水泥混凝土路面裂缝修补材料应用现状

陈晓娟

摘要：水泥混凝土路面因其自身优点在全国范围内广泛应用，但裂缝在使用一段时间后普遍存在，而且发展越来越快，必须对其进行及时修补，本文对现用的水泥混凝土裂缝修补材料进行了归纳，为实际工程中裂缝修补材料的选择提供了具体的科学依据。

Abstract： The cement concrete pavement because of its advantages has been widely applied nationwide， but the cracks still exist after a period of use， and develop more and more fast， so they must be repaired in time. This paper summarizes the concrete crack repair material， and provides the scientific basis for the concrete crack repair material selection in practical engineering.

关键词：水泥混凝土路面；裂缝修补；环氧树脂；乳化沥青

Key words： cement concrete pavement；crack repair；epoxy resin；emulsified asphalt

中图分类号：U416.216 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）16-0107-02

1 概述

众所周知，对于水泥混凝土路面来说裂缝问题是其无法克服的缺点，水泥混凝土作为一种多组分材料，在其不同组分的界面处极易出现薄弱层，加上水泥混凝土在拌合以及施工过程中都会产生气孔、干缩裂缝等，最终导致了水泥混凝土路面在荷载和应力的作用下产生裂缝，如图1所示。如果在水泥混凝土路面使用期间能够及时地采取一些有效的预防性、经济性的养护和修复措施，就可以使整个路面保持良好的工作状态，从而延长了水泥混凝土路面的使用寿命。

所谓的预防性养护就是指在整个路面状况比较良好的情况下，通过采取一些有效的技术手段，使得路面能够一直保持着良好的使用状态。对水泥混凝土路面进行裂缝修补就是一种预防性养护措施，所以，在水泥混凝土路面使用过程中裂缝一旦出现就应该及时采取措施，及时进行修补，否则在车辆荷载和环境因素的反复作用下，裂缝就会逐渐扩展加深，最终会导致整个水泥混凝土路面板发生破坏，如图2所示。这不仅影响着车辆行驶的舒适性以及安全性，而且后期路面修补的费用也将大大增加。

水泥混凝土路面其裂缝能否成功修补，主要取决于修补材料的性能。因此，通过对现有使用的水泥混凝土裂缝修补材料进行系统的分析比较，为今后水泥混凝土路面裂缝修补材料的选取提供具体的科学依据。

2 水泥混凝土路面裂缝修补材料类型

水泥混凝土路面修补材料可以分为三大类型：无机类修补材料、有机类修补材料及无机和有机组成的复合类修补材料。

2.1 无机类修补材料

水泥混凝土路面裂缝无机类修补材料主要有普通硅酸盐水泥材料、聚合物改性水泥、矿渣改性水泥，其优点是材料成本低，修复后性能接近，但也存在着很多缺点，比如，收缩大，易导致新老材料分开；养生期长，影响交通正常运行，如图3所示。

2.2 有机类修补材料

水泥混凝土路面裂缝有机类修补材料有环氧树脂类、聚氨脂类、烯类、沥青类裂缝修补材料等。

环氧树脂类裂缝修补材料存在的主要问题是其延伸率低，脆性比较大，当其与旧混凝土胶接时，胶结面因承受外部应力的作用很快会造成缺陷区裂缝扩展，逐渐产生蔓延，从而会导致胶结层的重新开裂，使得胶接处不耐疲劳。所以，必须要对环氧树脂进行改性，环氧树脂在改性后既能充分利用环氧树脂自身强度较高、粘附力较强的优点，又能通过改性降低其自身脆性，使得其延伸率也有所提高。其中最常用的改性环氧树脂为聚硫改性环氧灌浆材料。

聚氨脂类裂缝修补材料具有柔性的分子链，所以它的耐振动性以及耐疲勞性能都比较好。聚氨脂类裂缝修补材料还有一个重要的特点那就是它的抗低温性能比较好，跟所有其他任何有机类修补材料相比，其耐寒性能都表现得很优异。所以，用聚氨脂类修补材料配合而成的裂缝修补材料耐气候性比较好，在各个季节和各个不同地区都可使用。最常用的聚胺脂类裂缝修补材料为多异氰酸酯胶粘剂。

烯类裂缝修补材料主要是采用烯类聚合物配合而成，最常用的烯类裂缝修补材料有氰基丙烯酸酯胶粘剂、（甲基）丙烯酸酯树酯胶粘剂。

沥青类修补材料包括低粘性沥青、乳化沥青、沥青玛蹄脂等，具有施工简便，柔性强，成本低等特点。

所有这些有机类裂缝修补材料都具有补强、粘合和封闭裂缝的作用，但用于水泥混凝土路面裂缝修补时，仍然存在着很多不足之处：

①有机类裂缝修补材料与旧水泥混凝土路面的相容性差；②有机类裂缝修补材料对裂缝界面条件要求比较严格；③有机类裂缝修补材料耐久性较差；④有机类裂缝修补材料造价相对较高；⑤有机类裂缝修补材料对环境保护不利；⑥有机类裂缝修补材料与整体路面颜色反差较大，影响整个路容美观，如图4所示。

2.3 有机和无机复合材料

水泥混凝土裂缝修补材料中复合材料使用最多的是环氧树脂砂浆。通过国内外使用现状来看，采用有机和无机组成的复合类修补材料效果优于单一的无机类修补材料或者有机类修补材料。

环氧树脂砂浆是以环氧树脂为主要组成部分，掺入适量的固化剂、增塑剂、稀释剂以及填料作为胶黏剂而组成的一种复合类材料。这种砂浆具有良好的振动和易性、强度比较高、抗冲磨性能较好、粘结力比较强，而且耐水和化学等溶剂的侵蚀。与传统的裂缝修补材料（水泥砂浆）相比，环氧树脂砂浆在粘结性能、强度、耐久性能等方面都要比传统的修补材料更优越。正是由于环氧树脂砂浆的这些优良特性，其被广泛应用于修补裂缝，尤其是用于修补水泥混凝土裂缝，使用效果很好。

环氧树脂砂浆是一种高快凝固，高粘度的混有砂浆灌浆料。具有以下几方面的优点：①粘附力强；②固化方便；③力学性能优良；④收缩性低；⑤优良的化学稳定性；⑥卓越的抗蠕变性。

虽然环氧树脂砂浆具有良好的粘结性能、耐久性能和较高的强度，但是环氧树脂砂浆也存在一些缺点，比如其造价高，容易有老化、开裂、脱空等现象，而且制作工艺比较复杂，加上部分原料有毒，有刺激性气味，容易对环境造成污染，施工要求控制严格等。特别是环氧树脂砂浆造价较高使得环氧树脂砂浆未能在水泥混凝土路面裂缝修补中大范围使用。

3 水泥混凝土路面裂缝修补材料选取建议

为了保证水泥混凝土路面的维修质量，好的修补材料不仅可以使水泥混凝土路面恢复其原有的路用性能，还能基本还原其路面的平整度，而且看不出明显的修补痕迹，减少交通封闭的时间以及较高的性价比。因此，选择水泥混凝土路面裂缝修补材料时要因地制宜，量体裁衣，选择适合本地区经济发展的修补材料。

参考文献：

[1]石艳.水泥混凝土路面裂缝修补料制备与性能研究[D].长安大学，2014.

[2]杨清宇.水泥混凝土路面裂缝修补材料研究[D].长沙理工大学，2013.

[3]黄景海，刘文奎.水泥混凝土路面裂缝修补材料应用[J].交通科技与经济，2008（02）.