灌缝技术在公路养护工作中的应用

2012-08-15王燕

黑龙江交通科技 2012年4期

王燕

(伊犁公路管理局霍城公路管理分局)

1 路面裂缝产生的原因分析

在普通公路特别是沥青路面中，裂缝是最为常见的一种病害。裂缝出现以后，对整个公路的使用寿命影响很大，一旦有了裂缝，就意味着雨水等各种具有侵蚀性的物质会进入到路基中，对整个路面的承载能力产生很大的影响。但是在裂缝不是特别严重的情况下，进行路面的简单维修既能够达到应有效果，同时成本也较低。灌缝技术就是通过高热密封的材料，来对缝隙进行填充，延长道路的使用寿命。

沥青路面产生裂缝的原因很多，地形结构、气候、地质、外界压力等都会对路面状况产生影响，究其裂缝产生的具体原因，我们将裂缝分为以下几种类型。

(1)荷载型裂缝。这种裂缝产生的原因就是车辆的运行导致公路长期的负荷增加，在路面处于负荷状态时，基层的底部会产生一种拉应力，当负荷强度过大，产生的拉应力超过材质本身的抗拉强度时，就会从底部开始产生裂缝。这种裂缝会在一段时间内外界压力持续的状况下延伸到路面表层，也就是从沥青层开始出现裂缝。通常荷载裂缝主要呈现为一种纵向的裂缝或者分散面积的龟裂。

(2)温度裂缝。温度变化是导致沥青路面产生裂缝的另一个重要原因，温度裂缝的成因有两种，包括低温收缩造成的裂缝，也包括温度疲劳导致的裂缝。沥青路面的温度变化较大，其温度也是最低的，这样就会导致在温度变化的情况下，表面产生的拉应力过大，但是表层的材料由于受到下层材料的约束无法满足表面所需的拉应力时，沥青的表面就会产生裂缝。温度裂缝在形态上多表现为横向裂缝，也会出现纵向裂缝。

(3)反射裂缝。反射裂缝一般出现在半刚性的沥青路面中，这种半刚性的材料首先会因为温度或者收缩的原因开裂，然后这种基层材料的开裂会逐渐扩展和延伸，直到在沥青路面的表层形成裂缝。这种裂缝我们就称之为反射裂缝，它在形态上表现为横向的裂缝。

(4)沉降裂缝。这种裂缝的产生是因为路基的原因造成的，由于路基填土固结或者不均匀的沉降所导致，这种裂缝形成与沥青材料往往没有直接的联系，是一种较为严重的内部结构上的断裂。

2 裂缝灌缝技术适用范围

裂缝是当前公路病害中最为常见的一种，它的危害性很大，但是裂缝也不是一种大规模的损害，通常我们采用修补技术就能够对公路进行修复。对裂缝进行修补的技术很多，灌缝技术是其中最为先进、效果最好的一种方式，它能够有效的回复路面的平整性、加强路面的强度和承载能力，同时有效的避免路面的进一步损害。但是我们也应当认识到，并非所有的路面裂缝都适合采用灌缝技术进行修补，这项技术主要适用在以下几种类型中。

首先，沥青路面裂缝灌缝填封的施工工艺主要针对纵向裂缝、横向裂缝等较规则的线状裂缝。

其次，对于局部网裂、龟裂必须采取坑槽修补的工艺方法来修补;对于大面积的网裂、龟裂常加铺乳化沥青封层或在铣刨、补强基层后，再重新罩面修复。也可采用沥青路面热再生技术来修复。

再次，缝宽在15 mm 以内裂缝，应采用热沥青、密封胶等灌缝;缝宽在15 mm 以上裂缝，可用细粒式热拌沥青混合料(如AC5 －I)填补。

除了上述范围以外，我们采用灌缝技术对于时间也有着要求，对裂缝的处理应当把握好时机，如果气温太高，密封胶的冷却时间就会较长，这样在道路开通以后在密封胶还未完全干结时就会被碾压的车轮带走。同时，如果温度太低，同样不利于裂缝的处置，密封胶在低温下难以达到最佳的熔融状态，黏结性较差，达不到进行灌缝修补的要求。对于一些雨季较长的地区，所有的灌缝修补工作应该在雨季到来之前完成。在正常情况下，每年春天也就是3、4、5月份是我们进行道路裂缝缝补的最佳时机，因为在经过冬天的低温干冷以后，裂缝的收缩在此时达到最大值，在此时灌缝将会随着温度的升高裂缝减小，整个灌缝的效果会更好。

3 灌缝技术的工艺介绍

灌缝技术应当根据裂缝的大小、规格不同进行有区别的操作，对于宽度小于5 mm 的裂缝，通常是采用直接抹缝的形式进行，对于宽度大于5 mm 的裂缝，我们就需要采用开槽的方法对其进行灌缝。在整个灌缝工艺中，我们需要用到的设备有:灌封机、开槽机、吹风机，材料一般是密封胶，通常是改性的沥青混合物，具体工艺如下。

(1)前期准备工作。在进行正式的施工以前，我们要做好各项准备工作。首先要根据具体的路面状况来确定我们的方案，然后根据具体的方案来准备我们需要的工具和材料。其次，要对各种仪器设备进行检测，主要是开槽机和灌封机，确认其性能良好。再次，密封胶的加热准备，在进行正式的作业以前，应该将密封胶加热，在整个加热过程中，必须不断的搅拌，温度控制在193 ℃为宜，最高温度不能超过204 ℃。

(2)开槽。对于不能直接抹缝的裂缝，我们就要选择开槽灌缝的工艺。开槽应该根据路面具体的裂缝，来设计开槽的尺寸，这个尺寸主要是开槽机进行作业时调节尺寸的依据。在施工过程中，应该根据具体的施工情况及时的对尺寸进行调整，利用开槽机进行切割时，切割段的尺寸应该对准裂缝的中线，切割出一个均匀的长方形凹口。

(3)清缝。开槽工作完成以后，我们需要对槽口进行清理，清理槽口我们一般用火焰枪进行加热，但是要注意好温度的控制。除了槽口以外，对于槽内的清理同样重要，槽内清理主要是通过高压气体的喷射来完成，例如用吹风机清理凹槽内的杂物或者碎末，然后用钢丝刷清理出干净的表面。清理工作的范围应该延伸到裂缝两侧最少10 cm 的距离，只有干净干燥，才能使密封剂与凹槽有效地黏结。

(4)灌缝。在完成前期的清理工作以后，就应该立即进行灌注。在灌注时对于温度的控制非常重要，如果现实气温低于4 ℃，那么我们在灌缝以前还需要采用一定的预热措施对槽口部位进行预热，因为密封胶的温度较高，如果槽口的温度与密封胶的温度相差过大，那么在进行灌缝以后二者之间的胶结力难以达到预期的效果。在气温达到4 ℃以后，可以不选择预热，但是从实际的效果看，进行预热后的效果要更佳。进行灌缝时，密封胶的温度应该达到193 ℃左右，用灌缝机上带有刮平器的压力喷头将密封胶均匀地灌入缝内，并在裂缝两侧拖成一定宽度与厚度的密封层，以确保密封胶与裂缝两壁紧密粘结，并在裂缝表面形成T 行密封层。在实际的操作过程中，我们在进行灌注时应该注意要从上而下，从一端向另一端进行充分的灌注，这样能够有效的避免产生气泡使灌缝涨破。对于每条裂缝的灌注应该是持续的，在完成灌缝以后，为了达到更加的灌缝效果，我们应该在表面铺撒上一些沙子或者细料，这样做的好处就是避免轮胎将密封胶从裂缝中带出，起到更佳的预防保护效果。

(5)开放交通。在完成灌缝工作以后，需要给密封胶一定的冷却时间，并且在施工中常常在路面遗留有大量的碎渣等物质，在碎渣清扫干净以后密封胶达到一定的冷凝标准，才能够开放道路交通，一般冷却时间为15 min 左右，具体的时间可以根据现场环境、季节气候、温度等因素予以灵活的调整。