瀝青混凝土路面開(kāi)槽灌縫施工技術(shù)研究

蒲金成

（甘肅省嘉峪關(guān)公路事業(yè)發(fā)展中心鏡鐵公路段，甘肅 嘉峪關(guān)）

1 瀝青混凝土路面開(kāi)裂機(jī)理

瀝青混凝土路面開(kāi)裂主要有以下兩點(diǎn)原因[1]：一是車輛荷載對(duì)路面直接作用導(dǎo)致出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞形成的裂縫，通常是由于路面承受荷載過(guò)大或路面施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)造成的。對(duì)于這類裂縫，一般可采用挖除裂縫兩側(cè)的瀝青混合料，然后再填筑相同材料分層進(jìn)行壓實(shí)。二是由于溫度變化過(guò)大或者基層有裂縫導(dǎo)致的反射裂縫。由溫度產(chǎn)生的裂縫主要包括低溫收縮以及溫度疲勞造成的裂縫，有時(shí)溫度與荷載共同作用導(dǎo)致產(chǎn)生反射裂縫。如果在鋪筑路面時(shí)，基層本身就已存在裂縫而沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行處理，則基層的裂縫也有可能反射至路面，最終形成反射裂縫。反射裂縫主要可通過(guò)開(kāi)槽、灌縫等工藝進(jìn)行修補(bǔ)。

除此之外，還有一些其他原因?qū)е碌穆访媪芽p。比如由于路基處于軟土區(qū)域未進(jìn)行處理或處理不徹底或路基處于填挖交界處導(dǎo)致路基發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致瀝青混凝土路面出現(xiàn)縱向裂縫；比如由于路面承受荷載過(guò)大，路面已嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致路面出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫，此時(shí)道路已不能采用開(kāi)槽灌縫來(lái)修補(bǔ)，只能鑿除后進(jìn)行中修[2]。

2 開(kāi)槽灌縫適用條件及工藝流程

開(kāi)槽灌縫主要適用于瀝青混凝土路面中小型裂縫的修補(bǔ)，該方法也是目前主流的瀝青路面裂縫修補(bǔ)方法。主要原理是使用密封膠填充已開(kāi)裂的路面，防止地表水的進(jìn)一步滲入，加固路面，提高路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。開(kāi)槽灌縫主要施工機(jī)械有開(kāi)槽以及灌縫機(jī)，選擇處理瀝青混凝土路面裂縫專用密封膠，密封膠的主要成分為某種改性瀝青聚合物。開(kāi)槽的寬度宜超過(guò)10 mm，深度宜超過(guò)10～30 mm，深度與寬度之比一般已超過(guò)2，且該值越小越好[3]。開(kāi)槽灌縫施工一般包括交通疏解、開(kāi)槽、清縫、灌縫、養(yǎng)護(hù)及開(kāi)放交通等步驟，施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 開(kāi)槽灌縫施工工藝流程

3 開(kāi)槽灌縫施工技術(shù)

3.1 交通疏解

在已通車運(yùn)營(yíng)的道路上進(jìn)行開(kāi)槽灌縫施工，首先必須對(duì)施工路段進(jìn)行交通疏解。交通疏解區(qū)域應(yīng)布置警告區(qū)、上游過(guò)渡區(qū)、緩沖區(qū)、作業(yè)區(qū)、下游過(guò)渡區(qū)（緩沖區(qū)）及終止區(qū)等。并在警告區(qū)前方一定距離布置安全警示牌、減速牌、限速牌等，警告區(qū)長(zhǎng)度可按表1 和表2 進(jìn)行取值。在其他區(qū)域設(shè)置水馬或者其他封路設(shè)施對(duì)施工路段進(jìn)行封閉，除此之外，還應(yīng)在路口安排專人進(jìn)行交通指揮和提醒過(guò)往車輛減速，所需的材料主要包括：交通錐、限速牌和解除限速牌、三角施工警示牌、聲光報(bào)警器、防撞砂筒、向左和向右改道牌、導(dǎo)向牌等。交通疏解布置示意如圖2 所示。

表1 高速公路及一級(jí)公路最小警告區(qū)長(zhǎng)度取值

表2 一級(jí)以下公 路最小警告區(qū)長(zhǎng)度取值

3.2 開(kāi)槽及清縫

開(kāi)槽灌縫施工在西北地區(qū)宜選擇在夏季進(jìn)行施工，此時(shí)氣溫較為穩(wěn)定，對(duì)灌縫材料的影響較小。不宜在冬季和春秋季節(jié)低溫天氣施工，氣溫變化較大。開(kāi)槽的主要目的是可以增加密封膠與瀝青混凝土路面的貼合面，可使密封膠與路面貼合更為緊密。開(kāi)槽的寬度宜為10 mm，深度宜為10～30 mm。使用的開(kāi)槽機(jī)械應(yīng)具有如下特點(diǎn)：①可以精準(zhǔn)的開(kāi)槽；②宜選用無(wú)塵開(kāi)槽設(shè)備。在清縫時(shí)，可選擇大功率空壓機(jī)或者吹風(fēng)機(jī)對(duì)已開(kāi)槽部分進(jìn)行吹掃，清縫應(yīng)確保槽體干凈以及干燥。對(duì)于縫隙內(nèi)存在泥漿的槽體，應(yīng)將泥漿刷洗干凈后再清縫。對(duì)于雨后施工，必須將水分充分吹干后才能繼續(xù)施工；對(duì)于氣溫過(guò)低，若氣溫低于5 ℃時(shí)，暫停施工。開(kāi)槽前后示意如圖3 所示。

圖3 開(kāi)槽前后示意

3.3 灌縫

灌縫前，首先應(yīng)對(duì)密封膠進(jìn)行檢測(cè)，確保其各項(xiàng)性能滿足表3 的規(guī)定。

表3 密封膠性能指標(biāo)

正式灌縫前，應(yīng)對(duì)密封膠進(jìn)行加熱，加熱溫度宜在180 ℃±5 ℃。采用灌縫機(jī)對(duì)已開(kāi)槽的裂縫進(jìn)行灌縫。使用灌縫機(jī)裝備的U 型刮平裝置的噴頭將密封膠灌入槽內(nèi)，灌縫時(shí)，應(yīng)注意應(yīng)均勻灌入，同時(shí)應(yīng)將槽內(nèi)裂縫充分灌入密封膠，避免在裂縫底部出現(xiàn)空洞，且U 型刮平裝置中心應(yīng)對(duì)準(zhǔn)縫隙中心。為確保灌縫效果良好，在路面表層位置應(yīng)確保密封膠比裂縫寬，以形成T 字型的密封層，從而使灌縫效果達(dá)到最佳。除此之外，灌縫時(shí)還應(yīng)注意以下事項(xiàng)：①灌縫時(shí)，應(yīng)保持一定的壓力，使密封膠能充分灌入裂縫底部；②灌縫前應(yīng)對(duì)密封膠加熱，且加熱溫度可控，若溫度太高，則可能導(dǎo)致密封膠的部分性能達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，若溫度過(guò)低，則可能導(dǎo)致密封膠難以充分發(fā)揮其性能，工程實(shí)踐證明，灌縫時(shí)，密封膠的加熱溫度每低1 ℃，其粘結(jié)能力將降低5%。

3.4 養(yǎng)護(hù)及開(kāi)放交通

開(kāi)槽灌縫施工完成后，應(yīng)對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，主要的檢查項(xiàng)目有外觀質(zhì)量、粘結(jié)度、平整度以及滲水系數(shù)等。檢驗(yàn)指標(biāo)和檢驗(yàn)標(biāo)志如表4 所示。

表4 瀝青混凝土路面開(kāi)槽灌縫質(zhì)量檢驗(yàn)

質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，須繼續(xù)保持路面封閉，待密封膠充分冷卻和干燥后，對(duì)路面進(jìn)行徹底清掃，方可開(kāi)放交通。一般情況下，應(yīng)養(yǎng)護(hù)2～4 h，氣溫過(guò)高或過(guò)低時(shí)可適當(dāng)增加或縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間[4]。

3.5 注意事項(xiàng)

開(kāi)槽灌縫施工應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注施工溫度、裂縫的濕度、裂縫的清潔程度以及灌縫的適用條件。①施工溫度。施工溫度選擇不當(dāng)是導(dǎo)致密封膠剝落的主要原因。研究表明，路面溫度若低于5 ℃，則會(huì)大幅降低其粘結(jié)能力，最終導(dǎo)致其剝落。除此之外，若路面的溫度過(guò)低，灌縫完成后，其溫度下降塑料過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致密封膠的收縮變形過(guò)大，從而導(dǎo)致溫度應(yīng)力也相對(duì)較大，進(jìn)一步降低其與裂縫的粘結(jié)能力[5]；②裂縫的濕度。潮濕的路面同樣也會(huì)降低密封膠和槽體的粘結(jié)能力，導(dǎo)致密封膠剝落；③裂縫的清潔程度。若裂縫開(kāi)槽后的槽體未完全清理干凈，也會(huì)對(duì)密封膠的粘結(jié)能力造成一定影響，使其貼合不緊密；④開(kāi)槽灌縫的適用條件。若路面車轍較多、較深，特別是已經(jīng)網(wǎng)裂的瀝青混凝土路面，不再適合使用開(kāi)槽灌縫修補(bǔ)。

4 結(jié)論

在開(kāi)槽灌縫施工時(shí)，應(yīng)充分掌握如下事項(xiàng)：一是路面出現(xiàn)裂縫后，應(yīng)盡早進(jìn)行開(kāi)槽灌縫處理；二是在選擇密封膠時(shí)，應(yīng)確保其性能滿足相關(guān)規(guī)定；三是必須嚴(yán)格按照已制定的工藝流程進(jìn)行灌縫施工。大量工程實(shí)踐表明，灌縫質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的主要原因是密封膠和開(kāi)槽的裂縫未形成有效粘結(jié)，這與密封膠的性能指標(biāo)、是否徹底清槽以及灌縫時(shí)的溫度密切相關(guān)。因此，在灌縫時(shí)，選擇合適的溫度以及合理的選用灌縫材料顯得異常重要。