淺析瀝青路面灌縫技術(shù)的應(yīng)用及效果評估

付景麗

（蘭州公路管理局七道梁隧道養(yǎng)護(hù)管理所 甘肅蘭州 730000）

淺析瀝青路面灌縫技術(shù)的應(yīng)用及效果評估

付景麗

（蘭州公路管理局七道梁隧道養(yǎng)護(hù)管理所 甘肅蘭州 730000）

1 概述

瀝青路面裂縫是瀝青路面幾類破損中最長見、最易發(fā)生的和最早期產(chǎn)生的病害之一，它幾乎伴隨著公路的整個使用期，并隨著路齡的增長而加重。出現(xiàn)裂縫如不及時維修處治，地表水及雜物易沿裂縫侵入路面結(jié)構(gòu)和路基，導(dǎo)致路面承載能力下降，加速路面局部或成片損壞，不但影響路容美觀和行車的舒適性，而且縮短路面的使用壽命，增加維修費(fèi)用。灌縫是一種預(yù)防性的養(yǎng)護(hù)措施，旨在防止水進(jìn)一步侵蝕道路。使用灌縫材料能夠阻止?jié)B水、基底結(jié)冰和結(jié)構(gòu)破壞，更重要的是，灌縫能夠延長瀝青路面的使用壽命，而且施工費(fèi)用較低，僅為挖補(bǔ)路面費(fèi)用的1/6。針對裂縫對路面的危害性，選擇適合現(xiàn)有公路特點(diǎn)的維護(hù)處治裂縫的材料，機(jī)具和施工工藝顯得尤為重要。

2 裂縫類型及產(chǎn)生原因

路面裂縫可分為縱裂縫、橫裂縫、網(wǎng)裂、塊狀裂縫等。

（1）縱裂縫?？v裂縫通常產(chǎn)生在拓寬的新舊路面交界處或路基半填半挖處，由路面不均勻沉陷引起；或在瀝青路面施工的縱向接縫處，由施工接縫不善引起；或軟地基處理不徹底引起；在行車荷載作用下，應(yīng)力分布不均，形成車轍，車轍的邊緣也易形成縱裂縫。

（2）橫裂縫。橫裂縫通常是由于溫度、濕度的變化、路面層產(chǎn)生收縮和路面應(yīng)力不能均勻分布而引起的；半剛性基層的收縮裂縫及其面層的反射裂縫，大多是橫向裂縫。

（3）塊狀裂紋。塊狀或方形，它是由于路基或底層鋪路材料塌陷或車輛超載造成的。

（4）網(wǎng)裂。它是由于道路結(jié)構(gòu)己嚴(yán)重破壞，此時道路已經(jīng)不能再進(jìn)行灌縫修復(fù)，只能通過中修來恢復(fù)道路通車能力。

3 施工要求

在實(shí)施灌縫之前對路面狀況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查。采取灌縫措施的路面應(yīng)符合相應(yīng)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)指標(biāo)要求，將保持路面PQI指數(shù)處于良好、PCI指數(shù)處于中以上、RQI指數(shù)處于良好以上、PSSI指數(shù)處于良好以上作為目標(biāo)，采用路面及橋梁管理系統(tǒng)的路況信息，結(jié)合日常及年度養(yǎng)護(hù)檢查結(jié)果確定實(shí)施路面灌縫的路段。

結(jié)合近幾年來對各條線路路面灌縫施工的實(shí)際情況以及密封膠性能指標(biāo)、灌縫施工工藝的特點(diǎn)，灌縫施工的外部環(huán)境應(yīng)達(dá)到以下要求：

（1）施工溫度：施工溫度是造成密封膠脫落的原因之一。路面潮濕和溫度低于4℃就會降低密封膠的粘結(jié)力，容易脫落。路面整體溫度較低，密封膠灌縫后，溫度下降較快，密封膠收縮明顯，密封膠與槽壁之間溫度應(yīng)力較大，將降低密封膠與路面的粘結(jié)力。

（2）裂縫濕度：灌縫時路面應(yīng)干燥，如潮濕會降低密封膠與路面的粘結(jié)力，造成部分密封膠脫落。

（3）保持清潔：灌縫前，用空壓機(jī)將開過槽后的裂縫中的灰塵雜物及周邊松動的物體清除干凈，保持裂縫的清潔。

（4）灌縫范圍：車轍嚴(yán)重，尤其是形成網(wǎng)裂的路面，不宜用此方法處理裂縫。

4 施工工藝

（1）施工步驟準(zhǔn)備工作：檢查開槽機(jī)與灌縫機(jī)，確保其技術(shù)狀況良好；根據(jù)路面裂縫的具體情況，確定補(bǔ)縫設(shè)計(jì)方案；啟動灌縫機(jī)并向密封膠加熱罐內(nèi)添加密封膠，將密封膠加熱、攪拌至170～180℃。并根據(jù)要求對灌縫作業(yè)區(qū)域進(jìn)行封閉。

（2）開槽：按照設(shè)計(jì)的開槽尺寸，預(yù)先調(diào)節(jié)好開槽機(jī)開槽深度和寬度，成南高速設(shè)計(jì)開槽寬度為10mm，開槽深度8～12mm，然后進(jìn)行開槽作業(yè)。作業(yè)時，根據(jù)裂縫寬度種類情況，及時調(diào)節(jié)開槽尺寸，滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）清縫：用肩背式吹風(fēng)機(jī)將槽內(nèi)的碎渣及裂縫兩側(cè)至少10cm范圍內(nèi)的灰塵徹底清掃干凈。

圖1 開槽機(jī)對路面裂縫進(jìn)行開槽

（4）灌縫：若在氣溫低于4℃時補(bǔ)縫，灌縫機(jī)須配有預(yù)熱設(shè)備對開槽部位進(jìn)行預(yù)熱，若在此溫度下不預(yù)熱就進(jìn)行補(bǔ)縫，會降低密封膠的粘結(jié)力；如果在氣溫高于4℃時補(bǔ)縫，可不進(jìn)行預(yù)熱。在密封膠加熱溫度達(dá)到170～180℃時，用灌縫機(jī)上帶有刮平器的壓力噴頭將密封膠均勻地灌入槽內(nèi)，并在裂縫兩側(cè)拖成一定寬度與厚度的封層，每邊寬出10mm，高出原路面3mm，撒少量玄武巖石屑。

圖2 對路面進(jìn)行灌縫

（5）養(yǎng)護(hù)：用密封膠灌縫后，在密封膠充分冷卻并把路面上的碎渣清掃干凈后，才能開放交通，一般冷卻時間為15min左右，具體開放交通時間根據(jù)氣溫情況靈活掌握。

5 工程應(yīng)用及效果評價

5.1 工程背景

國道109線河海路位于甘肅省蘭州市永登縣境內(nèi)，是我省“兩縱兩橫”公路主骨架的組成部分，也是蘭州通往新疆、青海等省區(qū)，溝通省、市之間政治、經(jīng)濟(jì)與文化交流的主要通道。交通量逐年增長（近三年年平均日交通量2013年6627輛、2014年6804年輛、2015年9093輛），路況也逐年下降，2013年對其中的K1747+336-K1783+500段實(shí)施了灌縫膠灌縫工程，通過三年的觀測表明：灌封膠灌縫對處治路面早期裂縫的封閉和預(yù)防后期水害的縱向延伸效果明顯。

5.2 病害發(fā)展情況分析

該工程共對23km路段內(nèi)11890m橫縫、縱縫進(jìn)行了灌封膠灌縫。經(jīng)過對實(shí)施了灌縫膠施工的瀝青路面進(jìn)行跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有90.2%的裂縫能夠完全封閉，杜絕了路面水的滲入，至今情況良好。對比相同技術(shù)條件的路段實(shí)施普通瀝青施工的情況，道路原有病害發(fā)展加劇的情況明顯降低，路面發(fā)生反射裂縫、網(wǎng)裂的情況僅占總灌縫的10.2%，且灌縫膠與縫隙結(jié)合良好，脫落現(xiàn)象少，對車輛碾壓敏感性差，經(jīng)過冬季低溫及夏季高溫季節(jié)不良環(huán)境檢測，穩(wěn)定性及抗裂性較好，對瀝青路面起到較好的保護(hù)作用，推遲了道路大中修施工。

5.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

5.3.1 不同灌縫材料的比較

（1）裂縫修補(bǔ)成本降低，采用傳統(tǒng)瀝青灌縫封堵法，常規(guī)灌縫的瀝青材料為AH-90、AH-110、AH-130；使用的主要機(jī)具有：材料灌入工具、材料加熱罐（箱）、加熱材料主要是煤；灌縫器皿一般用水壺改成。雖然施工設(shè)備費(fèi)用投入幾乎沒有、初期施工造價較低，但1年失效率為90%以上。對于開槽式修補(bǔ)法，雖然初期施工投入較高、初期施工造價較高，但其使用壽命長，裂縫密封的效果好，有效率大為提高，使用3年后，除個別路段因路基病害加劇引起失效外，開槽式修補(bǔ)處理的裂縫有效率達(dá)到95%以上。

圖3 剛施工完成灌縫

圖4 灌縫一年后

（2）美觀性大幅提升傳統(tǒng)修補(bǔ)法因受施工工藝和材質(zhì)影響，容易出現(xiàn)灌縫不到位、縫寬粗細(xì)不勻等情況，尤其是在夏季高溫季節(jié)容易產(chǎn)生泛油，并經(jīng)車輪拖帶，出現(xiàn)大面積路面污染現(xiàn)象。開槽式修補(bǔ)法有效解決了灌縫不到位、縫寬粗細(xì)不勻等情況，并且冬季低溫季節(jié)不開裂，夏季高溫季節(jié)不泛油，路面美觀性大幅提升。

5.3.2 養(yǎng)護(hù)資金的比較

以該工程為例，2013年G109線河海路K1747+336-K1783+500段實(shí)施路面灌縫8976m，所用的養(yǎng)護(hù)資金為26.928萬元，該段道路油路修補(bǔ)數(shù)量為6897.28m2，所用的養(yǎng)護(hù)資金為68.9728萬元；2014年在該段路面實(shí)施的灌縫6539m，所用的養(yǎng)護(hù)資金為19.617萬元，油路修補(bǔ)數(shù)量為6608.75m2，所用養(yǎng)護(hù)資金為66.0875元；2015年在該段路面實(shí)施的灌縫為4907m，所用的養(yǎng)護(hù)資金為14.721萬元，油路修補(bǔ)數(shù)量為6742.68m2，所用養(yǎng)護(hù)資金為67.4268萬元；經(jīng)比較在該段路上2014年比2013年節(jié)約養(yǎng)護(hù)資金萬10.2萬元，2015年比2014年節(jié)約養(yǎng)護(hù)資金3.56萬元，通過以上的數(shù)據(jù)分析，把道路使用呈衰減趨勢考慮進(jìn)去，可以看出路面灌縫在一定程度上節(jié)約了養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。說明該預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，不僅可減低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，耐久性明顯提高，降低勞動強(qiáng)度，而且可以縮短施工工期，減少對交通的影響，延長瀝青路面使用壽命，有良好的實(shí)踐性和較好的經(jīng)濟(jì)效益。

U414.3

A

1004-7344（2016）21-0156-02

2016-7-10