水泥混凝土路面维修和养护技术的应用实践

王光明

（滁州市公路管理服务中心，安徽 滁州 239000）

0 引言

水泥混凝土路面由于其出色的承载能力和相对较长的使用寿命，在公路建设中得到广泛应用。然而，随着交通量的增加和车辆载重的增加，路面的维护日益成为重要的问题。长期承受交通荷载和环境因素的影响，水泥混凝土路面会出现裂缝、磨损等损害，进而影响其性能和使用寿命。本文针对某市国家主干道网络路面维修与养护项目中发现的水泥混凝土路面裂缝、磨损、路面整体结构强度降低或严重损坏等情况，采用了裂缝修补技术、表面处理技术、结构加固技术进行修复处理。因此，研发和应用有效的路面维修养护技术，不仅对于保障道路安全至关重要，同时对延长路面使用寿命、减少养护成本也具有重要意义。

1 项目概况

某市国家主干道网络路面维修与养护项目于2023年初启动，预计在2024年初达成所有预期目标。该项目覆盖了某市的核心区域以及连接郊区的关键路段，总长度为12.64km。该项目建设内容集中于路面裂缝的修补、磨损处的处理以及路面结构的整体强化。具体而言，该项目中存有约315m 路段分布不同类别的裂缝，另有频繁使用的停车区域及繁忙交叉口存在不同程度的路面磨损，此外有部分区域路面存在裂缝、坑洼或混凝土板破碎情况，需要进行维修养护，以提高路面的安全性、耐用性和舒适性。

2 裂缝修补技术及其应用

裂缝修补技术用于修复水泥混凝土路面裂缝，主要包括注射修补法和裂缝填缝法两种常用方法，不仅能恢复路面结构的完整性，还能延长路面的使用寿命。两种修补技术的详细应用要素如表1所示，施工技术流程如图1所示。

图1 裂缝修补技术施工流程

表1 裂缝修补技术要素表

2.1 注射修补法

注射修补法适用于细小裂缝，可以通过注射低黏度树脂或特殊修补材料来封闭裂缝[1]。

2.1.1 注射低黏度环氧树脂材料

在该项目中，在主干道一长段约200m的路面上发现了许多细小裂缝。这些裂缝宽度普遍小于0.5mm，呈散布状分布，主要集中在路面的中央和转弯区。针对这些细小裂缝，首先使用了不低于0.5MPa的高压空气彻底清理裂缝内的杂物和灰尘。随后，准备了低黏度的环氧树脂作为注射材料，确保材料在20°C条件下的流动时间达到30min以上。同时，使用专用注射设备，按制造商的指导进行注射，确保树脂充分填满裂缝并均匀分布。整个注射过程大约持续了4h，使用了约50L的环氧树脂。注射完成后，对裂缝修补区域进行了24h的观察，以确保树脂完全固化。固化后，进行了裂缝封闭性和修补材料黏结强度的测试，确认修补质量符合标准。

2.1.2 注射改性聚合物修补材料

在该项目主干道的连接弯道区域，通过高分辨率摄像头和数字成像技术识别出一系列疲劳裂缝，这些裂缝宽度介于0.5～1.5mm，总长度约为15m，呈网状分布。通过图像处理软件，裂缝被归类为中等严重度的疲劳裂缝，系路面承受重复的交通压力引发的。针对这类裂缝，选用具有良好弹性和黏结性的改性聚合物修补材料，该材料能够在动态载荷下保持较好的抗裂性。在进行修补前，根据裂缝宽度精确计算材料用量，确保混合比例符合1∶1体积比。修补过程中，先对裂缝进行清洁，去除裂缝内的杂物和灰尘。随后，将混合好的改性聚合物修补材料注入裂缝中，确保材料充分填充裂缝并平整。在材料固化过程中，使用激光水平仪监测修补区域与周围路面的平整度，确保误差控制在±2mm以内。完成后，对修补区域进行24h的监测，以确保材料完全固化并符合路面使用标准。

2.2 裂缝填缝法

裂缝填缝法适用于较宽裂缝，可以使用高强度材料如水泥砂浆或聚合物修补材料填充裂缝[2]。在该项目一总长约为100m的路段，存在一系列宽度在0.6～2mm的裂缝，主要出现在路面的接缝处。对于这些较宽的裂缝，使用不低于1MPa的水压力进行清理，以确保裂缝内部干净无碎片。随后，准备了高强度的水泥砂浆作为填缝材料，其抗压强度达到30MPa。随后，使用刮板和注射枪将材料均匀填充到裂缝中，并着重消除气泡保持表面平整。整个填缝操作过程大约持续了6h，使用了约100kg的水泥砂浆。

3 表面处理技术及其应用

表面处理技术是针对水泥混凝土路面进行的维修技术，旨在改善路面的耐用性、提升抗滑性和美观性。常用的表面处理技术有砂浆喷涂技术及薄层覆盖技术，这两种技术的应用要素如表2所示。对于表面损伤很小的情况，也可以采用碾压技术进行处理。

表2 表面处理技术要素表

3.1 砂浆喷涂技术

砂浆喷涂方法旨在将具有粘合性和强度的砂浆喷涂在路面上，用于修复表面磨损和小裂缝[3]。在该项目主干道的一个频繁使用的停车区域存在显著的表面磨损和多条小裂缝，裂缝平均宽度为0.3mm。为修复这些损伤，首先使用了不低于1.5MPa的高压水枪彻底清理路面，清除所有松散碎片、灰尘和油污，同时准备了特制高性能砂浆，其抗压强度达到35MPa，能够确保良好的黏稠度以便于喷涂。随后，使用专用喷涂设备均匀地喷涂砂浆，控制厚度在3mm左右。整个喷涂过程持续了约6h，消耗砂浆约为450L。喷涂完成后，进行了24h的固化和干燥。固化后，对修补区域进行了平整度和抗压强度的测试，以确保修补区域与周围路面的一致性和耐用性。

3.2 薄层覆盖技术

薄层覆盖则适用于更广泛的表面损伤，旨在通过铺设一层新的薄层材料来恢复路面。在该项目的部分路段，发现了大面积的表面损伤，具体损伤表现为路面呈破裂、剥落现象。针对这种广泛的表面损伤，采用了薄层覆盖技术，选择了环氧树脂混合物作为覆盖材料，其具有高强度和良好的耐候性。随后，将材料均匀铺展在路面上，使用镘刀工具进行平整，确保覆盖层厚度在7mm左右。整个铺设过程持续了约8h，使用环氧树脂混合物约为1000L。铺设完成后，进行了48h的固化和干燥过程。固化后，要对覆盖层的平整度和附着力进行测试，判断覆盖层与原有路面结合是否紧密，是否存在无起泡或脱落现象。

3.3 碾压技术

在该项目一段轻微磨损的路面，主要体现为表面起砂和轻微划痕，影响了路面的美观和驾驶舒适性。该路段总长度约为1km，平均宽度为4m。针对轻微磨损，采用碾压技术处理。首先使用高效能机械化清扫设备彻底清理路面，去除所有可视尘土和杂物，然后使用重型碾压机进行碾压。碾压机的压力设置在250kN，速度控制在3Km∕h，以实现均匀和有效的碾压。碾压过程中，利用自动平整度检测仪实时监测路面的平整性。处理完成后，进行了路面平整度的综合评估，确保碾压后的路面高低差不超过2mm，且整体质量达到国家公路标准。碾压后的路面恢复了其功能性和美观性，提高了驾驶舒适度和路面使用寿命。

4 结构加固技术及其应用

结构加固技术可增强路面的承载能力，并延长其使用寿命，常见的结构加固技术包括植筋加固和板块更换。

4.1 植筋加固技术

植筋加固旨在通过在路面中插入钢筋或其他加固材料，以提升路面的整体强度和稳定性[4]。在该项目中发现了一段约500m长的路段中度损坏，路面出现了裂缝和坑洼，影响了车辆通行。经过非破坏性检测，发现该路段的混凝土抗压强度为20MPa，弹性模量仅为28GPa，低于正常标准。针对此情况，决定采用钢筋混凝土板进行深层加固。首先，在路面上铺设了10mm直径的钢筋网，网格间距设置为15cm。随后浇筑了厚度为200mm的钢筋混凝土板，混凝土的配比为水泥∶砂∶碎石=1∶2∶4，以确保混凝土板达到30MPa 以上的抗压强度和35GPa 的弹性模量。混凝土板浇筑完成后，进行了72h的养护。养护完成后，使用超声波检测设备和弹性模量测定仪再次评估路面强度和承载能力。结果表明，加固后的路面抗压强度达到了32MPa，弹性模量提升至36GPa，达到设计要求。

4.2 板块更换技术

板块更换旨在对于严重损坏路面区域，移除损坏部分并更换新的混凝土板块[5]。在该项目中，技术人员发现了约100m2的局部严重损坏区域。该区域的混凝土板已经破碎，严重影响了路面结构的完整性。经检测，该区域的混凝土抗压强度仅为15MPa，远低于标准。为了恢复路面的结构强度和承载能力，采用板块替换方法。首先，移除了损坏的混凝土板块，然后在此区域浇筑了厚度为180mm的新混凝土板，以保持与原有路面的一致性。新混凝土板的配比同样为水泥∶砂∶碎石=1∶2∶4。新混凝土板在浇筑后进行了48h的标准养护。养护完成后，进行了抗压强度和弹性模量的测试，结果显示抗压强度达到了35MPa，弹性模量达到了38GPa，明显提升了路面的承载能力和耐久性。

5 结束语

综上所述，裂缝修补技术用于修复水泥混凝土路面裂缝，主要包括注射修补法和裂缝填缝法两种常用方法，不仅能恢复路面结构的完整性，还能延长路面的使用寿命；表面处理技术可改善路面的耐用性、提升抗滑性和美观性，常用的表面处理技术有砂浆喷涂技术及薄层覆盖技术；结构加固技术可增强路面的承载能力，并延长其使用寿命，常见的结构加固技术包括植筋加固和板块更换。针对某市国家主干道网络路面维修与养护项目中水泥混凝土路面裂缝、磨损、路面整体结构强度降低或严重损坏等情况，通过裂缝修补、表面处理、结构加固等措施，使得路面裂缝显著减少，表面磨损得到有效控制，结构强度显著提升，从而大幅提高了道路的安全性、耐用性及舒适性。