裂縫的修補技術進行了研究，首先對瀝青混凝土路面損壞狀況進行了檢測，明確了損壞的具體位置和程度；其次，選擇復合改性超細水泥注漿材料作為修補材料，對材料進行了制備，設計了裂縫修補施工流程，修補路面縱橫向裂縫；最后，通過初期養護與中期養護，確保修補后路面的平整、安全、耐用。結果表明，該技術應用后，縱橫向裂縫寬度和深度修補效果更為徹底，路面的抗壓強度也得到有效提升，達到了22 MPa以上。

關鍵詞 高速公路；縱橫向裂縫；瀝青混凝土；路面；修補

中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）17-0143-03

0 引言

瀝青混凝土路面作為高速公路的優選鋪設方案，因其優越的行車舒適度和持久的耐用性，得到了廣泛應用。然而，長時間使用后，瀝青混凝土路面會面臨不同程度的損害問題[1]，其中縱橫向裂縫較為常見。這些裂縫不僅導致路面不平整，威脅行車安全，還可能進一步侵蝕路面結構，甚至可能引發嚴重的交通事故。縱橫向裂縫的形成原因復雜多樣，包括材料老化、溫度變化、交通荷載、地基沉降等。這些因素降低瀝青混凝土路面的強度和穩定性，破壞路面的完整性，使其更容易受到水、氧氣等有害物質的侵蝕，從而加速路面的老化過程。因此，科學合理地應用路面縱橫向裂縫的修補技術至關重要。

然而，傳統的路面縱橫向裂縫修補技術在實際應用中仍然存在一定缺陷。張華清等[2]提出的技術雖采用復合增韌機理，通過填充修補材料與周圍的材料形成強結合力，恢復材料的完整性和強度，但修補效率受限，難以準確判斷裂縫成因和發展趨勢，不能適應大規模高速公路的養護需求。彭子凌等[3]提出的修補技術使用膠黏劑黏合分離部分，并在裂縫周圍涂布黏合劑，但長期效果可能不穩定，修補后的路面易出現再次開裂。因此，深入研究高速公路瀝青混凝土路面縱橫向裂縫的修補技術至關重要，其具有深遠的現實意義和顯著的工程價值。基于此，該文提出了全新的裂縫修補技術，將為高速公路瀝青混凝土路面的養護和維修提供技術支持和決策依據。

1 路面縱橫向裂縫修補技術研究

1.1 瀝青混凝土路面損壞檢測

首先，收集待檢測路面的設計資料、施工記錄、維修歷史等信息，以便有針對性地制定檢測方案。隨后，將探地雷達安裝在檢測車輛上，確保車輛以恒定的速度在道路上行駛。在此過程中，探地雷達會主動發射電磁脈沖信號，與地下的不同介質產生交互作用，進而產生反射波[4]。捕捉并記錄這些反射波出現的時間點，同時監測路面結構中電介質常數的異常變化。深入了解路面的內部結構，通過電介質常數及波速，計算路面結構層厚度，公式如下所示：

v= c √ε （1）

d=v× t 2 （2）

式中，v——電磁波在介質中傳播的速度（km/h）；c——電磁波在真空中的傳播速度（km/h）；ε——介質的介電常數；d——電磁波在路面結構中的傳播距離，即路面結構層的厚度（km）；t——電磁波從發射到接收的時間（h）。獲取瀝青混凝土路面結構層厚度后，利用探地雷達，采集路面圖像，顯示路面結構的不同層次和反射界面。當路面存在損壞時，如裂縫、脫空或松散等，將在圖像上形成異常的反射模式，進而確定損壞的位置和范圍[5]。

在此基礎上，利用反映高速公路瀝青混凝土路面的損壞程度。由破損率計算得出，公式如下所示：

DR=100· ∑ 21 i=1wiSi S （3）

PCI=100?δ0DRδ1 （4）

式中，Si——第i類破損的路面調查面積（m2）；S——實際破損面積（m2）；wi——第i類破損的權重；δ0、δ1——標定系數，分別取值15.0與0.41。根據PCI與DR值，基于表1所示的路面損壞狀況評價標準，對瀝青混凝土路面的損壞狀況作出評價。

根據表1數據，可以評價高速公路瀝青混凝土路面的損壞程度，為后續有針對性地實施路面裂縫修補提供有力支持。

1.2 縱橫向裂縫注漿材料制備

瀝青混凝土路面損壞檢測完畢后，獲取路面損壞的位置與損壞程度。接下來，選擇并制備高性能的路面裂縫修補材料，為后續修補施工奠定基礎。該文采用復合改性超細水泥注漿材料作為修補材料。鑒于納米材料因其微小的粒徑和巨大的比表面積，容易形成團聚，在摻入后難以分散均勻，不僅削弱摻入效果，還會對結石體產生局部應力的集中現象[6]。因此，對注漿材料進行充分的分散處理顯得至關重要，采取人工攪拌的方式對注漿材料進行分散處理。首先，按照預定的配比，精確稱量納米材料，并與約70%的水一同放入容器中[7]；然后，利用攪拌棒進行人工攪拌，直至納米材料在水中達到分散狀態；最后，再利用剩余30%的水將附著在容器內壁的少量納米材料溶解，并繼續攪拌，直至得到色澤一致、穩定的納米顆粒懸濁液[8]。這一操作，旨在確保納米材料在注漿過程中均勻分布，充分發揮其作用。

利用電子秤，對苯丙乳液、超細水泥等關鍵基材進行稱量。待所有基材稱重并混合完畢后，倒入專用的料桶，首先通過手動方式進行攪拌，確保基材均勻混合。隨后，啟動配備攪拌爪的電鉆設備，在攪拌的同時加入納米分散液，確保分散液與注漿基材能夠充分融合并達到均勻狀態。攪拌過程中，首先以適中速度攪拌120 s，然后暫停15 s，讓材料有短暫的穩定時間，接著再以較快的速度攪拌120 s，確保獲得混合均勻的注漿材料。

1.3 縱橫向裂縫修補施工流程

路面縱橫向裂縫修補材料制備完畢后，設計裂縫修補施工流程，如圖1所示：

如圖1所示，裂縫修補流程包括裂縫復查，對裂縫進行全面檢查和記錄詳細信息；制定裂縫修補技術方案，根據具體情況確定所需材料和工藝方法；清理修整原結構、構件，確保表面清潔無雜質；進行界面處理及原修補件含水率控制，確保修補材與原有結構良好結合并控制含水率；按照技術方案進行裂縫修補施工，采用適當材料和工藝；最后進行修補質量驗收，確保修補效果達到預期標準，以保證結構的穩定性和安全性。

1.4 瀝青混凝土路面養護

路面縱橫向裂縫修補施工完成后，進行養護處理措施，旨在保障修補后的路面具備高度的平整性、安全性和耐用性，進而有效延長路面的使用壽命。路面養護包括初期養護與中期養護兩階段。該文將路面初期養護周期設定為從瀝青混凝土路面施工完成后的第一天開始，持續約7 d。在施工現場周圍設置臨時路障，禁止車輛通行，保證路面在初始硬化階段不受外界力量的干擾[10]。使用灑水車，使路面保持濕潤狀態，幫助瀝青混凝土充分硬化和凝固，提高其強度和耐久性。每天定時對路面進行噴水，特別在高溫時段，減緩瀝青混凝土路面表面溫度的升高，防止過早干裂。中期養護周期設定為初始養護結束后，進入中期養護階段，通常持續約7～15 d。隔天對路面進行清掃，清除表面的積塵、雜物和落葉等，防止雜物對路面產生損害。針對路面的實際使用狀況和交通流量，采取輕型壓實的技術手段，以加強瀝青混凝土的密實性和穩定性，進而提升其整體的承載能力，確保路面結構的穩固與持久。在中期養護階段，如發現路面出現裂縫或坑洼等情況，應按照上述修補施工流程進行修補，確保路面質量。

通過以上的初始養護和中期養護步驟，確保瀝青混凝土路面在施工后得到充分養護和保護，為路面的使用和維護奠定堅實基礎。

2 應用分析

2.1 高速公路工程概況

以S高速公路工程為研究依托，全長150 km，設計速度為120 km/h。該高速公路主要承擔區域間的客貨運輸任務，交通流量大，重載車輛多。該高速公路主要采用瀝青混凝土作為鋪設材料，然而，近年來由于交通流量的持續增長及氣候條件的復雜多變，路面縱橫向裂縫的問題愈發凸顯，成為亟待解決的問題。經過對該高速公路路面的深入調查，發現裂縫主要集中分布在行車道及超車道上，裂縫寬度基本在2～5 mm的范圍內，但也有部分裂縫的寬度超過了10 mm。至于裂縫的長度，則呈現出明顯的差異，短的僅有幾十厘米，長的可達數米。這些裂縫不僅影響路面的平整度和行車舒適性，還會導致水分滲入路面結構，加速路面的損壞。

2.2 修補效果分析

按照提出的縱橫向裂縫修補技術流程，完成修補工作后，對路面裂縫進行全方位的質量檢驗。選擇具有代表性的裂縫樣本，確保樣本在修補前和修補后的條件相同，以便準確地進行比較。通過對比修補前后裂縫的寬度和深度變化，初步評估了修補技術的有效性。裂縫質量檢驗結果如表2所示：

通過表2所示的質量檢驗結果，應用上述修補技術后，修補后裂縫寬度最大不超過0.5 mm，裂縫深度幾乎難以察覺，這表明路面縱橫向裂縫的病害問題得到有效改善，修補效果徹底。

為進一步驗證該項技術的修補效果，分別應用上文提出的技術，以及文獻2、文獻3提出的修補技術，對6條縱橫向裂縫進行修補。對修補前后的樣本施加逐漸增加的壓力，測定修補后裂縫樣本的抗壓強度，并作出對比，結果如圖2所示：

圖2 抗壓強度對比結果

由圖2對比結果看出，在施加壓力逐漸增大的情況下，應用該文提出的修補技術后，樣本抗壓強度始終高于另外兩個對照組，均達到22 MPa以上，高于修補前的平均抗壓強度15 MPa，抗壓強度得到顯著提升，這一對比結果表明，該文提出的修補技術可以有效地提高瀝青混凝土路面結構的抗壓強度，從而恢復及增強其承載能力，修補效果優勢顯著。

3 結束語

隨著交通流量的持續增長和車輛荷載的不斷增加，瀝青混凝土路面的裂縫問題日益凸顯，嚴重威脅著行車安全及道路的使用壽命。因此，深入研究和探索有效的裂縫修補技術，對于保障道路暢通、提升行車安全具有重要意義。試驗結果表明，利用該文提出的修補技術，可以有效地填補不同寬度和深度的縱橫向裂縫，恢復瀝青混凝土路面的承載能力，提高修補效果的持久性和穩定性。未來，將繼續深入研究和技術創新，為解決高速公路路面裂縫問題提供更加科學、有效的解決方案，為推動我國交通運輸事業的持續健康發展作出貢獻。

參考文獻

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