水泥混凝土路面薄层病害快速修补技术：薄层修复材料突破

      水泥混凝土路面病害形式多样，对道路的正常使用产生严重影响。

1、麻面与起皮：麻面的形成往往是由于施工振捣不充分，混凝土中的空气未能完全排出，导致表面出现众多细小凹坑；起皮则是因为表面砂浆层与基层的粘结不牢固，这可能是由于施工时基层处理不当、养护不到位，或者水泥质量存在问题，使得砂浆层在使用过程中逐渐与基层分离、脱落。

2、表层坑洼：长期车辆碾压与雨水冲刷磨损路面表层集料，形成初始麻面。在寒冷地区，冻融循环加剧材料劣化，导致砂浆层孔隙率增加、粘结力下降，加速表面颗粒脱落。当表层砂浆因施工振捣不密实或水泥水化不完全出现局部薄弱区时，在行车荷载剪切应力作用下发生定向剥落，形成深度≤5mm 的碟形凹坑。此类病害主要集中在轮迹带区域，其发展速率与交通量、降雨量及基层排水性能密切相关。

（二）传统修补材料的局限

       传统聚合物改性材料，即在普通水泥混凝土和砂浆中添加早强剂或聚合物质，虽具备早强、高强和耐久等优点，但实际应用中存在缺点。部分产品含有害化学物质，施工过程中会对施工人员的健康造成威胁，同时也会对环境产生污染。现场制备难度大，需要专业设备和技术人员，且定型产品稀缺，通常需根据特定工程任务专门配制，缺乏通用性和灵活性。其早期强度增长缓慢，导致交通封闭时间过长，严重影响道路的正常通行效率。

        树脂砂浆或树脂混凝土作为修补材料，早期强度高、粘结性能良好，抗渗和抗腐蚀能力较强，脆性小且抗冲击性能较高。然而，其现场配置技术要求极高，各种材料的比例和混合工艺必须精准控制，否则会严重影响修补质量。生产和施工成本高昂，增加了道路维护的经济负担。与旧混凝土的兼容性较差，热膨胀系数和弹性模量的差异使得在温度变化时，修补部位与旧混凝土之间容易产生裂缝，降低了修补的耐久性和稳定性。MMA 聚合物薄层修补料作为树脂类修补材料的一种，在一定程度上克服了传统树脂砂浆或树脂混凝土的部分缺点，为路面修补提供了新选择。它以甲基丙烯酸甲酯（MMA）为主要成分，通过特定的配方设计，具备快速固化、高粘结强度等特性，有效解决了传统材料的部分难题 。

（一）结构补强设计

       当水泥混凝土路面结构承载力不足时，结构补强设计是解决问题的关键。确定薄层修补厚度极为重要，该过程需综合考量路面实际承载需求、原水泥混凝土路面状况等多方面因素。实际操作中，常结合填铺层修补设计方法，运用经验公式或力学分析手段，精准确定合适的加铺厚度。例如，依据路面交通流量、车辆类型及轴重等数据，通过力学计算模型，确定能满足承载要求的修补层厚度。

       新旧混凝土粘结面的剪切破坏应力是设计中的关键关注点，它由荷载剪切应力、混凝土收缩剪切应力以及路面板翘曲剪切应力构成。这些应力会对新旧混凝土的粘结效果产生影响，可能导致粘结失效、开裂等问题。为提升新旧混凝土界面抗剪粘结度，可选用适配的粘结剂，并优化其性能与使用工艺。像一些高性能环氧粘结剂，通过特殊配方设计，能显著增强粘结力。在设计界面处理方法时，可采用表面粗糙化处理，如机械凿毛、高压水射流处理等方式，增加粘结面积，提高粘结效果。

       材料组成设计同样不可小觑，需依据混凝土收缩应变以及新旧混凝土界面抗剪粘结度确定合理配合比。针对不同路面病害，合理调整材料组成。对于裂缝较多的路面，可添加纤维材料（如钢纤维、碳纤维），这些纤维能有效分散应力，提高材料抗裂性能；对于需提高耐磨性的路段，选择硬度高、耐磨性好的骨料（如玄武岩骨料），并优化骨料级配，增强修补材料的耐磨性能。

       此外，根据新旧混凝土抗折强度和界面抗剪粘结度，计算新旧混凝土复合结构疲劳寿命，评估其在长期使用过程中的可靠性。最后，严格验算新旧混凝土路面板界面抗剪粘结度，确保满足设计要求，并检验在荷载和温度应力循环作用下，复合结构疲劳寿命能否达到预期标准。

（二）恢复路面功能设计

       恢复路面功能设计的核心是使路面结构承载力重新满足使用要求。其设计内容与结构补强设计有相似之处，但在确定薄层修补厚度上存在显著差异。确定旧混凝土路面板结构承载力薄层修补厚度时，要充分考虑旧混凝土路面平整度和实际使用需求。例如，交通流量大、车速快的路段，对路面平整度要求高，修补厚度确定需更精确；重载车辆频繁通行的路段，则着重考虑路面承载能力。

       同时，修补资费是必须考虑的因素。修补层厚度直接影响工程量和成本，并非越薄费用越低。MMA 聚合物薄层修补料固化快、耐久性好，在路面修补中优势明显。对于病害较轻的路面，采用较薄的 MMA 聚合物薄层修补层，利用其快速固化特性，能极大缩短交通封闭时间，减少对交通的影响；对于病害严重的路面，适当增加修补层厚度，可充分发挥其良好耐久性，确保修补质量，降低后期维修成本，实现经济效益和修补效果的平衡。

（一）薄层设计参数确定

       施工前的全面细致调查是整个修补工程的基础。详细统计道路交通量和交通构成，分析不同车型、车流量对路面的影响，预测未来交通发展趋势，这些数据为路面结构设计提供了关键依据。科学确定路面结构类型、各结构层厚度以及材料类型，确保路面具备足够的承载能力和稳定性。

       深入调查路面的损坏状况，包括裂缝的分布、宽度和深度，板碎裂的程度，板底脱空的范围以及错台的大小等。精确测量路面平整度，评估接缝的破坏程度，检测路面各结构层的参数，如材料强度、弹性模量等，准确评估接缝传递荷载的能力和路面的现有承载力。通过这些详细的数据，为制定针对性的修补方案提供有力支持，同时对裂缝和板底脱空等病害进行及时修复，恢复路面的基本性能。

（二）薄层修补设计

       根据旧混凝土路面的调查结果，综合分析路面的损坏程度、修补需求以及物理状态，结合不同修补方案的费用对比，确定合理的路面修补层厚度。准确估算旧混凝土粘结面的收缩剪应力和旧混凝土界面的抗剪粘结强度，这对于保证修补层与旧路面的粘结效果至关重要。通过计算旧混凝土复合型修补层的疲劳寿命，评估修补方案的长期可靠性。最后，对界面粘结结构的安全可靠度进行严格检验，确保修补后的路面在长期使用过程中不会出现粘结失效等问题。

（三）旧混凝土表面处理

        旧混凝土表面凿毛是提高新旧混凝土粘结性能的重要步骤，其设计需依据新旧混凝土界面的抗剪及粘结强度来确定。人工凿毛效率低且效果难以保证，难以满足快速薄层修补施工的要求，因此通常采用机械施工。目前，高压水射、专用刻槽机表面刻槽以及酸蚀等是较为常用的大规模凿毛方式。

      在凿毛后，需使用钢丝刷或高压水对旧混凝土表面进行彻底清洗，清除表面的碎屑、灰尘和杂质，特别是要注意清理缝隙中的杂物。清洗完成后，对粗糙的混凝土表面进行蒸干处理，为后续施工做准备。需要注意的是，凿毛过程可能会对下部旧混凝土造成一定程度的损伤，导致其强度下降，因此在施工过程中要严格控制凿毛参数，尽量减少对旧混凝土的破坏。

（四）关键施工环节细化

1、底漆涂刷：在处理好的旧混凝土表面涂刷 MMA 专用底漆。MMA 专用底漆具有较大的粘度和较小的稠度，具备良好的流动性和耐久性。在涂刷时，要根据底漆的特性确定最佳的涂刷厚度，确保厚度均匀一致，避免出现漏刷或厚度不均的情况。涂刷过程中要注重细节，保证底漆能够充分覆盖旧混凝土表面，尤其是边角和缝隙处，以形成良好的粘结界面，增强 MMA 修补材料与旧混凝土之间的粘结力。

2、材料搅拌：进行材料搅拌时，将 5 - 8 公斤抗滑石英砂、稳定剂、固化剂投入桶内，搅拌 1 - 2 分钟，充分搅拌均匀，防止底部沉淀未拌开现象。这一步骤确保了 MMA 聚合物薄层防滑铺装材料各成分充分混合，保证材料性能的稳定性，为后续施工提供质量保障。

3、摊铺与找平：将搅拌好的 MMA 聚合物薄层防滑铺装材料迅速摊铺在处理好的旧混凝土表面。使用橡胶板进行刮平操作，根据设计厚度，确保修补层厚度一致，表面平整。在摊铺过程中，要注意避免出现气泡和空洞，若发现气泡，应及时破除。

4、拉毛处理：为了提高路面的抗滑性能，在修补材料未完全固化前，使用工具对修补后的表面进行拉毛处理。拉毛的深度和纹理要均匀一致，以确保在各种天气条件下都能提供足够的摩擦力，保障行车安全。

5、养生：施工完毕后，对修补区域进行养生，养生时间为 1 小时。期间严格避免人员和车辆在修补区域通行，防止对修补层造成破坏，确保修补材料充分固化，达到预期的强度和性能。

       在交通基础设施维护领域，水泥混凝土路面薄层病害快速修补技术凭借 MMA 聚合物薄层修补料，展现出卓越成效。

       山东某机场道面出现起皮、起砂等病害，影响飞行安全。佰思特 MMA 聚合物薄层修补料因其粘结性、耐磨性与耐候性突出，被用于修复。施工团队严格按照施工工艺进行操作，先对旧道面进行细致处理，确保表面清洁、粗糙，再均匀涂刷 MMA 专用底漆，然后将搅拌均匀的修补料摊铺并找平，最后进行拉毛和养生。修复后，道面病害消除，平整度和使用性能显著提升，保障了机场正常运营。

      天津滨海国际机场停机坪受多种因素侵蚀，出现起砂、麻面等破损，威胁飞行安全。采用佰思特 MMA 聚合物薄层快速修补料抢修。施工人员迅速行动，在确定病害情况后，精准计算修补厚度，精心处理旧混凝土表面，严格把控材料搅拌、摊铺、找平、拉毛等环节，经过 1 小时养生后，跑道迅速恢复使用。长期监测显示，面层未出现破损迹象，有效提升了跑道的安全性和耐久性，为其他机场提供了宝贵的借鉴经验。