龟网裂修复贴材料在国省道路面维修养护中的应用

毛宏平

（甘肃省定西公路事业发展中心临洮公路段,甘肃 临洮 730599）

0 引言

路面龟裂病害是指在车辆荷载的反复作用下，使路面层或稳定基层产生较大弯矩，并在其内部发生应变和拉应力而产生的一系列相互交叉贯通的裂缝，当产生的应变和拉应力超过材料本身所具有的弹性应变极限和抗拉强度极限时，便产生了裂缝。其裂缝将路面分成了不均匀的裂块，通常块度大小约为20~50 cm[1]。龟网裂是沥青道路常见的一种病害之一，具有发病率高、危害性大以及修复难度较高等特点。龟网裂病害主要是受长期重复荷载作用影响，常见于国省道路。由于国省道路车流量较大，道路面沥青材料会发生较为严重的挤压和变形，从而使道路基层承载力不断下降，导致路面产生形似龟纹的不规则裂缝，该病害即称之为龟网裂[2]。道路路面发生龟裂病害后，如果不对龟网裂道路面进行及时维修养护，不仅会影响车辆的正常行驶，还会大幅降低道路的使用寿命。由于裂纹内会由于降雨或降雪融化后积存水分，冬季会因冻融循环、去冰盐腐蚀、温度应力以及湿循环影响而损坏，致使道路表面发生开裂、脱皮和露石，导致路面出现坑洼不平，再形成更容易积存水分的路面窝心，如此反复，将会彻底破坏路面结构[3]。因此，对路面采取及时有效的维修养护势在必行。龟网裂修复贴材料是一种新型的道路维修养护材料，它主要是由级配玄武岩碎石和高分子改性沥青组合而成。龟网裂修复贴材料成本比较低，操作比较简单以及对路面裂缝的维修养护效果也比较好，因此被广泛地运用在道路路面的养护施工中。为此，该文对龟网裂修复贴材料在国省道路路面维修养护中的具体应用展开研究分析。

1 工程概况

此次研究以贵州省某国省道的路面维修养护工程为背景，该国省道长度为35.41 km，宽度为19.46 m，道路位于城区周边，车流量比较高，距今为止已经通行达25年之久。由于一直未对其进行有效养护维修，道路面分别出现比较严重的老化现象，特别是裂痕、车辙和龟网裂等病害问题居多。其中，龟网裂病害存在最为严重，龟网裂深度一般达到了5.16~13.64 mm，宽度范围也为1.35~6.86 mm，总面积约为5 646.25 m2，部分路段已经严重影响到道路的正常通行。根据道路路面病害的实际情况，拟主要采用龟网裂修复贴材料对路面进行维修养护，修复并延缓龟网裂病害对路面的侵蚀恶化。

2 基于龟网裂修复贴材料的国省道路面维修养护

对于路面已经出现严重龟裂或已出现松散脱落的油面层时，可以对其进行清除处理。如果路面基层没有发生大的病害变化，则可适当处理路面基层后再重新恢复油面层即可。对于其他龟裂情况，如果未出现松散脱落的现象，大面积龟裂处可采用洒油法处理，小面积龟裂处可直接采用刷油法处理，用油量一般控制在0.8% km/m2左右，处理完成后需要再撒一层砂至路面，以防止车轮将油带走。其中，洒油和刷油处理的目的都是为了封住路面裂缝，防止表面水渗入路面基层。严重龟裂时可刷油两次，直至裂缝不再渗水[4]。

2.1 路面处理及准备工作

为了保证道路面的维修养护质量，在维修养护施工之前要做好路面的清洁处理工作，将待维修养护的路面上树叶、垃圾等清理干净，特别是路面病害位置，要使用IHFA-AT84 吹风机将道路面病害内的灰尘等杂质吹干净，使龟网裂修复贴材料能够与道路路面更好地产生贴合效应。路面清理干净后，准备维修养护施工中所需要使用的机器设备与材料，其中机械设备包括ROUA-A7R7搅拌机、IYRB-A4F14 压路机、WIRY-AF78 烘干机、RIQYU-CA47 加热机；材料需要准备高分子改性沥青、玄武岩碎石以及IYFA 修复剂，其中玄武岩碎石来自附近碎石场，粒径范围为0.45~5.85 mm[5]。

考虑到高分子改性沥青性能会影响到龟网裂修复贴材料性能，在进场施工前要对沥青材料各方面指标进行指标检测。规范要求国省道路面高分子改性沥青针入度要在35~65 mm 之间，针入度指数要大于零。沥青软化度最低不能小于65.45 R&B/℃，材料闪点最低不能小于250 COC/℃，材料延度最低不能小于30 cm，沥青30 ℃弹性恢复最小不能小于78%，沥青溶解度最低不能小于95%，沥青运动黏度最高不能大于3.25 Pa，沥青48 h 软化点差最高不能大于3.12 ℃。经检测该工程使用的高分子改性沥青以上各项指标均符合规范要求。

2.2 龟网裂修复贴材料铺贴

将准备好的高分子改性沥青、玄武岩碎石料以及修复剂制备成龟网裂修复贴材料，玄武岩碎石级配设计如下：细集料粒径为0.45~1.86 mm，粗集料粒径为4.35~5.85 mm，细集料、粗集料和修复剂按照5 ∶2 ∶1 的比例将其投入到ROUA-A7R7 搅拌机中，并对其进行充分搅拌，将搅拌后的玄武岩碎石料倒入模具中，厚度一般应控制在8.5 mm，再将高分子改性沥青倒入玄武岩碎石料之上，沥青厚度应控制为4.5 mm，完成对网裂修复贴的制备[6]。为了保证修复贴内的水分不易蒸发而降低修复贴性能，还需要在改性沥青的上方覆盖一层塑料薄膜。利用制备好的龟网裂修复贴材料对病害路面进行修复。龟网裂修复贴结构如图1 所示。

图1 龟网裂修复贴材料结构示意图

如图1 所示，在铺贴龟网裂修复贴材料之前，要将搅拌均匀的玄武岩碎石料倒入龟网裂缝之中，使用专用的夯实工具对裂缝内的碎石料进行夯实处理，使其能够与道路路基保持持平状态。再根据路面上龟网裂病害形状、大小对制备好的龟网裂修复贴材料进行裁剪，将裁剪后的修复贴材料卷铺到裂缝病害位置。为了使修复贴材料与道路更好地贴合在一起，在卷铺过程中要使用RIQYU-CA47 加热机对材料进行加热处理，以使其具有较高的黏性。对于裂缝病害较深的区域，可以通过铺设多层修复贴材料的方式进行修复。需要注意的是，在每铺设完一层修复贴材料后要将修复贴表面的塑料薄膜撕掉，再在其基础上进行叠铺。为了保证龟网裂修复贴材料铺贴质量，在施工过程中还要做好接缝处理工作。龟网裂修复贴材料与道路周边要预留10~15 mm 接缝，在相接缝处注入高分子改性沥青，使用IYRB-A4F14 压路机对铺贴龟网裂修复贴材料后的路面进行反复碾压，使养护路面与周围路面持平。对于没有达到路面高度的区域，要使用龟网裂修复贴材料继续进行找平修复，直至修复路面高度与周围路面高度相同为止。随后使用WIRYAF78 烘干机对铺贴的龟网裂修复贴材料进行烘干处理。工程完成3 d 后，还要对维修区域进行洒水养护处理，使路面能够保持光滑平整，路面龟网裂修复贴性能指标如表1 所示。

表1 路面龟网裂修复贴性能指标表

3 路面维修养护效果检测

为了检验以上国省道路面维修养护方案的可靠性，选择低温抗裂性能与高温抗变形性能作为路面维修养护效果评价指标，再对其开展具体实验。由于道路在低温或者高温环境下容易发生变形，从而生成车辙、网裂等病害。根据《国省道路工程维修养护材料试验规程》（JLFE20—2014）的规范要求，对国省道路面进行低温弯曲试验，试验环境温度要求小于5 ℃。选择5 条长度为500 m 的道路路面作为试验对象，运用IHFA-A5T8 碾压机在维修养护路面上在同一方向上来回碾压不少于5 次，再更改行驶方向来回碾压15 次，碾压机行驶速度要求保持在20 km/h，采取匀速碾压的方式进行。待碾压完成后，再使用IYRRA58R 测量仪、标度尺等测量设备对道路路面的扰度、最大荷载、抗弯拉强度以及最大弯拉应变进行测量检测，根据测量数据计算道路的破坏能，从而反映道路路面的实际低温抗裂性能，其计算公式如下：

式中，r——道路破坏能；ε——道路应力峰时的应变；ρ——道路抗弯曲强度。利用上述公式计算出试验道路的破坏能并对试验数据进行记录，具体数据如表2所示。

表2 维修养护路面低温弯曲试验结果

从表2 可以看出，应用龟网裂修复贴材料维修氧化的道路扰度比较小，相关规范要求国省道路扰度不能超过10 mm，最大荷载不能小于1 000 N，养护道路最大扰度仅为0.52 mm，最大荷载可以达到1 645.45 N，该两项指标均符合规范要求。其次，相关规范要求国省道路低温抗弯拉强度最小不能低于10 MPa，最大弯拉应变不能超过10 000 Pa，维修养护道路低温抗弯拉强度最大值为18.47 MPa，最大弯拉应变仅为6 512.45 Pa，该两项指标也符合规范要求；此外，维修养护道路破坏能也比较高，平均值为10.59 kJ/m³，说明应用龟网裂修复贴材料维修养护道路具有较强的低温抗裂性能。

为了进一步验证道路维修养护质量，再对维修养护道路开展高温变形试验。试验环境温度要求高于30 ℃，利用碾压机对维修养护道路路面进行反复碾压，行驶速度应为40 km/h，碾压时间为48 h。在试验过程中要详细记录道路车辙变形情况，使用IOUH 软件计算道路的动稳定性，将其作为道路高温抗变形性能评价指标，如果动稳定性越高，就表明道路高温抗变形性能越好。相关规范要求道路动稳定性要大于2 400 次/mm，将其作为标准，根据试验数据绘制道路高温变形试验结果如图2 所示。

图2 高温变形试验结果图

从图2 可以看出，应用龟网裂修复贴材料维修养护的道路动稳定度较高，最大值可以达到4 869 次/mm，最小值仅为4 356 次/mm，其平均动稳定度为4 568 次/mm，都符合规范标准的要求，证明应用龟网裂修复贴材料对道路路面进行维修养护，切实提升了路面的低温抗裂性能与高温抗变形性能，具有良好的养护效果。

4 结语

综上所述，该文以贵州省内某国省道路面的维修养护为例，对龟网裂修复贴材料在路面维修养护中的应用进行了研究分析，验证了该材料在路面维修养护工程中应用的可行性，对丰富同类道路路面的维修养护施工提供了借鉴和参考，也对道路路面的维修养护质量和技术水平起到一定的促进作用。