路面灌縫施工技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用分析

劉田繼

Engineering technique 工程技術(shù)

路面灌縫施工技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用分析

劉田繼

（甘肅甘南公路局合作公路段，甘肅 合作 747000 ）

公路路面裂縫是道路工程常見病害之一，會(huì)對(duì)道路使用壽命以及路面行車安全產(chǎn)生重要影響。路面裂縫是無法完全避免的，這是一種客觀存在的道路病害問題，路面裂縫種類比較多，而且形成原因也比較復(fù)雜，需要投入大量人力和財(cái)力進(jìn)行處理。灌縫施工技術(shù)是目前處理公路路面裂縫比較常用的施工技術(shù)，施工操作和流程簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)性突出、路面裂縫處理效果明顯，而且處理后的路面裂縫穩(wěn)定性突出，深受道路工程人員信賴。本文在簡(jiǎn)要分析了公路路面裂縫的主要類型及其形成原因，以及公路路面裂縫的危害和路面灌縫施工最佳處理時(shí)間的基礎(chǔ)上，探究了公路路面灌縫施工技術(shù)工藝流程，以及施工注意事項(xiàng)，以期對(duì)業(yè)內(nèi)相關(guān)人士起到借鑒作用。

公路路面；灌縫施工技術(shù)；公路養(yǎng)護(hù)

0 引言

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)于道路工程需求量不斷增長，公路工程已經(jīng)成為各個(gè)地區(qū)之間交流互通的重要基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)也是發(fā)展區(qū)域文化以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)等方面的重要組成部分。在公路長期使用過程中，公路養(yǎng)護(hù)是非常關(guān)鍵的工作內(nèi)容，可以說公路養(yǎng)護(hù)效果，會(huì)直接影響公路使用壽命和公路行車安全系數(shù)。路面裂縫處理是公路養(yǎng)護(hù)的核心工作之一。灌縫施工技術(shù)是公路養(yǎng)護(hù)中的重要方式，能夠有效避免路面裂縫的延伸與生長，已經(jīng)逐漸成為公路養(yǎng)護(hù)處理路面裂縫的首選技術(shù)。雖然目前灌縫施工技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但在具體施工過程中仍然有比較多的環(huán)節(jié)需要加強(qiáng)注意和管理。

1 公路路面裂縫的主要類型及其形成原因

綜合來看，造成公路路面出現(xiàn)裂縫的因素比較多，例如設(shè)計(jì)方案不合理、施工技術(shù)不過關(guān)、公路路基發(fā)生沉降、路面行車嚴(yán)重超載、環(huán)境溫度影響、后期養(yǎng)護(hù)不到位等方面，這些因素都會(huì)引起公路路面裂縫。從整體來看，公路路面裂縫的主要類型有以下幾種：

1.1 載荷裂縫

載荷裂縫大多分為橫向裂縫，也有少部分以縱向裂縫的形態(tài)出現(xiàn)。橫向裂縫與公路路面的行車方向不同，與路面中心線呈垂直角度分布，一些比較嚴(yán)重的橫向裂縫不僅裂縫尺寸比較大，而且還會(huì)貫穿整個(gè)道路路面。而縱向裂縫是與道路同向而行分布，有些由于載荷因素引起的縱向裂縫長度可達(dá)數(shù)百米，縱向裂縫不斷發(fā)展并延伸，最終與橫向裂縫發(fā)生交錯(cuò)，會(huì)使路面裂縫發(fā)展成網(wǎng)狀形式。

載荷裂縫的出現(xiàn)主要是由于公路通車行車時(shí)間比較長，路面長期處于負(fù)載環(huán)境下，這樣就會(huì)給路基施加比較強(qiáng)的載荷力，一旦這種向下的拉力數(shù)值超過道路路面抗拉強(qiáng)度極限數(shù)值時(shí)，裂縫就會(huì)從路面底部延伸到公路路面表層，進(jìn)而引發(fā)路面載荷裂縫。再加上部分車輛為了產(chǎn)生更大的運(yùn)輸利潤，存在超載運(yùn)輸問題，這樣就會(huì)導(dǎo)致道路行車超載問題嚴(yán)重，大量超載車輛通行也會(huì)給路基以及路面施加較強(qiáng)的載荷應(yīng)力，這樣也會(huì)使路面承受不了外界帶來的巨大載荷力以及來自路基的向下拉應(yīng)力，進(jìn)而引發(fā)路面裂縫[1]。

1.2 溫度裂縫

這種裂縫也是目前在公路路面中比較常見的形式之一，從整體發(fā)生類型來看，溫度裂縫以橫向裂縫居多，少部分為縱向裂縫。公路路面溫度裂縫的形成原因主要是來自于混凝土材料的水化熱過程，當(dāng)混凝土澆筑完畢后，混凝土?xí)饾u凝固，但在這一段時(shí)間混凝土?xí)尫糯罅繜崃?，這就需要進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，保證混凝土水化過程內(nèi)外溫度差值和含水量差值趨于正常數(shù)值。然而一旦這種差值的平衡被打破，混凝土就會(huì)因?yàn)檫^高的溫度而發(fā)生變形，混凝土體積會(huì)不斷增大，其內(nèi)部的溫度無法快速釋放出來，便會(huì)在混凝土內(nèi)部形成比較大的拉應(yīng)力。再加上混凝土路面表面溫度快速下降，這時(shí)就會(huì)給混凝土在外部施加較強(qiáng)的收縮應(yīng)力，內(nèi)部的拉應(yīng)力和外部的收縮應(yīng)力相互作用，一旦超過混凝土材料的抗壓強(qiáng)度極值，路面就會(huì)形成溫度裂縫。雖然客觀上講，公路路面的溫度裂縫無法完全避免，但是可以通過合理配置混凝土材料水灰比、選擇水化熱較低的混凝土材料、以及做好后期路面養(yǎng)護(hù)等方式進(jìn)行防治。

1.3 沉陷裂縫

沉陷裂縫主要是由于公路路基失穩(wěn)造成的，而公路路基失穩(wěn)也是道路工程施工中比較常見的質(zhì)量問題。道路路基發(fā)生沉陷就會(huì)破壞公路原有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性被破壞，出現(xiàn)比較多的斷裂或者沉降，進(jìn)而引發(fā)路面裂縫。通常來講，一旦路基發(fā)生沉降，則公路路面必然會(huì)出現(xiàn)裂縫。造成路基沉陷的原因比較多，比如路基回填土材料不合理、回填壓實(shí)度不足、路基屬于軟弱地基、路基含水量比較大等因素。此外，大量地表徑流沖刷以及地震等自然因素，也會(huì)使道路內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降，從而引發(fā)道路路面沉陷裂縫。

2 公路路面裂縫的危害及其最佳處理時(shí)間

2.1 裂縫危害

在公路病害中，路面裂縫是一種比較常見的病害，不僅對(duì)道路建設(shè)單位與養(yǎng)護(hù)單位會(huì)帶來較大影響，同時(shí)也會(huì)影響道路行車安全。首先，路面裂縫會(huì)增加道路養(yǎng)護(hù)單位的成本；其次，裂縫會(huì)對(duì)公路的使用壽命產(chǎn)生巨大影響，這樣就會(huì)在一定程度上給道路建設(shè)單位帶來較大負(fù)面影響。比如路面徑流會(huì)沿著裂縫滲入到道路內(nèi)部，破壞道路內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，擾亂路基穩(wěn)定性，使路基失穩(wěn)，進(jìn)而引發(fā)更嚴(yán)重的路基塌陷等問題；另外，路面裂縫會(huì)對(duì)道路行車造成較大安全隱患，假如高速公路路面出現(xiàn)裂縫，而高速公路行車速度普遍較快，一些重量較輕的小型車輛甚至?xí)霈F(xiàn)跳車或者操控失穩(wěn)等情況。

2.2 最佳處理時(shí)間

首先，公路路面裂縫的處理原則是，越早處理，效果越佳，負(fù)面影響越小，投資成本越低，因此通常會(huì)在路面出現(xiàn)裂縫后，立即制定相應(yīng)的處理方案；其次，在對(duì)路面裂縫進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免在高溫或者低溫環(huán)境下進(jìn)行，如果路面溫度過高，則灌縫膠的凝固穩(wěn)定時(shí)間也被延長，灌縫施工質(zhì)量會(huì)受到影響，而且道路封閉時(shí)間也會(huì)延長。如果路面溫度過低，則會(huì)影響灌縫膠與路面的粘合效果。

通常在使用灌縫施工技術(shù)時(shí)，會(huì)在當(dāng)?shù)赜昶趤砼R前完成，通常以5月份為最佳灌縫施工時(shí)間。在這一時(shí)間路面裂縫由于熱脹冷縮作用，路面的裂縫會(huì)處于最大尺寸，同時(shí)路面溫度也比較適合灌縫膠的凝固與起效，而且降雨量也偏少，利于現(xiàn)場(chǎng)施工和灌縫膠干燥凝固[2]。

3 公路路面灌縫施工技術(shù)工藝流程分析

3.1 前期準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

在對(duì)公路路面實(shí)施灌縫施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)做好前期準(zhǔn)備工作，這是保證灌縫施工技術(shù)能夠順利實(shí)施的關(guān)鍵，同時(shí)也是確保灌縫施工質(zhì)量的重要措施。首先，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)道路路面的裂縫實(shí)際情況，排除一切能夠?qū)β访婀嗫p施工質(zhì)量產(chǎn)生干擾的因素，記錄并確定路面裂縫的種類，調(diào)查路面裂縫的形成原因，制定最為科學(xué)合理的灌縫施工方案，合理設(shè)計(jì)開槽規(guī)格，并確定灌縫施工工藝流程，如圖1；

圖1 公路路面灌縫施工工藝流程圖

其次，做好施工設(shè)備的性能檢查工作，尤其對(duì)開槽機(jī)與灌縫機(jī)要進(jìn)行性能測(cè)試，確保其可以正常投入使用，同時(shí)對(duì)路面專用灌縫膠的材料質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保灌封膠的性能與質(zhì)量；第三，要對(duì)灌縫膠進(jìn)行預(yù)熱處理，確保灌縫膠的預(yù)熱溫度可以讓灌縫膠在灌縫施工時(shí)的溫度可以維持在180攝氏度-200攝氏度，這樣能夠使灌縫膠的性能達(dá)到最優(yōu)，灌縫施工效果最理想。需要注意的一般需要將灌縫膠預(yù)熱溫度達(dá)到194攝氏度以上，同時(shí)不能超過200攝氏度，否則會(huì)影響灌縫施工質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)影響灌縫膠性能；第四，施工人員需要在施工前對(duì)道路進(jìn)行全封閉或半封閉，具體情況可以根據(jù)公路幅寬以及實(shí)際通車量而定。這樣可以保證施工人員的安全，同時(shí)也能讓灌縫膠有足夠的凝固時(shí)間[3]。

3.2 開槽施工

施工人員需要根據(jù)設(shè)計(jì)方案提出的開槽尺寸、深度進(jìn)行開槽施工。施工人員要根據(jù)裂縫分布情況，確定開槽的中心線，并用開槽機(jī)沿著裂縫分布切割出一條筆直的長方形灌縫槽口。通常情況下，灌縫施工技術(shù)要求槽口最小寬度不能低于1.5cm，最大寬度不能大于2cm；槽口最小深度不能小于2cm，最大深度不能高于2.5cm，這樣是為了避免對(duì)周圍路面造成損傷，具體尺寸視路面裂縫尺寸而定。如果遇到形狀和分布都比較特殊的裂縫時(shí)，可以適當(dāng)延伸并采取二次切割的開槽方式。

3.3 槽口處理

在開槽過程中會(huì)出現(xiàn)一些灰塵以及碎石等雜物，這些殘?jiān)鼤?huì)對(duì)灌縫施工質(zhì)量產(chǎn)生決定性影響，一旦雜物沒有清理干凈，當(dāng)灌縫膠注入后，灌縫膠與道路地面間的融合效果會(huì)大幅度降低，導(dǎo)致灌縫施工失敗。因此在開槽完畢后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)槽口內(nèi)的雜物進(jìn)行清理，確保槽口內(nèi)干凈、無雜物，槽口內(nèi)必須要露出路面新茬。一般會(huì)先用人工清理的方式，清除掉體積較大的碎石塊、木屑等雜物，然后再用風(fēng)機(jī)對(duì)灰塵和碎末等雜物進(jìn)行清理，這樣可以保證槽口的潔凈度。如果槽口內(nèi)雜物比較多，可以采取二次清理，必須要保證槽口內(nèi)沒有任何雜物。

在灌縫膠注入前，還需要對(duì)槽口進(jìn)行預(yù)熱處理，這樣可以顯著提升灌縫膠與公路路面的粘合效果。尤其在環(huán)境溫度偏低或者路面溫度偏低時(shí)，這一步驟的存在價(jià)值更加明顯，一方面是提高槽口內(nèi)溫度，另一方面是為了清除掉槽口內(nèi)殘留的水蒸汽。施工人員應(yīng)當(dāng)使用加熱設(shè)備對(duì)槽口進(jìn)行加熱處理，加熱溫度一般控制在60攝氏度以上。

3.4 灌縫施工

為了確保灌縫施工質(zhì)量，在進(jìn)行灌縫施工前需要再進(jìn)行一次詳細(xì)的檢查，尤其要檢查槽口的潔凈度和干燥度，同時(shí)還需要檢查灌縫膠的預(yù)熱溫度，預(yù)熱溫度必須要達(dá)到193攝氏度左右。在灌注灌縫膠時(shí)要嚴(yán)格控制速度和流量，確保灌縫的連續(xù)性和均勻性以及飽和度，這樣能夠避免灌縫過程中在槽內(nèi)產(chǎn)生氣孔或者氣泡。通常情況下，施工人員為了保證灌縫施工質(zhì)量，會(huì)采取兩次灌縫施工方案，第一次灌縫膠注入量達(dá)到開槽一半即可，第二次的灌縫膠注入量應(yīng)當(dāng)溢出一部分，這是為了提高裂縫處理效果。在灌縫膠灌注完畢后，應(yīng)當(dāng)沿著中心線沿著同一方向?qū)σ绯龅墓嗫p膠進(jìn)行刮平處理，確保灌縫膠能夠?qū)⒙访媪芽p比較好的完成填注，并形成“T”字型保護(hù)層，這樣有助于提高灌縫膠與公路路面之間的粘合度，進(jìn)而提高灌縫施工整體效果。

3.5 養(yǎng)護(hù)與養(yǎng)生

在灌縫施工完畢后再等15min通車，這樣能夠給灌縫膠比較充足的凝固時(shí)間，防止車輛碾壓后帶走灌縫膠。具體通車時(shí)間可以根據(jù)當(dāng)時(shí)的天氣情況、室外與路面溫度情況而定。另外，也可以在灌縫施工處鋪撒一層中砂或者細(xì)沙，這樣也能起到比較理想的養(yǎng)護(hù)效果。

4 結(jié)語

保證公路使用壽命以及道路行車安全的重要措施就是加強(qiáng)路面養(yǎng)護(hù)，作為路面養(yǎng)護(hù)以及處理路面裂縫的核心技術(shù)，施工人員必須要能夠熟練掌握灌縫施工技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)路面灌縫施工各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，同時(shí)還要對(duì)路面裂縫的種類和形成原因能夠有比較全面的了解，這樣才能確保路面灌縫施工整體合理性，從而保證公路運(yùn)營效果，推動(dòng)公路工程事業(yè)健康發(fā)展。

[1]王昌均.瀝青路面裂縫灌縫新技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用[J].人民交通,2019(06):74-75.

[2]牛京娟.瀝青路面裂縫灌縫新技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用[J].山西建筑,2018(36):130-131.

[3]成龍.灌縫技術(shù)在公路路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用[J].交通世界,2020(07):60-61.

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1007-6344（2021）01-0177-02