瀝青混凝土路面灌縫技術(shù)

張小偉

1 道路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要意義

道路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作為一個完整的概念于20世紀(jì)80年代提出，它是一種周期性的強(qiáng)制保養(yǎng)措施，是在路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度充足，僅表面功能衰減的情況下，以改善路面系統(tǒng)的功能狀況，提升路面表面服務(wù)水平而采取的一種養(yǎng)護(hù)措施。對大多數(shù)公路部門而言，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)觀念——適當(dāng)時機(jī)采用適當(dāng)處治技術(shù)，反映了觀念、策略和方向上的巨大轉(zhuǎn)變。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)雖然需要投入一定的費(fèi)用，但卻是一種費(fèi)用效益比最優(yōu)的養(yǎng)護(hù)措施。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要意義體現(xiàn)在四個方面:保持路面良好的使用性能;延長路面的使用壽命;減少路面壽命周期費(fèi)用;節(jié)約養(yǎng)護(hù)維修成本。路面灌縫技術(shù)作為一種有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方法已經(jīng)為各地道路養(yǎng)護(hù)部門普遍接受。

2 路面裂縫的分類

瀝青混凝土路面的裂縫，可分為橫向裂縫和縱向裂縫。根據(jù)縫寬可分為輕微裂縫、中等裂縫和嚴(yán)重裂縫。1)輕微裂縫，縫細(xì)，裂縫縫寬小于5 mm，裂縫邊緣無碎裂，對車輛行駛的平穩(wěn)性影響不大;2)中等裂縫，此類裂縫寬為5 mm～15 mm，裂縫邊緣有輕微碎裂，并有少量支縫，裂縫兩側(cè)有微量錯臺，會引起車輛輕微跳動;3)嚴(yán)重裂縫，此類裂縫縫寬大于15 mm，裂縫邊緣有碎裂，并有支縫，裂縫兩側(cè)有少量錯臺，會引起車輛明顯跳動。路面出現(xiàn)裂縫如不及時處治，隨著雨水的不斷滲入，車輛荷載的重復(fù)作用，會對基層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度造成很大的影響，病害會逐步加大。對于輕微裂縫來說一般不需要做更多處理，而只是在表面上作貼封式封面，目的是防止由于雨水、冰雪通過裂縫向下滲入而繼續(xù)擴(kuò)大，因而屬于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的范疇。若單位面積內(nèi)裂縫十分多，則可以在其上做表面封層處理。中等裂縫因尚未造成嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性破壞，此類裂縫通常需要進(jìn)行擴(kuò)縫處理，因此常將它們的處理歸入預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。路面出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫時表明路面已發(fā)生比較嚴(yán)重的局部損壞，而且往往帶有嚴(yán)重的剝落，對它們的修補(bǔ)類似于坑槽的修補(bǔ)，已經(jīng)屬于修復(fù)性養(yǎng)護(hù)的范疇了。

3 裂縫處理方法

裂縫產(chǎn)生的原因很多，其影響卻是長期存在的。一般新建公路完成通車一兩年會出現(xiàn)大量裂縫。灌縫是一項(xiàng)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，最理想的灌縫時間是氣溫較涼爽(7℃～18℃)時進(jìn)行，經(jīng)常選擇在春季和秋季。正確的灌縫施工工藝對灌縫的壽命有著很大影響。影響壽命的工藝因素主要是:施工氣溫;裂縫是否做了清潔、干燥處理。灌縫按是否切縫分為兩種:一種是無槽貼縫式灌縫(見圖1)，一種是開槽式灌縫(見圖 2)，經(jīng)美國聯(lián)邦公路局SHRP H106項(xiàng)目多年研究證實(shí)，對路面裂縫作開槽灌縫式處理所產(chǎn)生的效果比無槽貼縫式處理的效果至少要好40倍，無槽貼縫式密封在車輛作用下，裂縫表面的貼縫層不斷受到磨損，裂縫內(nèi)的剩余填充物較少而無法起到封閉裂縫的作用，從而導(dǎo)致無槽貼縫式密封失效。所以，在施工經(jīng)費(fèi)有保證的情況下，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)開槽灌縫式修補(bǔ)裂縫的方式。一般情況下，當(dāng)裂縫寬度超過5 mm時，應(yīng)采用開槽式封閉處理;當(dāng)裂縫寬度小于5 mm時，可采用簡單無槽貼縫式處理。

4 開槽式灌縫修補(bǔ)裂縫施工工藝

4.1 施工機(jī)械、材料準(zhǔn)備

為保證灌縫質(zhì)量，需采用灌縫機(jī)、切縫機(jī)、吹風(fēng)機(jī)、高溫吹掃等一套齊全的灌縫設(shè)備，灌縫機(jī)應(yīng)優(yōu)先選擇帶有溫度控制系統(tǒng)的機(jī)器，可以很直觀地對攪拌鍋和輸送管內(nèi)灌縫料的溫度進(jìn)行觀察和控制。近年來經(jīng)過科研部門和公路養(yǎng)護(hù)部門的研究，灌縫膠采用加入多種高分子聚合物等成分加工而成的橡膠類改性瀝青灌縫材料，即橡膠瀝青灌縫膠。該類灌縫材料在低溫時具有較大的延伸性，能夠適應(yīng)瀝青混凝土的收縮而不開裂;在高溫時具有較好的熱穩(wěn)定性，不軟化、不流淌;而且具有粘結(jié)力強(qiáng)、彈性好、拉伸量大、不溶于水，優(yōu)異的抗砂石嵌入能力、抗老化和抗疲勞能力。

4.2 切縫開槽

操作手切縫前需首先對切縫機(jī)的刀片進(jìn)行檢查，檢查刀片尺寸和間隙，對磨損嚴(yán)重的刀片應(yīng)及時更換，校準(zhǔn)深度調(diào)整裝置，并確定凹槽的尺寸，開槽寬度一般以8 mm～12 mm為宜，深度以10 mm～20 mm為宜，深寬比不超過2∶1。操作切縫機(jī)精確跟蹤裂縫，順序開出規(guī)則凹槽。對于有支縫的裂縫，要判斷是否需進(jìn)行二次開槽，一般原則是，若支縫與主裂縫的距離大于30 cm就需對支縫進(jìn)行二次切縫，若距離小于30 cm則僅需對其進(jìn)行清潔后直接灌縫。

4.3 裂縫清潔與干燥

裂縫清潔采用高壓吹風(fēng)機(jī)，吹風(fēng)機(jī)要有足夠的風(fēng)量，為避免吹出來的氣體帶有水分和油污，吹風(fēng)機(jī)需帶有油污和濕氣過濾裝置，以有效地將這些臟物過濾。吹氣時至少吹掃兩次，第一次噴嘴要近距離對準(zhǔn)凹槽，出風(fēng)口距凹槽的距離應(yīng)不大于50 mm，用于吹走凹槽內(nèi)的碎石和雜物，第二次噴嘴可以離凹槽遠(yuǎn)一些，并加大吹掃面積，以吹走凹槽邊緣路面的雜物。在路面和凹槽非常干燥且溫度高于4℃時可不用熱氣噴槍對凹槽進(jìn)行加熱，否則需使用熱氣噴槍對凹槽進(jìn)行干燥。用熱氣噴槍對凹槽進(jìn)行干燥時，行進(jìn)速度要比高壓吹掃時慢，以達(dá)到對凹槽內(nèi)及凹槽邊緣加熱的目的，吹掃次數(shù)視凹槽的潮濕程度確定，凹槽潮濕時要增加吹掃次數(shù)，但不得少于兩遍。高壓吹掃應(yīng)在灌縫前進(jìn)行，間隔時間不得過長，以避免吹干凈的凹槽被二次污染。

4.4 材料準(zhǔn)備與灌縫

將灌縫料放入灌縫機(jī)內(nèi)進(jìn)行加熱前需清楚幾個事項(xiàng)，即材料的最高加熱溫度、合適施工溫度、加熱溫度及重復(fù)加熱次數(shù)。超過材料的最高加熱溫度或重復(fù)加熱次數(shù)過多，都會對材料造成不可挽回的影響。一般灌縫材料合適施工溫度不低于4℃，并禁止雨天施工，加熱溫度范圍在185℃～200℃內(nèi)，最高加熱溫度為210℃，重復(fù)加熱次數(shù)不超過3次。由于材料加熱需一定的時間，針對不同類型的灌縫機(jī)，為提高灌縫的效率，對材料的加熱時間要提前2 h～3 h進(jìn)行。灌縫時分兩次進(jìn)行，第一次要灌入凹槽深度的 1/2或2/3，噴嘴盡量接近凹槽底部，以避免凹槽底部與灌縫材料之間有空氣存在，第二次要略高于凹槽頂面3 mm。針對路面由于橫坡和縱坡的影響，在灌縫過程中會產(chǎn)生流淌，除控制好灌縫料的溫度在合適范圍內(nèi)，縱縫灌縫時應(yīng)自下往上進(jìn)行，橫縫要從邊緣往路中間進(jìn)行。要控制好噴嘴處的出料開關(guān)，避免出料軟管在移動中將灌縫料灑到除凹槽以外的路面上，對路面造成污染。當(dāng)不進(jìn)行灌縫作業(yè)時，可讓灌縫料通過出料軟管在加熱釜內(nèi)循環(huán)。灌縫完成后，要對灌縫后的裂縫表面進(jìn)行修整，以達(dá)到理想的外觀，采用U形或V形整形件對裂縫頂面進(jìn)行修整，整形件的中心盡量要位于裂縫的中心位置。目前有很多廠家的灌縫機(jī)其噴嘴處都帶有修邊附件，這樣在灌縫過程中就可對灌縫表面進(jìn)行修整。

4.5 養(yǎng)生及開放交通

灌縫完成3 min～5 min后，在其上撒少許礦粉或石屑，冷卻10 min～15 min后即可開放交通。

裂縫灌縫完成后應(yīng)達(dá)到好的外觀效果，灌入的密封膠基本與路面齊平或稍高出路面，灌縫應(yīng)充分飽滿，表面平整，無顆粒狀膠粒，灌縫經(jīng)車輛碾壓后不得發(fā)生脫落變形，保持足夠的彈性。

5 結(jié)語

瀝青混凝土路面灌縫技術(shù)是一門材料、工藝、設(shè)備之間緊密結(jié)合、相互制約、共同發(fā)展的綜合性技術(shù)，加強(qiáng)對材料、工藝、設(shè)備的綜合研究，與霧封層、薄層罩面等其他預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)相結(jié)合，擴(kuò)充預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理體系，逐步建立一套完整的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)機(jī)制，最大限度地發(fā)揮預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在公路日常應(yīng)用中的作用。

[1] JTJ 073.2-2001，公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 秦 柯，周大恒，劉 麟，等.高速公路路面裂縫成因及處治措施[J].廣東建材，2009(7):15-16.

[3] 樊艷鵬.瀝青路面的縱向冷接縫處理[J].山西建筑，2009，35(1):296-298.