路面灌縫施工技術(shù)在公路養(yǎng)護中的應用研究

張高偉

摘 要：裂縫是公路路面運行中常見病害現(xiàn)象之一，對道路交通通行效率和行車安全具有重要影響，做好裂縫養(yǎng)護處理，是公路管理部門日常養(yǎng)護工作的重要內(nèi)容。路面灌縫技術(shù)在實際應用中具有施工便利、成本低、處理效果好等特征，能夠有效改善道路運行情況。文章在簡要概述公路路面裂縫現(xiàn)象主要類型基礎上，說明技術(shù)應用準備和工藝流程，明確技術(shù)應用質(zhì)量控制措施，以此為實際應用提供參考，為提升公路養(yǎng)護工作成效起到應有促進作用。

關鍵詞：公路養(yǎng)護 路面灌縫施工技術(shù) 工藝流程

公路是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎設施，是生產(chǎn)生活等活動開展的重要保障，由于路面建設、運行年限、道路承載等多方面因素影響，在實際運行中常會出現(xiàn)橫向、縱向、龜裂及網(wǎng)狀裂縫顯現(xiàn)，對道路通行成效產(chǎn)生負面影響。近些年來，隨著公路養(yǎng)護作業(yè)理念不斷更新，新型技術(shù)應用快速發(fā)展，公路裂縫治理效果也不斷提升，以灌縫施工為代表的技術(shù)應用，為推動公路養(yǎng)護作業(yè)優(yōu)化發(fā)展起到良好促進作用。

1 公路路面裂縫主要類型

在公路養(yǎng)護管理工作中，從裂縫表現(xiàn)形式來看，可以分為橫向、縱向、網(wǎng)狀裂縫（如圖1所示），這些裂縫現(xiàn)象產(chǎn)生原因是多方面的。依照裂縫現(xiàn)象產(chǎn)生機理，可以分為如下幾種類型：（1）溫度裂縫，其原因主要是由于瀝青路面受溫度影響，在橫向和縱向存在傳導速度差異，導致裂縫現(xiàn)象發(fā)生。同時在以瀝青混凝土為主要材料的路面結(jié)構(gòu)中，受混凝土固有機理影響，也會在溫度作用下產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。例如在低溫狀態(tài)下，會由于熱脹冷縮作用，導致瀝青自由范圍縮小，材料脆性增加，出現(xiàn)收縮型裂縫。而在高溫條件下，則會導致路面溫度變化應力超出承受極限，出現(xiàn)疲勞裂縫現(xiàn)象。（2）載荷裂縫，主要是由于道路交通流量較大或重載車輛較多，在路面結(jié)構(gòu)層彎拉應力超出本身抗拉極限時，就會使得瀝青路面結(jié)構(gòu)層存在差異，進而導致載荷型裂縫出現(xiàn)。（3）反射裂縫，主要是受路面半剛性材料特性影響，在溫縮現(xiàn)象長期集中于某一應力點，基層裂縫不斷擴散情形下，就會出現(xiàn)顯著的反射裂縫現(xiàn)象。

2 路面灌縫技術(shù)在養(yǎng)護作業(yè)中的應用準備

2.1 材料選擇

路面灌縫技術(shù)在公路路面養(yǎng)護作業(yè)中具有較為廣泛的應用，但在實際應用中，對施工材料性能具有較高要求。在施工中使用的主要材料為普通水泥砂漿，在配制時需選用合適型號的水泥，嚴格控制砂細砂粒徑和含泥量比例。當前灌縫施工作業(yè)中，也有采用使用灌縫機直接灌注灌封膠的方式進行處理，但是受技術(shù)水平影響，當前國產(chǎn)的灌封膠雖然在價格上有明顯優(yōu)勢，但在性能方面與國外產(chǎn)品依然有一定差距，因此在選用這種材料時，還應當根據(jù)實際情況選擇合適產(chǎn)品。在條件具備情形下，應當根據(jù)當?shù)貧夂颦h(huán)境、公路等級和養(yǎng)護作業(yè)要求，技術(shù)水平等，自主開發(fā)更具有適應性的灌縫膠材料，能夠?qū)佛B(yǎng)護質(zhì)量提升起到良好的促進作用。

2.2 技術(shù)應用要求

在選用砂漿灌縫方式進行處理時，需要明確相應的技術(shù)要求，為施工組織提供明確指引，確保施工質(zhì)量得以有效保障。在灌縫時首先要需要確保砂漿強度符合規(guī)范要求，避免后續(xù)施工中由于強度不足影響路面承載力。其次是要確保砂漿流動性保持在合理范圍內(nèi)，避免由于流動性不足導致灌注效果不佳，或是流動性過強導致離析和泌水現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 前置試驗

為確保灌縫質(zhì)量達到養(yǎng)護作業(yè)要求，在施工前需要做好試驗，檢驗灌漿材料參數(shù)。首先需要進行強度試驗，參照相關規(guī)范標準和以往實踐經(jīng)驗，合理確定初始配合比，確定水泥、砂、水、膨脹劑及減水劑等各種材料的具體配比，采用正交試驗方法，測定不同砂灰比條件下的砂漿抗壓強度，確保強度達到最大化[1]。其次是進行流動性試驗，根據(jù)不同水灰比和砂灰比組合，確定合適的水灰比，確保砂漿流動性能夠滿足施工要求。最后是要根據(jù)所確定的具體方案，驗證抗壓強度，確保灌縫作業(yè)后能夠在設計要求時間內(nèi)凝結(jié)。

2.4 時機選擇

受路面灌縫施工技術(shù)原理限制，在開展養(yǎng)護作業(yè)時，必須要選擇合適的時機。要堅決避免在雨天進行施工，避免雨水對裂縫內(nèi)部空間產(chǎn)生影響，在施工完成后路面強度無法達到設計要求。同時還要考慮在施工完成后短期內(nèi)不會有降雨現(xiàn)象，為灌縫養(yǎng)生奠定良好基礎。養(yǎng)護作業(yè)應當避免在溫度過高或過低、溫差較大的季節(jié)進行，根據(jù)氣象資料選擇合適時機。以南方地區(qū)為例，通常選擇在3～4月份為宜，北方地區(qū)則應當適當延遲或者是在秋季進行，以避免溫度影響導致灌縫效果不佳。在施工作業(yè)前，應當做好技術(shù)交底，制定精細化的養(yǎng)護制度，嚴格依照制度要求做好材料準備和實驗制備等工作，確保施工作業(yè)有序推進。

3 路面灌縫技術(shù)應用工藝流程

3.1 裂縫預處理

裂縫預處理是影響灌縫施工質(zhì)量的關鍵性要素，在處理不到位情形下，會導致漿液在壓力作用下溢出，影響灌縫質(zhì)量，造成顯著的浪費現(xiàn)象。在施工前需要先將裂縫內(nèi)壁及周圍清理到位，避免有灰塵和積水現(xiàn)象存在，影響灌縫質(zhì)量。例如采用直接灌縫技術(shù)時，應當確保裂縫兩側(cè)10cm以內(nèi)無顆粒、粉塵及其他雜質(zhì)現(xiàn)象。在進行取芯時，還需要采用環(huán)氧樹脂等材料，將取芯部位兩側(cè)的裂縫封堵到位，封堵范圍控制在孔洞兩側(cè)20cm處為宜。

3.2 鉆芯布孔

鉆芯布孔是灌縫施工作業(yè)的重要環(huán)節(jié)，在工藝應用中需注意如下方面要點：（1）合理確定孔徑并做好控制。多數(shù)地區(qū)公路養(yǎng)護作業(yè)中，都是選擇60mm鉆頭規(guī)格的取芯機，鉆芯孔洞尺寸較為合適，能夠有效在實現(xiàn)與原路面緊密結(jié)合，消除裂縫前提下，節(jié)省砂漿及環(huán)氧樹脂用量，達到良好的節(jié)能成效。在鉆進過程中，還需要根據(jù)裂縫深度及砂漿灌注要求，合理確定鉆孔深度。如裂縫沒有引起土基開裂，只需鉆進至上基層部位；如裂縫已經(jīng)導致土基開裂，則鉆孔深度應當貫穿整個基層[2]。孔位選擇一般是分布在裂縫方向的中心部位，以確保相鄰兩個鉆孔能夠達到較好的飽和度為宜。如鉆孔之間距離較小，會導致灌漿材料浪費；如鉆孔之間距離過大，則會導致砂漿無法灌滿，灌縫效果無法達到設計要求。因此在正式灌漿作業(yè)前，應當采用對比方式確定布孔方案，通過灌縫效果分析，確定最為合適的距離。在鉆孔操作完成后，應當及時清理孔洞中的灰塵及積水，在必要情形下，還需要采用高壓方式對孔洞進行加熱，確?？锥磧?nèi)部達到完全干燥狀態(tài)。

3.3 設置封堵管

為確保灌漿質(zhì)量達到設計要求，在鉆孔作業(yè)完成后，還應當在孔洞內(nèi)設置封堵管，結(jié)合封蓋有效避免砂漿溢出。封堵管處理方式是先依照1：1比例將環(huán)氧樹脂和聚酰胺脂進行混合，在攪拌均勻后，立即涂抹在鉆孔內(nèi)壁及封堵管位置。之后將封堵管設置在鉆孔內(nèi)。封堵管高度應當略低于地面位置，并在鉆孔與封堵管之間區(qū)域范圍內(nèi)填入樹脂材料。

3.4 灌漿

通常情形下，在裂縫深度＜3cm時，可以采用“不開挖直接灌漿”方式進行處理，采用人工操作方式進行作業(yè)。如裂縫深度介于3～5cm之間，可以采用“開槽灌注”方式進行處理。如裂縫深度＞5cm時，則需要采用“點位鉆孔壓力灌注”方式進行處理。（如圖2所示）灌漿作業(yè)的有效實施，需要先將灌漿管與封堵管連接到位，確保密封性達到運行要求，灌漿機開始注漿壓力設定在0.6MPa[3]。在灌漿開始后，先注意觀察灌注情況，如出現(xiàn)溢漿現(xiàn)象是，需要及時用蓋板封堵后再繼續(xù)灌漿。如溢漿現(xiàn)象較為嚴重，需立即開始卸壓并關閉灌漿機。在分析問題產(chǎn)生原因后，根據(jù)實際情況對灌漿方式進行優(yōu)化。通常情形下，溢漿現(xiàn)象產(chǎn)生是由于鉆孔間距過小、漿液配比不合理、灌漿壓力控制不當?shù)纫蛩卦斐桑诤侠韮?yōu)化后繼續(xù)進行灌漿作業(yè)，直至無漿液溢出為止。

3.5 養(yǎng)生

在灌漿作業(yè)完成后，應當及時做好漿液養(yǎng)生，有效提升灌縫質(zhì)量。在取出封堵管時，如無法直接取出，可以采用先加熱方式進行處理，在取出后立即使用砂漿填補孔洞。根據(jù)施工技術(shù)應用要求和氣溫等環(huán)境特征，合理設定養(yǎng)成時間[4]。養(yǎng)生過程中需要做好現(xiàn)場保護，避免任何車輛在灌漿區(qū)上方經(jīng)過，避免人為因素對漿體質(zhì)量產(chǎn)生影響。在確保漿體材料達到硬化要求后，采用抽芯方式進行檢驗。在確保漿體各項性能達到設計和運行要求，確保砂漿與基層結(jié)構(gòu)達到良好粘結(jié)后，才能開放現(xiàn)場交通。

4 路面灌縫技術(shù)質(zhì)量控制措施

4.1 明確驗收指標

在公路養(yǎng)護工作開展中，所遇到的裂縫現(xiàn)象較為復雜，不同等級、不同承載量下的路面質(zhì)量控制要求不同，對路面灌縫技術(shù)應用的具體要求也有所不同，在具體實施過程中，必須要根據(jù)實際情況明確對應的驗收指標。例如在采用直接灌縫技術(shù)方式時，驗收指標主要包括清潔度、灌縫膠溫度計貼縫層尺寸等。在裂縫清理后，需由專人檢查在縫隙內(nèi)部及兩側(cè)部位，是否有灰塵及砂礫等雜質(zhì)現(xiàn)象存在，如雜質(zhì)過多影響施工質(zhì)量，避免采用高壓風吹方式做好進一步處理。在使用灌縫機進行作業(yè)時，灌縫膠出口溫度應當控制在175℃以上，確保灌縫膠具有較好的流動性，能夠會將裂縫部位填實。在灌縫結(jié)束后，貼封層厚度應當控制在1～3mm之間，且能夠均勻分布[5]。如采用開槽灌縫施工技術(shù)，在應當在檢查清潔度的同時，做好開槽尺寸及貼封層尺寸控制。通常情形下，開槽深度與寬度比應當控制在1：1～1：2之間，確保槽壁部位無松散顆粒存在。在槽內(nèi)有集料顆粒及粉塵存在較多的位置，應當采用清縫設備進行徹底清除。貼封層驗收標準與直接灌縫技術(shù)應用要求一致。

4.2 材料質(zhì)量控制

路面灌縫施工技術(shù)應用過程中，施工材料對作業(yè)質(zhì)量具有重要影響，應當在考慮規(guī)范要求和技術(shù)應用前提下，選擇施工成本最低的材料。例如在選擇密封膠材料時，進口材料性能較為優(yōu)異，但成本也相對較高，因此可以采用在國產(chǎn)材料中添加輔助材料進行優(yōu)化方式進行處理，確保材料達到最優(yōu)化的性價比。在施工材料進入現(xiàn)場前，應當做好全面檢查，會同監(jiān)理方做好抽檢處理，在確保質(zhì)量合格后才能進入現(xiàn)場。在遇到惡劣天氣及溫差較大情形時，應當嚴格做好材料現(xiàn)場保管，尤其是要嚴格控制瀝青材料溫度，避免對施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。

4.3 優(yōu)化技術(shù)措施

在路面灌縫施工技術(shù)應用中，技術(shù)措施并非一成不變的，而是要根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整優(yōu)化，確保施工質(zhì)量達到設計要求，能夠有效保障裂縫現(xiàn)象不再發(fā)生，為道路交通良好運行奠定基礎。例如在施工作業(yè)中，應當根據(jù)環(huán)境條件確定施工溫度，在路面溫度低于5℃時，應當停止施工，如需繼續(xù)施工，可以采用局部加熱方式進行處理。避免由于溫度過度導致灌漿料粘結(jié)能力不足、密封膠收縮變形過大，在后續(xù)運行中依然有裂縫現(xiàn)象產(chǎn)生。例如在現(xiàn)場施工中，應當根據(jù)裂縫濕度特征，選擇合適的干燥技術(shù)，避免由于路面過于潮濕降低密封膠和槽體的粘結(jié)能力，在后續(xù)運行中出現(xiàn)密封膠剝落現(xiàn)象。子例如在路面車轍分布過于密集、深度較大時，采用開槽灌縫措施已經(jīng)難以達到有效的養(yǎng)護效果，應當考慮采用綜合性技術(shù)措施進行處理。

4.4 做好技術(shù)培訓

公路養(yǎng)護工作開展對人力資源具有較強依賴性，現(xiàn)場施工人員技術(shù)水平對施工質(zhì)量具有重要影響，因此在施工作業(yè)前和具體實施過程中，都應當及時、準確做好各項技術(shù)培訓，確保操作人員能夠嚴格依照規(guī)范進行操作。在培訓過程中，要強化操作人員思想素質(zhì)培養(yǎng)，能夠梳理正確的質(zhì)量控制意識，避免出現(xiàn)違規(guī)操作或操作不細心等方面問題[6]。在控制溫度、濕度等參數(shù)時，要求操作人員做好觀察，在出現(xiàn)不適合作業(yè)情形時，應當及時停止作業(yè)，并在技術(shù)人員指導下采取下一步處理措施。例如在灌漿作業(yè)過程中，應當準確調(diào)整壓力參數(shù)，動作行為規(guī)范，避免由于操作不當而出現(xiàn)不必要的安全事故。

5 結(jié)束語

路面灌漿施工技術(shù)是當前公路養(yǎng)護作業(yè)的重要方式，是提升公路交通運行水平的重要保障，對公路管理部門而言，應當切實轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)理念，以精細化理念為指引，深入做好各個方面的技術(shù)應用，根據(jù)現(xiàn)場情況靈活做好施工組織，以此才能夠確保整體施工質(zhì)量得以有效保障，為推動公路交通運行水平提升奠定堅實基礎，為推動我國公路事業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出應有貢獻。

參考文獻：

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