路面灌缝施工技术在公路养护中的应用研究

2021-04-28杨辉军

运输经理世界 2021年17期

杨辉军

（芷江侗族自治县公路建设养护中心，湖南怀化419100）

0 引言

路面养护是公路工程中非常重要的一项工作，且如果对公路路面养护的时间较晚，就会对公路的使用性能产生较大的影响。通常在公路养护过程中，养护施工单位都是在发现路面有质量问题后才进行养护，这并不利于保证公路的安全和质量。针对公路工程中存在的一些细微病害，应及时采取养护措施，避免这些细小的病害不断扩大，最后造成难以弥补的损失。裂缝是公路路面常见的病害，为减少这一病害的发生，就需要在公路养护过程中重视灌缝技术的应用，这一施工技术具有施工成本低、施工效率高的特点，且能够有效延长公路路面的使用寿命。

1 灌缝技术概述

1.1 技术优势

在公路养护过程中，灌缝技术常用作裂缝的处理，属于一种有效的预防性养护措施。应用灌缝技术的目的在于防水以及延长公路路面的使用寿命。应用灌缝技术进行修补的公路路面耐久性强，同时也能降低施工人员的劳动强度。在实际施工中，采用灌缝技术，可减少施工问题的发生，且不会对公路的正常通行产生影响。另外，灌缝技术能够确保路面的外观不受影响，以往的修补技术会受到施工人员的操作水平影响，裂缝在修补后存在不均匀的长条，而采用灌缝技术，可保证路面外观不受影响。

1.2 工艺流程及应用要求

灌缝工艺流程如图1所示。在公路养护中具体应用灌缝技术时，需要有关单位加强养护施工人员的培训，确保每一位养护施工人员均能够全面认识及掌握灌缝技术的要点，并在实际作业过程中，能够严格按照灌缝施工的要求操作，确保灌缝技术的应用效果。另外，在编制合理施工方案的基础上，加强灌缝施工过程的监督。应建立完善的监督机制，同时各监督管理人员要严格按照制度要求，落实路面灌缝技术执行应用的情况，从而有效提升公路养护的效果。

1.3 灌缝施工的注意事项

在公路养护过程中应用灌缝技术时，需要注意以下问题：一是控制施工温度，温度是导致密封胶脱离的一个重要原因，倘若路面潮湿及温度低于4℃，在用密封胶灌缝后，温度下降过快会使得密封胶明显收缩，此时密封胶的黏结力也会随之降低，进而出现脱落现象；二是控制裂缝湿度，在应用灌缝技术过程中，应保证路面的干燥性，如果路面过于潮湿，会使得密封胶与路面的黏结力降低，进而引起密封胶脱落问题；三是保持清洁，在灌缝之前，应使用空压机将开槽后的裂缝中的灰尘及杂质清除干净[1]。

2 项目概况

2.1 工程概况

以某公路工程改造项目为例：该公路为二级公路，呈东西走向。本段路线全长9km，为路面中修改造项目，中修段落桩号为K1676+390—K1678+092，平均路宽是16m，路基宽度是26m，设计速度是60km/h，原路面是沥青混凝土路面。随着沿线经济的不断发展，由于交通量的增加且重车多，伴随着使用年限的延长，路面破损和病害不断累积，路况逐年下降。加之项目所在地区雨水偏多，加剧了路况的恶化，严重影响了道路的舒适性和安全性，亟须通过路面中修恢复路况，更好地服务于周边经济的发展和居民出行。

2.2 路面现状

根据现场勘察，K1679+980—K1680+050 路段十字路口附近有建设施工场地，施工车辆较多，载重大，导致路基沉陷严重。沉陷路段全长约70m，路基整体沉降被破坏，多处出现较大裂缝，路基受到雨水浸泡。

路面结构为沥青混凝土路面，现状路面结构为：4cmAC-13C 改性沥青混凝土路面+5cmAC-20C 沥青混凝土下面层+1cm 沥青封层+25cm 水稳层+25cm 水稳层+老路底基层。现状沥青路面主要的病害为：龟裂、平行或近于平行行车方向的裂缝等。导致路面病害的主要原因为：一是现状沥青路面为10cm 左右厚，局部位置面层离析，在降雨过程中，雨水易下渗至路面基层，在行车荷载反复作用下，易导致路面发生沉陷和龟裂病害。二是项目所在地区高温多雨，路面易发生水毁坏，进而加剧沥青路面裂缝的发生。路面病害如图1、图2、图3、图4所示。

图4 沉陷裂缝

3 灌缝技术的具体应用

3.1 施工准备

3.1.1 旧路病害调查。为了确保旧路病害能够处治到位，在灌缝施工之前，施工单位应在监理单位的陪同下，对处治路段的病害进行详细调查，确定病害的类型、程度、数量、位置等信息，并形成图像和记录。必要时，要在硬路肩位置进行标识。尤其是龟裂和纵、横向裂缝，在表层铣刨后，由于细料封填或裂纹变窄，可能难以被发现，因此在铣刨表层清理后，要结合旧路病害调查资料对病害进行准确定位和处治。

3.1.2 设备性能检查。在灌缝施工前期，需要确保施工设备就位，施工人员需要制定合理的灌缝施工方案，尤其是要注重检查开槽机和灌缝机的性能情况，确保其处于正常的使用状态。同时，施工人员要提前对灌缝机进行预热，在预热过程中也要在灌缝机内部注入灌缝的材料，之后加入适量的灌缝胶，并确保灌缝胶的温度是180～200℃。之后，用大型车辆将灌缝机运输至灌缝现场。对灌缝现场进行立牌保护，除了施工人员，其他人员应远离施工现场，避免带来不必要的危险。

3.1.3 材料准备。为确保灌缝施工的效果，需要严格控制施工中材料的性能。应结合公路路面的施工要求，调配好合适的灌缝材料，且要选择专门用于灌缝的改性沥青聚合物作为修复密封胶。在此次公路养护中，主要采用橡胶改性沥青对路面裂缝进行灌缝处理。所采用的灌缝原材料主要是沥青、橡胶粉、水及其他添加剂。沥青：选择重交70#道路石油沥青作为基质沥青。橡胶粉：选择某公司生产的常温机械粉碎胶粉，结合工程实际情况，将胶粉掺量定为15%，其各项技术指标试验结果均满足橡胶沥青及混合料设计施工技术指标要求。水：人或牲畜的饮用水均可用于施工，遇有可疑水源时，应进行试验鉴定。其他添加剂：为确保橡胶粉能很好地分散至沥青中，可添加一定的相容剂、SBS 聚合物改性剂来增加橡胶粉与沥青的相容性，并提高其储存的稳定性。另外，也可加入邻苯二甲酸酯类的增塑剂来提高灌缝机的热稳定性、抗老化性及耐寒性[2]。

3.1.4 灌封胶的制备。将基质沥青加热至可熔融状态后，缓缓加入SBS 搅拌溶胀30min，之后使用高速剪切机以4000r/min 和170℃的温度剪切30min，然后加入橡胶粉、相容剂、增塑剂等添加剂，在180℃的温度下剪切1h，完成灌封胶的制备。

3.1.5 道路封闭管理。在实施灌缝施工操作之前，施工单位需要结合公路的车流量及宽度，做好道路封闭管理工作，保证施工人员的安全，同时也能为灌缝胶预留足够的凝固时间。

3.2 灌缝施工

3.2.1 开槽施工。使用开槽机沿严重裂缝发展的方向进行开槽，并切割出一个笔直的长方形槽口，控制槽口的宽度不小于1.5cm，最大宽度不大于2cm，同时控制槽口深度不小于2cm，最大深度不大于2.5cm。目的是降低开槽施工对周围路面的危害。

3.2.2 槽口处理。在灌缝前，施工单位需要根据了解的路面裂缝尺寸，调整好开槽的深度，确保开槽深度符合此次施工设计的要求，再正式进行开槽。开槽时，要确保开槽机对准裂缝的中线，按照切割段的裂缝尺寸切割。待完成开槽后，还需施工人员及时清理槽口内部的杂物。因为在开槽过程中，除了会遇到碎石以外，还会遇到各种灰尘杂物，这会增加灌缝施工的难度，也会影响灌缝施工的质量，在灌缝胶注入后无法与道路地面很好地融合。所以在开槽后，需及时清理表面的杂物和灰尘，先人工清扫，清理掉较大体积的碎石和杂物，之后用空压机对槽口内部再次清理。如果槽口内部的杂物较多，还需要施工人员进行二次清理，确保槽口内部无任何杂质。而在灌封胶注入之前，施工人员还需要对槽口进行预热处理，确保灌封胶注入后，能够与公路路面充分黏合。

3.2.3 灌缝。为确保灌缝施工的质量，需要施工人员在灌缝操作前，进行详细的检查，尤其是要关注槽口的清洁度和干燥度，并重点对灌封胶的预热温度进行检查，确保其预热温度保持在193℃左右。而在灌缝过程中，施工人员要严格控制灌缝的速度及流量，应连续进行灌缝，同时保证灌缝的均匀性，避免在槽内有气泡产生。在具体的灌缝过程中，应分两次进行灌缝：第一次灌缝时，灌缝胶只需要灌入槽深的一半便可；在第二次灌缝时，需要让灌缝胶注入量溢出。完成灌缝后，及时沿中心线的同一方向刮平溢出的灌缝胶，并形成T 型的保护层。这样，可以提高灌封胶与沥青路面的黏结性，进而提升灌缝施工的效果。灌缝施工图如图5所示。

图5 灌缝施工

3.2.4 施工质量检验。为确保灌缝施工效果达到施工规范要求，在完成灌缝施工后，还需要重视施工质量检验。采用相关的检测工具，对灌封胶与槽壁的黏结情况进行检测评价，同时使用车辆对其进行反复碾压，确保不会出现变形。另外，还需要对灌缝处的渗水情况进行检测，确保不会出现渗水的情况。

3.3 养护

在全部完成灌缝施工操作后，15min 后才可正常通车，让灌缝胶有足够的凝固时间，也避免过往车辆损害灌缝胶。为了提升养护的效果，需要在灌缝施工后，及时在密封胶表层均匀喷撒水泥粉，进行养护处理。待密封胶彻底冷却后，还需及时将路面上残留的杂质清理干净，再开放交通。待整个裂缝修补完成后，施工人员还需要对修补的外观质量进行校验，检查路面是否与密封胶齐平，灌缝处是否饱满、平整，车辆在胶体处碾压时，是否出现胶体脱落的问题。