浅析沥青路面灌缝技术的应用及效果评估

付景丽

（兰州公路管理局七道梁隧道养护管理所 甘肃兰州 730000）

浅析沥青路面灌缝技术的应用及效果评估

付景丽

（兰州公路管理局七道梁隧道养护管理所 甘肃兰州 730000）

1 概述

沥青路面裂缝是沥青路面几类破损中最长见、最易发生的和最早期产生的病害之一，它几乎伴随着公路的整个使用期，并随着路龄的增长而加重。出现裂缝如不及时维修处治，地表水及杂物易沿裂缝侵入路面结构和路基，导致路面承载能力下降，加速路面局部或成片损坏，不但影响路容美观和行车的舒适性，而且缩短路面的使用寿命，增加维修费用。灌缝是一种预防性的养护措施，旨在防止水进一步侵蚀道路。使用灌缝材料能够阻止渗水、基底结冰和结构破坏，更重要的是，灌缝能够延长沥青路面的使用寿命，而且施工费用较低，仅为挖补路面费用的1/6。针对裂缝对路面的危害性，选择适合现有公路特点的维护处治裂缝的材料，机具和施工工艺显得尤为重要。

2 裂缝类型及产生原因

路面裂缝可分为纵裂缝、横裂缝、网裂、块状裂缝等。

（1）纵裂缝。纵裂缝通常产生在拓宽的新旧路面交界处或路基半填半挖处，由路面不均匀沉陷引起；或在沥青路面施工的纵向接缝处，由施工接缝不善引起；或软地基处理不彻底引起；在行车荷载作用下，应力分布不均，形成车辙，车辙的边缘也易形成纵裂缝。

（2）横裂缝。横裂缝通常是由于温度、湿度的变化、路面层产生收缩和路面应力不能均匀分布而引起的；半刚性基层的收缩裂缝及其面层的反射裂缝，大多是横向裂缝。

（3）块状裂纹。块状或方形，它是由于路基或底层铺路材料塌陷或车辆超载造成的。

（4）网裂。它是由于道路结构己严重破坏，此时道路已经不能再进行灌缝修复，只能通过中修来恢复道路通车能力。

3 施工要求

在实施灌缝之前对路面状况进行详细调查。采取灌缝措施的路面应符合相应的预防性养护技术指标要求，将保持路面PQI指数处于良好、PCI指数处于中以上、RQI指数处于良好以上、PSSI指数处于良好以上作为目标，采用路面及桥梁管理系统的路况信息，结合日常及年度养护检查结果确定实施路面灌缝的路段。

结合近几年来对各条线路路面灌缝施工的实际情况以及密封胶性能指标、灌缝施工工艺的特点，灌缝施工的外部环境应达到以下要求：

（1）施工温度：施工温度是造成密封胶脱落的原因之一。路面潮湿和温度低于4℃就会降低密封胶的粘结力，容易脱落。路面整体温度较低，密封胶灌缝后，温度下降较快，密封胶收缩明显，密封胶与槽壁之间温度应力较大，将降低密封胶与路面的粘结力。

（2）裂缝湿度：灌缝时路面应干燥，如潮湿会降低密封胶与路面的粘结力，造成部分密封胶脱落。

（3）保持清洁：灌缝前，用空压机将开过槽后的裂缝中的灰尘杂物及周边松动的物体清除干净，保持裂缝的清洁。

（4）灌缝范围：车辙严重，尤其是形成网裂的路面，不宜用此方法处理裂缝。

4 施工工艺

（1）施工步骤准备工作：检查开槽机与灌缝机，确保其技术状况良好；根据路面裂缝的具体情况，确定补缝设计方案；启动灌缝机并向密封胶加热罐内添加密封胶，将密封胶加热、搅拌至170～180℃。并根据要求对灌缝作业区域进行封闭。

（2）开槽：按照设计的开槽尺寸，预先调节好开槽机开槽深度和宽度，成南高速设计开槽宽度为10mm，开槽深度8～12mm，然后进行开槽作业。作业时，根据裂缝宽度种类情况，及时调节开槽尺寸，满足设计要求。

（3）清缝：用肩背式吹风机将槽内的碎渣及裂缝两侧至少10cm范围内的灰尘彻底清扫干净。

图1 开槽机对路面裂缝进行开槽

（4）灌缝：若在气温低于4℃时补缝，灌缝机须配有预热设备对开槽部位进行预热，若在此温度下不预热就进行补缝，会降低密封胶的粘结力；如果在气温高于4℃时补缝，可不进行预热。在密封胶加热温度达到170～180℃时，用灌缝机上带有刮平器的压力喷头将密封胶均匀地灌入槽内，并在裂缝两侧拖成一定宽度与厚度的封层，每边宽出10mm，高出原路面3mm，撒少量玄武岩石屑。

图2 对路面进行灌缝

（5）养护：用密封胶灌缝后，在密封胶充分冷却并把路面上的碎渣清扫干净后，才能开放交通，一般冷却时间为15min左右，具体开放交通时间根据气温情况灵活掌握。

5 工程应用及效果评价

5.1 工程背景

国道109线河海路位于甘肃省兰州市永登县境内，是我省“两纵两横”公路主骨架的组成部分，也是兰州通往新疆、青海等省区，沟通省、市之间政治、经济与文化交流的主要通道。交通量逐年增长（近三年年平均日交通量2013年6627辆、2014年6804年辆、2015年9093辆），路况也逐年下降，2013年对其中的K1747+336-K1783+500段实施了灌缝胶灌缝工程，通过三年的观测表明：灌封胶灌缝对处治路面早期裂缝的封闭和预防后期水害的纵向延伸效果明显。

5.2 病害发展情况分析

该工程共对23km路段内11890m横缝、纵缝进行了灌封胶灌缝。经过对实施了灌缝胶施工的沥青路面进行跟踪调查发现，有90.2%的裂缝能够完全封闭，杜绝了路面水的渗入，至今情况良好。对比相同技术条件的路段实施普通沥青施工的情况，道路原有病害发展加剧的情况明显降低，路面发生反射裂缝、网裂的情况仅占总灌缝的10.2%，且灌缝胶与缝隙结合良好，脱落现象少，对车辆碾压敏感性差，经过冬季低温及夏季高温季节不良环境检测，稳定性及抗裂性较好，对沥青路面起到较好的保护作用，推迟了道路大中修施工。

5.3 经济效益分析

5.3.1 不同灌缝材料的比较

（1）裂缝修补成本降低，采用传统沥青灌缝封堵法，常规灌缝的沥青材料为AH-90、AH-110、AH-130；使用的主要机具有：材料灌入工具、材料加热罐（箱）、加热材料主要是煤；灌缝器皿一般用水壶改成。虽然施工设备费用投入几乎没有、初期施工造价较低，但1年失效率为90%以上。对于开槽式修补法，虽然初期施工投入较高、初期施工造价较高，但其使用寿命长，裂缝密封的效果好，有效率大为提高，使用3年后，除个别路段因路基病害加剧引起失效外，开槽式修补处理的裂缝有效率达到95%以上。

图3 刚施工完成灌缝

图4 灌缝一年后

（2）美观性大幅提升传统修补法因受施工工艺和材质影响，容易出现灌缝不到位、缝宽粗细不匀等情况，尤其是在夏季高温季节容易产生泛油，并经车轮拖带，出现大面积路面污染现象。开槽式修补法有效解决了灌缝不到位、缝宽粗细不匀等情况，并且冬季低温季节不开裂，夏季高温季节不泛油，路面美观性大幅提升。

5.3.2 养护资金的比较

以该工程为例，2013年G109线河海路K1747+336-K1783+500段实施路面灌缝8976m，所用的养护资金为26.928万元，该段道路油路修补数量为6897.28m2，所用的养护资金为68.9728万元；2014年在该段路面实施的灌缝6539m，所用的养护资金为19.617万元，油路修补数量为6608.75m2，所用养护资金为66.0875元；2015年在该段路面实施的灌缝为4907m，所用的养护资金为14.721万元，油路修补数量为6742.68m2，所用养护资金为67.4268万元；经比较在该段路上2014年比2013年节约养护资金万10.2万元，2015年比2014年节约养护资金3.56万元，通过以上的数据分析，把道路使用呈衰减趋势考虑进去，可以看出路面灌缝在一定程度上节约了养护费用。说明该预防性养护措施，不仅可减低养护费用，耐久性明显提高，降低劳动强度，而且可以缩短施工工期，减少对交通的影响，延长沥青路面使用寿命，有良好的实践性和较好的经济效益。

U414.3

A

1004-7344（2016）21-0156-02

2016-7-10