灌縫施工技術在瀝青路面養(yǎng)護中的應用

郭健

（上饒市尚義橋綜合養(yǎng)護中心，江西 上饒334000）

0 引言

近些年我國經(jīng)濟水平不斷提高，但是這也為道路帶來了巨大壓力，受到超載、重載現(xiàn)象影響，瀝青路面結構逐漸受到破壞，并因此形成裂縫等病害。如果出現(xiàn)裂縫后沒有及時填補，雨水就會進入裂縫侵蝕路基，再加上長期受到車輛荷載，路面結構將會受到進一步損害，裂縫面積也會不斷擴大，最終影響車輛安全通行。灌縫施工是當前主要采用的瀝青路面養(yǎng)護技術，通過將特定材料填充至裂縫內(nèi)部，裂縫會形成閉合，從而達到矯正防水效果，避免裂縫病害繼續(xù)擴大。

1 灌縫施工技術與材料分類

1.1 灌縫施工技術概述

灌縫施工是當前比較常見的路面預防性養(yǎng)護技術，主要針對路面裂縫病害進行有效治理，無論哪種類型的裂縫（包括縱向裂縫、橫向裂縫以及不規(guī)則裂縫），都能進行有效的預防和修復。灌縫施工技術主要利用瀝青路面灌縫機，同時采取熱熔型密封膠為原料，對裂縫進行填補處理，有利于增強路面的防水性能，并且密封膠的黏性好，能夠大幅度延長路面使用壽命。

1.2 灌縫施工材料分類

當前灌縫施工材料主要分為多種類型，如普通熱瀝青、橡膠改性瀝青以及改性瀝青。施工中使用最多的為普通熱瀝青，該材料的優(yōu)點在于成本低、防水性能好，但施工過程中容易受到溫度條件影響，因此很難應用在溫差較大的環(huán)境下。改性瀝青通過高分子聚合物對普通瀝青進行改性后研制而成，具有普通熱瀝青的全部優(yōu)點，不再受到溫度條件影響，即使在低溫下也能保證一定抗裂性能。橡膠改性瀝青的優(yōu)勢為延展性，尤其在中低溫氣候環(huán)境下表現(xiàn)優(yōu)異，與改性瀝青相同，低溫抗裂性能優(yōu)秀，非常適合溫度較低的地區(qū)。

2 瀝青路面裂縫類型與成因分析

2.1 荷載裂縫

公路路面裂縫形成因素眾多，其中最普遍的就是車輛荷載壓力引起的裂縫。由于近些年道路車輛不斷增加，導致荷載作用也在持續(xù)提高，甚至存在超負荷運行的情況，而道路長期高負荷運行就會出現(xiàn)路面結構破損。另外路面受到荷載，基層底部會形成拉應力，并會隨著路面負荷增加而提高，在超過基層底部承受力后，便會出現(xiàn)開裂并延伸到路面表層。因此荷載型裂縫大多從基底部分開始，如果在形成裂縫后持續(xù)受到較大的荷載壓力，就會呈現(xiàn)在路面結構中，此類裂縫大多為縱向，順著道路前進方向龜裂。

2.2 溫度裂縫

溫度條件也是產(chǎn)生裂縫的重要因素，大多由明顯的溫度變化產(chǎn)生，所以才會被廣泛稱為溫度裂縫。通過分析溫度裂縫主要包含收縮與溫度疲勞引起的路面裂縫，很多地區(qū)天氣差異較大，在氣候變化過程中外界溫度不斷降低，路面結構溫度自然也會迅速下降，在巨大的溫差變化影響下，就會形成溫度拉應力，如果應力大于路面承受能力，便會形成明顯的路面裂縫。溫度裂縫以橫向、塊狀為主，但是也存在縱向裂縫。

2.3 反射裂縫

反射裂縫也是從基層開始拓展，最終延伸到路面表層，此類裂縫大多出現(xiàn)在半剛性基層路面中，主要由溫度或濕度條件引起，基層產(chǎn)生明顯的溫縮或干縮裂縫，初期階段只是細小的裂紋狀，隨著時間推移形成裂縫，當裂縫迅速擴大，便會顯現(xiàn)在路面表層。反射裂縫大多為橫向裂縫。

2.4 沉降裂縫

對于沉降裂縫來說，主要由路基施工不當造成，路面會隨之形成縱向、橫向裂縫。通過分析沉降裂縫與路基材料的聯(lián)系較小，因為路基沉降大多為內(nèi)部結構上的斷裂，所以和路基填挖方法有關。另外，路面老化也是造成裂縫的關鍵，主要集中在接縫部位，由施工方法不當引起龜裂。

3 灌縫施工技術在瀝青路面養(yǎng)護中的應用價值

3.1 降低路面的修復成本

傳統(tǒng)瀝青路面養(yǎng)護施工技術，對裂縫病害的封堵不僅需要投入大量材料、設備，在施工結束后觀察發(fā)現(xiàn)一年失效率達到90%，這也代表傳統(tǒng)養(yǎng)護施工技術效益較低。相比之下灌縫施工技術無須投入更多材料或機械設備，施工流程也較為簡單便捷，總體來看投入的資金成本有所降低，并且路面的使用壽命明顯更長。通過分析經(jīng)過灌縫施工技術養(yǎng)護的路面，三年后的合格率仍然能夠保持在95%，通過延長瀝青路面使用壽命，降低日常維護管理費用。

3.2 增強路面結構美觀性

瀝青路面病害不僅會影響行車安全，同時道路的美觀性也會有所降低。以往瀝青路面養(yǎng)護技術并不重視路面的美觀性，加上材料與工藝上的不足，養(yǎng)護施工結束后便會產(chǎn)生灌縫不到位或不均勻等現(xiàn)象，若在夏季施工受到高溫影響容易形成大面積泛油，在車輛通行后便會產(chǎn)生路面污染。若使用灌縫施工技術，能夠有效預防灌縫缺失、不均勻等問題，并且在投入使用后不會出現(xiàn)泛油，切實保障了瀝青路面修復后的美觀性。

3.3 提高社會與經(jīng)濟效益

灌縫施工技術的最大優(yōu)勢在于社會效益與經(jīng)濟效益。在社會效益方面一次修補就能投產(chǎn)多年，大大延長了瀝青路面使用壽命。相比傳統(tǒng)養(yǎng)護技術還能降低勞動強度，任何類型的裂縫都可以應用該技術進行預防、矯正。在經(jīng)濟效益方面灌縫施工技術不僅可以降低資源投入，同時有利于縮減后續(xù)的養(yǎng)護費用，增強瀝青路面耐久性，從而避免再次出現(xiàn)損壞。

4 灌縫施工技術在瀝青路面養(yǎng)護中的應用流程

4.1 材料要求

在瀝青路面灌縫養(yǎng)護施工中，需要嚴格把控裂縫灌縫的修補材料，這樣才能提高瀝青路面養(yǎng)護效果。首先避免采用價格低廉、質(zhì)量較差的灌縫材料，其次低標號的普通瀝青灌縫材料同樣不能使用。大多數(shù)情況下灌縫施工要求材料耐久性優(yōu)秀，防止養(yǎng)護施工后短時間內(nèi)再次出現(xiàn)病害問題，尤其是劣質(zhì)材料會削弱修補效果。另外，灌縫施工材料應具備一定抗疲勞性能、延伸性能，以此來應對自然環(huán)境的影響，外界環(huán)境變化會對瀝青路面造成直接損害，通過填補抗疲勞性、延伸性好的材料，瀝青路面結構受到的影響將會大幅降低。施工前必須按照要求選擇原材料，確保灌縫施工后可以增強路面結構綜合性能，延長瀝青路面的使用壽命。

4.2 施工準備

在灌縫施工前應根據(jù)現(xiàn)場情況做好準備，首先嚴格檢查各類機械設備，其中包括開槽機與灌縫機，確保不存在任何故障問題，能夠正常運轉(zhuǎn)并投入施工中。其次對現(xiàn)場進行勘察與測量，掌握路面的具體情況，根據(jù)需求設計施工方案，施工前開啟灌縫機設備，在加熱管內(nèi)加注密封膠，將溫度上升到190C左右不斷攪拌，盡量避免超過200C。另外對施工路段進行封閉式管理，為了保障施工人員安全，應杜絕車輛通行，并在邊緣處設置警示牌。

4.3 開槽

灌縫施工中會對裂縫進行開槽處理，根據(jù)路段內(nèi)的實際情況，調(diào)整開槽機上的鋸片，確保能夠滿足施工要求。表1為槽口的尺寸標準。在對裂縫進行開槽時，注意按照裂縫方向進行，嚴格控制開槽形狀避免出現(xiàn)不規(guī)則性，若裂縫本身就是不規(guī)則的類型，尤其是存在急轉(zhuǎn)彎的裂縫，則應盡量采取兩次分割的方法，從而保證開槽形狀規(guī)則性。瀝青路面裂縫寬度未能超過3cm時，大多無需開槽而是直接填充密封膠，不僅能夠起到良好的修復效果，同時減少了開槽這一環(huán)節(jié)，有利于節(jié)約施工成本。

表1 槽口的適量尺寸參數(shù)

4.4 清槽

開槽施工結束后將內(nèi)部所有雜物清除干凈，避免對后續(xù)的施工造成影響，一般來說開槽施工都會產(chǎn)生大量的殘渣，若不清理干凈便會影響密封膠的黏結度。當下應使用空壓機進行清掃，結合人工將其中的殘渣徹底清除，在使用空壓機時利用高壓噴氣，即可將每條裂縫中的垃圾清理干凈。但是需要注意若路面溫度僅有4C的條件下，清槽施工結束后內(nèi)部便會形成水汽，槽口位置往往會通過加熱設備處理，否則直接填補密封膠同樣會降低黏結性。在施工前必須仔細檢查10cm范圍裂縫的路面是否存在雜物，尤其是垃圾、灰塵應及時清理，確保密封膠能夠更好地黏結在周邊瀝青混凝土上。

4.5 烘槽

上述提到了路面溫度低于4C的條件下，槽內(nèi)便會形成大量水汽影響施工效果，為了能夠解決槽內(nèi)水汽，應采取烘烤處理措施，主要通過火焰槍對槽口位置進行烘烤，利用高溫處理增強路面結構與密封膠的黏結力。但是要控制好火焰槍的溫度，大多數(shù)情況下槽口溫度應保持在70C內(nèi)，可以按照這個標準設置烘烤溫度。

4.6 備料

施工前將密封膠進行預熱，通過灌縫機加熱到190C左右備用，出料時溫度要＞190C才能滿足施工需求。另外，不同的材料加熱需求存在差異，若施工中采用的是改性瀝青，該材料經(jīng)過反復加熱會出現(xiàn)硬渣，施工中造成出料管堵塞問題，還會浪費材料資源，因此經(jīng)過加熱的密封膠應在當天內(nèi)使用完畢。

4.7 灌膠

灌膠是整個施工流程中的關鍵環(huán)節(jié)，應嚴格按照施工方案進行灌縫，先等待機器設備內(nèi)的密封膠溫度達到190C，之后再進行施工，利用刮平器上的壓力噴頭，將設備內(nèi)的密封膠均勻噴射到開槽內(nèi)，最終在瀝青路面修復路段形成T型密封層，寬度控制在3cm左右較為適宜。根據(jù)以往的工程實踐來看，灌膠施工容易受到環(huán)境溫度變化影響，導致密封膠的黏結效果變差，因此施工過程中要嚴格控制灌入膠體的離地高度。大多數(shù)情況下會根據(jù)溫度條件進行改進，若炎熱的夏季進行灌縫施工，膠體離地高度應控制在0.5mm適當；相反秋冬氣溫較低的季節(jié)施工，高度應保持在0.5～1mm的范圍內(nèi)。施工過程中應保證連續(xù)性、均勻性，嚴格按照每個區(qū)域的要求灌膠，注意控制避免縫底產(chǎn)生氣泡，對施工質(zhì)量造成負面影響。

4.8 施工溫度

灌縫施工技術對于溫度條件要求較高，一般來說室外溫度應在10C左右。如果室外溫度較高，受到熱脹冷縮影響，裂縫就會變小為灌注密封膠增加難度；相反如果室外溫度較低則會影響密封膠的黏結度，甚至在施工后出現(xiàn)密封膠脫落等問題。因此，灌膠施工必須保證室外溫度達到10C，才有利于提高灌縫養(yǎng)護施工的質(zhì)量。

4.9 交通封閉與開放

為了保證施工人員的安全，應提前對施工區(qū)域進行封閉管理，安排安全員在施工路段的前后兩端指揮交通，施工路段前后都要設置警示牌，同時在分割線上放置導向牌，封閉區(qū)域盡量＜1.5km。一般來說施工結束后需要靜置等待密封膠自然冷卻，并對路面上的殘渣進行清掃，確保車輛能夠安全通行。大多數(shù)情況下密封膠自然冷卻時間為30min，若施工路段交通流量相對較大，則必須在施工結束后快速開放通行?？梢酝ㄟ^在密封膠表面鋪設石粉、砂子的方法，將冷卻時間降低到10min，避免開放車輛通行后對密封膠造成負面影響。

5 灌縫施工技術在瀝青路面養(yǎng)護中的注意事項

灌縫施工技術作為當前主要的瀝青路面養(yǎng)護手段，能夠有效修復輕微破損或嚴重病害，切實延長瀝青路面使用壽命。但是想要提高養(yǎng)護效果，必須確定最佳的處理時間，一般來說氣溫過高的條件下，密封膠冷卻時間也會延長，在未冷卻完成后開放交通，汽車碾壓便會將未冷卻的密封膠帶走。氣溫較低的條件下密封膠不容易發(fā)生熔融，可能造成原材料的浪費。通過分析，灌縫施工技術的最佳應用時間為3～5月，由于該階段路面受到冬季寒冷空氣的作用，會出現(xiàn)緊縮的狀態(tài)，裂縫寬度會達到最大值，有利于提高填補效果。

6 結語

通過分析瀝青路面裂縫病害，得出應采取灌縫施工技術進行養(yǎng)護。要提前制定詳細的施工方案，避免受到各類不利因素影響，從而有效減少瀝青路面開裂問題，充分發(fā)揮出灌縫技術的優(yōu)勢。為了提高瀝青路面養(yǎng)護效果，施工過程中要注意把握好灌縫時機，選擇適配的灌縫材料與設備，同時嚴格按照工藝要求作業(yè)，從而起到良好的預防性、矯正性養(yǎng)護作用。灌縫施工技術是維護道路交通安全的重要措施，能夠解決各類瀝青路面裂縫病害，為我國交通行業(yè)發(fā)展奠定良好基礎。