刻槽灌縫在瀝青路面裂縫修補中的應(yīng)用與分析

■王昌標(biāo)

（南平高速公路養(yǎng)護工程有限公司，南平 353000）

1 引言

瀝青混凝土路面在長期使用過程中，由于受到車輛荷載和溫度的反復(fù)作用，會出現(xiàn)各種形式的裂縫。裂縫的產(chǎn)生使雨水容易滲入瀝青混凝土路面的面層、基層甚至路基內(nèi)部，進一步會導(dǎo)致路面的唧漿、網(wǎng)裂、松散、坑槽等病害的出現(xiàn)加劇路面損壞并降低路面的行駛質(zhì)量。因此，路面裂縫修補技術(shù)是瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)的重要組成部分，是減緩路面病害出現(xiàn)、延長路面使用壽命的有效手段。

本文根據(jù)福銀高速（南平二期）65 條路面裂縫的刻槽灌縫和貼縫帶封縫兩種工藝在處治效果方面的對比分析，為同類路面結(jié)構(gòu)層和氣候條件下瀝青路面的裂縫修補提供技術(shù)參考。

2 工程概況

福銀高速(南平二期)位于南平邵武境內(nèi)，于2005年12 月建成通車。其路面結(jié)構(gòu)層形式為：4cm 厚AK-16A 瀝青砼抗滑表層+6cm 厚AC-20I 中粒式瀝青砼+8cm 厚AC-25Ⅱ中粒式瀝青砼+30cm 厚5%水泥穩(wěn)定級配碎石+16cm 厚3%水泥穩(wěn)定級配碎石+15cm 厚級配碎石墊層。

該路段屬于山區(qū)低溫氣候，7、8 月極端高溫達40℃，1 月極端低溫-5℃，年平均氣溫為23℃；年平均降水量達1800mm 左右。目前該段高速公路的路面裂縫類型主要是橫向裂縫及縱向裂縫，平均每5～10m 就有一條裂縫（橋梁和隧道外），且裂縫較寬，如圖1 所示。

經(jīng)調(diào)查分析，本段瀝青路面裂縫主要形式為：（1）半剛性基層干縮開裂引起的反射裂縫；（2）受天氣影響的低溫收縮裂縫；（3）路基填挖交界或橋頭搭板交界位置處治不到位引起結(jié)構(gòu)破壞裂縫。

圖1 路面裂縫病害

3 裂縫處治方案

針對福銀二期路面的裂縫類型和裂縫病害程度，一般采用刻槽灌縫和貼縫帶封縫工藝進行處治。

3.1 刻槽灌縫工藝

刻槽灌縫指采用刻槽機、灌縫機等專業(yè)設(shè)備和密封膠等專業(yè)材料進行裂縫修補的一項養(yǎng)護技術(shù)。刻槽灌縫施工工藝通過對路面裂縫進行開槽、清縫后灌入加熱至符合要求的密封膠，確保路面雨水不致通過路面裂縫滲入路面結(jié)構(gòu)層和路基內(nèi)。其施工工藝流程為：施工布控→開槽→清縫→灌縫→養(yǎng)護→撤控開放交通。密封膠應(yīng)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)如表1。

表1 密封膠技術(shù)指標(biāo)

灌縫作業(yè)時，應(yīng)保證每條裂縫的灌注是連續(xù)的，以保證裂縫內(nèi)的密封膠呈連續(xù)密封狀態(tài)，如出現(xiàn)未完成填封的裂縫需要再次進行灌縫處理。

灌縫噴嘴有兩種類型：針式噴嘴和帶小拖靴式噴嘴，兩種噴嘴工藝示意見圖2、圖3。

圖2 針式噴嘴灌縫示意圖

圖3 小拖靴式噴嘴灌縫示意圖

為確保雨水不會從縫邊滲入路面結(jié)構(gòu)層，推薦使用帶小拖靴式噴嘴進行灌縫作業(yè)，這樣以便在裂縫頂面兩側(cè)形成一貼封層。施工中要嚴(yán)格控制灌縫機密封膠的加熱溫度，減慢灌縫速度，防止灌縫料的流淌影響灌縫的質(zhì)量。

3.2 貼縫帶封縫工藝

貼縫帶封縫是指對路面裂縫不開槽、不處理，只對路面裂縫表面作簡單清掃即可施工的一種處治方式。

貼縫帶封縫工藝是根據(jù)裂縫的寬度裁割貼縫帶，并用液化氣噴火槍烘烤縫面和貼縫帶粘貼面；當(dāng)瀝青縫面出現(xiàn)油點和貼縫帶粘貼面變油滑時，將貼縫帶粘貼在縫面上。其施工工藝流程為：施工布控→清縫→烘烤縫面和貼縫帶粘貼面→粘貼貼縫帶→撤控開放交通。

4 裂縫處治效果與分析

4.1 處治效果

（1）裂縫處治3 天后進行檢測觀察：采用刻槽灌縫工藝處治的51 條路面裂縫在原裂縫處均未再次發(fā)生開裂現(xiàn)象，處治過的裂縫表面較平整、無氣泡；車輛碾壓不變形不粘胎，達到質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)；采用貼縫帶封縫工藝處治的14 條路面裂縫，有1 條在原裂縫處發(fā)生開裂現(xiàn)象，有2 條貼縫帶發(fā)生卷胎帶走。詳見圖4～5。

圖4 施工3 天后(刻槽灌縫)

圖5 施工3 天后(貼縫帶)

（2）裂縫處治6 個月后（經(jīng)過一個高、低溫季節(jié)循環(huán)），再次進行回訪觀察：采用刻槽灌縫工藝處治的51裂縫中，在原裂縫處發(fā)生開裂的1 條、發(fā)生縫邊碎裂的3 條；14 條采用貼縫帶封縫中有8 條再次發(fā)生開裂現(xiàn)象,另有2 條貼縫帶被卷胎帶走。詳見圖6～7。

圖6 6 個月后觀察(刻槽灌縫)

圖7 6 個月后觀察(貼縫帶)

4.2 原因分析

結(jié)合本工程交通環(huán)境及路面結(jié)構(gòu)分析裂縫病害處治效果差異如下：

（1）刻槽灌縫產(chǎn)生縫邊碎裂主要是因為道路表面較為松散、刻槽時崩邊現(xiàn)象嚴(yán)重且邊緣粗糙導(dǎo)致，因此采用刻槽灌縫工藝處治路面裂縫時，須保證刻槽居中于裂縫，并確保裂縫兩側(cè)碎邊切割到位、縫邊整齊。

（2）路基填挖交界或橋頭搭板交界處的路面基層開裂或路基下沉是引起再次產(chǎn)生裂縫的主要原因。因此在對路基填挖交界或橋頭搭板交界處的路面裂縫進行刻槽灌縫處治時，建議先對損壞路面基層或路基進行處理后再進行。

（3）貼縫帶被卷胎帶走的主要是因為貼縫時路表面潮濕不夠干燥、縫面清理不夠干凈或未采用橡膠錘封邊等原因?qū)е?。因此采用貼縫帶封縫施工時必須保證路面干燥、縫面干凈無雜質(zhì)粉塵，確保貼縫帶表面與縫面緊密粘貼，并用橡膠錘或木錘對貼縫帶進行封邊。

（4）通過一個高、低溫季節(jié)循環(huán)后，發(fā)現(xiàn)貼縫帶開裂現(xiàn)象較嚴(yán)重，分析其主要原因是所用的貼縫帶低溫脆裂、抗拉強度和延伸率等指標(biāo)不適應(yīng)項目所在地氣候條件（項目施工所在地年最低氣溫為-5℃），因此在進行貼縫帶封縫時一定要對貼縫帶的相關(guān)指標(biāo)進行試驗檢測，以確保適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件。

5 養(yǎng)護成本分析

刻槽灌縫工藝與貼縫帶封縫工藝的施工成本受施人工機械費和材料費不同而區(qū)別較大。材料費受品牌影響差異較大，如科來福密封膠價格大約在13 元/㎏，其他國產(chǎn)品牌密封膠平均在10 元/㎏；魁道貼縫帶約6.5 元/m，其他國產(chǎn)品牌貼縫帶價格較接近平均4 元/m 左右。對比如下表所示：

表2 刻槽灌縫與貼縫帶封縫施工成本及處治有效率對比

基于工藝措施成本和處治有效率分析來看，雖然刻槽灌縫工藝的施工成本較貼縫帶高2 倍左右，但其裂縫處治有效率比貼縫帶工藝高約3 倍。因此推薦刻槽灌縫工藝作為該段路面裂縫處治的主要修補方法。

6 結(jié)語

通過對兩種裂縫修補技術(shù)的對比分析，對于本路段情況，刻槽灌縫具有較好的效果。為提高路面裂縫修補質(zhì)量，提出有以下幾點建議：

（1）刻槽灌縫工藝與貼縫帶工藝可聯(lián)合應(yīng)用，當(dāng)采用刻槽灌縫工藝處治的路面裂縫主縫邊上存在少量較細支縫時，采用貼縫帶工藝進行封閉處理，有利于保證路面裂縫的全封閉；

（2）密封膠質(zhì)量是保證灌縫的重要條件，密封膠不但要滿足技術(shù)規(guī)范要求，還需適應(yīng)實際工程特殊環(huán)境交通情況，同時，裂縫處置時間也對修補質(zhì)量有重要影響，裂縫處治一般宜在秋冬季進行。

（3）瀝青路面裂縫處理前，應(yīng)對裂縫病害進行必要的檢測分析，針對裂縫形成原因和發(fā)展?fàn)顩r，采取技術(shù)可靠，經(jīng)濟性好的裂縫處理措施。

［1］郭忠印，李立寒.瀝青路面施工與養(yǎng)護技術(shù).北京：人民交通出版社，2003.

［2］許永，趙鴻鐸.瀝青混凝土路面裂縫處理技術(shù)研究.山東交通學(xué)院學(xué)報，2005(6).

[3]福建省高速公路有限公司,福州大學(xué)道路與橋梁工程系.濕熱地區(qū)高速公路瀝青路面裂縫處治技術(shù)研究.2012.