灌缝施工技术在沥青路面养护中的应用

郭健

（上饶市尚义桥综合养护中心，江西 上饶334000）

0 引言

近些年我国经济水平不断提高，但是这也为道路带来了巨大压力，受到超载、重载现象影响，沥青路面结构逐渐受到破坏，并因此形成裂缝等病害。如果出现裂缝后没有及时填补，雨水就会进入裂缝侵蚀路基，再加上长期受到车辆荷载，路面结构将会受到进一步损害，裂缝面积也会不断扩大，最终影响车辆安全通行。灌缝施工是当前主要采用的沥青路面养护技术，通过将特定材料填充至裂缝内部，裂缝会形成闭合，从而达到矫正防水效果，避免裂缝病害继续扩大。

1 灌缝施工技术与材料分类

1.1 灌缝施工技术概述

灌缝施工是当前比较常见的路面预防性养护技术，主要针对路面裂缝病害进行有效治理，无论哪种类型的裂缝（包括纵向裂缝、横向裂缝以及不规则裂缝），都能进行有效的预防和修复。灌缝施工技术主要利用沥青路面灌缝机，同时采取热熔型密封胶为原料，对裂缝进行填补处理，有利于增强路面的防水性能，并且密封胶的黏性好，能够大幅度延长路面使用寿命。

1.2 灌缝施工材料分类

当前灌缝施工材料主要分为多种类型，如普通热沥青、橡胶改性沥青以及改性沥青。施工中使用最多的为普通热沥青，该材料的优点在于成本低、防水性能好，但施工过程中容易受到温度条件影响，因此很难应用在温差较大的环境下。改性沥青通过高分子聚合物对普通沥青进行改性后研制而成，具有普通热沥青的全部优点，不再受到温度条件影响，即使在低温下也能保证一定抗裂性能。橡胶改性沥青的优势为延展性，尤其在中低温气候环境下表现优异，与改性沥青相同，低温抗裂性能优秀，非常适合温度较低的地区。

2 沥青路面裂缝类型与成因分析

2.1 荷载裂缝

公路路面裂缝形成因素众多，其中最普遍的就是车辆荷载压力引起的裂缝。由于近些年道路车辆不断增加，导致荷载作用也在持续提高，甚至存在超负荷运行的情况，而道路长期高负荷运行就会出现路面结构破损。另外路面受到荷载，基层底部会形成拉应力，并会随着路面负荷增加而提高，在超过基层底部承受力后，便会出现开裂并延伸到路面表层。因此荷载型裂缝大多从基底部分开始，如果在形成裂缝后持续受到较大的荷载压力，就会呈现在路面结构中，此类裂缝大多为纵向，顺着道路前进方向龟裂。

2.2 温度裂缝

温度条件也是产生裂缝的重要因素，大多由明显的温度变化产生，所以才会被广泛称为温度裂缝。通过分析温度裂缝主要包含收缩与温度疲劳引起的路面裂缝，很多地区天气差异较大，在气候变化过程中外界温度不断降低，路面结构温度自然也会迅速下降，在巨大的温差变化影响下，就会形成温度拉应力，如果应力大于路面承受能力，便会形成明显的路面裂缝。温度裂缝以横向、块状为主，但是也存在纵向裂缝。

2.3 反射裂缝

反射裂缝也是从基层开始拓展，最终延伸到路面表层，此类裂缝大多出现在半刚性基层路面中，主要由温度或湿度条件引起，基层产生明显的温缩或干缩裂缝，初期阶段只是细小的裂纹状，随着时间推移形成裂缝，当裂缝迅速扩大，便会显现在路面表层。反射裂缝大多为横向裂缝。

2.4 沉降裂缝

对于沉降裂缝来说，主要由路基施工不当造成，路面会随之形成纵向、横向裂缝。通过分析沉降裂缝与路基材料的联系较小，因为路基沉降大多为内部结构上的断裂，所以和路基填挖方法有关。另外，路面老化也是造成裂缝的关键，主要集中在接缝部位，由施工方法不当引起龟裂。

3 灌缝施工技术在沥青路面养护中的应用价值

3.1 降低路面的修复成本

传统沥青路面养护施工技术，对裂缝病害的封堵不仅需要投入大量材料、设备，在施工结束后观察发现一年失效率达到90%，这也代表传统养护施工技术效益较低。相比之下灌缝施工技术无须投入更多材料或机械设备，施工流程也较为简单便捷，总体来看投入的资金成本有所降低，并且路面的使用寿命明显更长。通过分析经过灌缝施工技术养护的路面，三年后的合格率仍然能够保持在95%，通过延长沥青路面使用寿命，降低日常维护管理费用。

3.2 增强路面结构美观性

沥青路面病害不仅会影响行车安全，同时道路的美观性也会有所降低。以往沥青路面养护技术并不重视路面的美观性，加上材料与工艺上的不足，养护施工结束后便会产生灌缝不到位或不均匀等现象，若在夏季施工受到高温影响容易形成大面积泛油，在车辆通行后便会产生路面污染。若使用灌缝施工技术，能够有效预防灌缝缺失、不均匀等问题，并且在投入使用后不会出现泛油，切实保障了沥青路面修复后的美观性。

3.3 提高社会与经济效益

灌缝施工技术的最大优势在于社会效益与经济效益。在社会效益方面一次修补就能投产多年，大大延长了沥青路面使用寿命。相比传统养护技术还能降低劳动强度，任何类型的裂缝都可以应用该技术进行预防、矫正。在经济效益方面灌缝施工技术不仅可以降低资源投入，同时有利于缩减后续的养护费用，增强沥青路面耐久性，从而避免再次出现损坏。

4 灌缝施工技术在沥青路面养护中的应用流程

4.1 材料要求

在沥青路面灌缝养护施工中，需要严格把控裂缝灌缝的修补材料，这样才能提高沥青路面养护效果。首先避免采用价格低廉、质量较差的灌缝材料，其次低标号的普通沥青灌缝材料同样不能使用。大多数情况下灌缝施工要求材料耐久性优秀，防止养护施工后短时间内再次出现病害问题，尤其是劣质材料会削弱修补效果。另外，灌缝施工材料应具备一定抗疲劳性能、延伸性能，以此来应对自然环境的影响，外界环境变化会对沥青路面造成直接损害，通过填补抗疲劳性、延伸性好的材料，沥青路面结构受到的影响将会大幅降低。施工前必须按照要求选择原材料，确保灌缝施工后可以增强路面结构综合性能，延长沥青路面的使用寿命。

4.2 施工准备

在灌缝施工前应根据现场情况做好准备，首先严格检查各类机械设备，其中包括开槽机与灌缝机，确保不存在任何故障问题，能够正常运转并投入施工中。其次对现场进行勘察与测量，掌握路面的具体情况，根据需求设计施工方案，施工前开启灌缝机设备，在加热管内加注密封胶，将温度上升到190C左右不断搅拌，尽量避免超过200C。另外对施工路段进行封闭式管理，为了保障施工人员安全，应杜绝车辆通行，并在边缘处设置警示牌。

4.3 开槽

灌缝施工中会对裂缝进行开槽处理，根据路段内的实际情况，调整开槽机上的锯片，确保能够满足施工要求。表1为槽口的尺寸标准。在对裂缝进行开槽时，注意按照裂缝方向进行，严格控制开槽形状避免出现不规则性，若裂缝本身就是不规则的类型，尤其是存在急转弯的裂缝，则应尽量采取两次分割的方法，从而保证开槽形状规则性。沥青路面裂缝宽度未能超过3cm时，大多无需开槽而是直接填充密封胶，不仅能够起到良好的修复效果，同时减少了开槽这一环节，有利于节约施工成本。

表1 槽口的适量尺寸参数

4.4 清槽

开槽施工结束后将内部所有杂物清除干净，避免对后续的施工造成影响，一般来说开槽施工都会产生大量的残渣，若不清理干净便会影响密封胶的黏结度。当下应使用空压机进行清扫，结合人工将其中的残渣彻底清除，在使用空压机时利用高压喷气，即可将每条裂缝中的垃圾清理干净。但是需要注意若路面温度仅有4C的条件下，清槽施工结束后内部便会形成水汽，槽口位置往往会通过加热设备处理，否则直接填补密封胶同样会降低黏结性。在施工前必须仔细检查10cm范围裂缝的路面是否存在杂物，尤其是垃圾、灰尘应及时清理，确保密封胶能够更好地黏结在周边沥青混凝土上。

4.5 烘槽

上述提到了路面温度低于4C的条件下，槽内便会形成大量水汽影响施工效果，为了能够解决槽内水汽，应采取烘烤处理措施，主要通过火焰枪对槽口位置进行烘烤，利用高温处理增强路面结构与密封胶的黏结力。但是要控制好火焰枪的温度，大多数情况下槽口温度应保持在70C内，可以按照这个标准设置烘烤温度。

4.6 备料

施工前将密封胶进行预热，通过灌缝机加热到190C左右备用，出料时温度要＞190C才能满足施工需求。另外，不同的材料加热需求存在差异，若施工中采用的是改性沥青，该材料经过反复加热会出现硬渣，施工中造成出料管堵塞问题，还会浪费材料资源，因此经过加热的密封胶应在当天内使用完毕。

4.7 灌胶

灌胶是整个施工流程中的关键环节，应严格按照施工方案进行灌缝，先等待机器设备内的密封胶温度达到190C，之后再进行施工，利用刮平器上的压力喷头，将设备内的密封胶均匀喷射到开槽内，最终在沥青路面修复路段形成T型密封层，宽度控制在3cm左右较为适宜。根据以往的工程实践来看，灌胶施工容易受到环境温度变化影响，导致密封胶的黏结效果变差，因此施工过程中要严格控制灌入胶体的离地高度。大多数情况下会根据温度条件进行改进，若炎热的夏季进行灌缝施工，胶体离地高度应控制在0.5mm适当；相反秋冬气温较低的季节施工，高度应保持在0.5～1mm的范围内。施工过程中应保证连续性、均匀性，严格按照每个区域的要求灌胶，注意控制避免缝底产生气泡，对施工质量造成负面影响。

4.8 施工温度

灌缝施工技术对于温度条件要求较高，一般来说室外温度应在10C左右。如果室外温度较高，受到热胀冷缩影响，裂缝就会变小为灌注密封胶增加难度；相反如果室外温度较低则会影响密封胶的黏结度，甚至在施工后出现密封胶脱落等问题。因此，灌胶施工必须保证室外温度达到10C，才有利于提高灌缝养护施工的质量。

4.9 交通封闭与开放

为了保证施工人员的安全，应提前对施工区域进行封闭管理，安排安全员在施工路段的前后两端指挥交通，施工路段前后都要设置警示牌，同时在分割线上放置导向牌，封闭区域尽量＜1.5km。一般来说施工结束后需要静置等待密封胶自然冷却，并对路面上的残渣进行清扫，确保车辆能够安全通行。大多数情况下密封胶自然冷却时间为30min，若施工路段交通流量相对较大，则必须在施工结束后快速开放通行。可以通过在密封胶表面铺设石粉、砂子的方法，将冷却时间降低到10min，避免开放车辆通行后对密封胶造成负面影响。

5 灌缝施工技术在沥青路面养护中的注意事项

灌缝施工技术作为当前主要的沥青路面养护手段，能够有效修复轻微破损或严重病害，切实延长沥青路面使用寿命。但是想要提高养护效果，必须确定最佳的处理时间，一般来说气温过高的条件下，密封胶冷却时间也会延长，在未冷却完成后开放交通，汽车碾压便会将未冷却的密封胶带走。气温较低的条件下密封胶不容易发生熔融，可能造成原材料的浪费。通过分析，灌缝施工技术的最佳应用时间为3～5月，由于该阶段路面受到冬季寒冷空气的作用，会出现紧缩的状态，裂缝宽度会达到最大值，有利于提高填补效果。

6 结语

通过分析沥青路面裂缝病害，得出应采取灌缝施工技术进行养护。要提前制定详细的施工方案，避免受到各类不利因素影响，从而有效减少沥青路面开裂问题，充分发挥出灌缝技术的优势。为了提高沥青路面养护效果，施工过程中要注意把握好灌缝时机，选择适配的灌缝材料与设备，同时严格按照工艺要求作业，从而起到良好的预防性、矫正性养护作用。灌缝施工技术是维护道路交通安全的重要措施，能够解决各类沥青路面裂缝病害，为我国交通行业发展奠定良好基础。