灌封施工技術在公路養護中的實踐應用

劉建宗

（甘肅省平涼公路事業發展中心，甘肅 平涼 744201）

公路工程通常分為公路建設工程和公路養護工程2 部分，目前國內的公路工程普遍存在重建設、輕養護的情況，導致公路通過安全等級、使用壽命檢測后，沒有受到定期、科學地養護，進而出現結構性變形、地基內部腐蝕、路面裂縫等危害。其中路面裂縫是公路的常見病害問題，若不及時進行養護管理，會引起路面斷裂、結構性坍塌等破壞性病害，可能會造成巨大的經濟損失和社會影響[1]。

目前使用灌封施工技術是治理路面裂縫病害的常見手段，灌封施工技術分為瀝青灌封技術和密封膠灌封技術兩類，其中瀝青灌封技術對環境溫度的要求較高，若溫度過高或過低，可能會出現新的路面裂縫，進而增加養護成本；密封膠灌封技術能夠在保證灌封效果的同時，避免瀝青灌封的應用缺陷，文章針對密封膠灌封施工技術展開研究[2]。

1 公路養護中灌封施工技術的應用要點

密封膠灌封施工技術的原理是通過向路面裂縫中澆灌密封膠進行填補，密封膠是由高分子聚合物、改性瀝青、增塑劑、粘合劑等材料組成的混合物，具有較高的延展性、彈性、附著力，能夠隨溫度在路面裂縫中不斷地膨脹和收縮，可以看作是自適應調節，能夠有效避免路面裂縫的剛性開裂，另外密封膠具有耐低溫和耐高溫屬性，不受環境溫度的影響，不與水分、砂石或其他物質融合，具有較強的適應性。

1.1 封膠原因導致的脫落及防治措施

1.1.1 脫落原因

隨著密封膠灌封技術的推廣應用，密封膠生產制造行業開始蓬勃發展，密封膠的品牌、性能、型號呈多樣化發展趨勢，能夠提供給不同用戶的不同應用需求，滿足較為復雜的路面裂縫情況，促進密封膠灌封技術的進步。但密封膠的相關控制政策和質檢工作與密封膠的發展速度尚未匹配，導致部分密封膠廠商投機取巧，生產劣質產品，以次充好，進而導致密封膠灌封技術在應用時出現脫落現象。

不同于瀝青材料的超長保質期，密封膠材料對生產日期和使用時效的要求較高，若密封膠在應用過程中，超出使用時效，可能會出現材料濃度較大、不規則沉淀、材料纖維化、非常規凝膠、粘結力下降等情況。

雖然密封膠具有一定程度的抗低溫屬性和抗高溫屬性，但不能進行反復加熱和長時間加熱，部分養護工程可能受施工條件和灌封機的影響，反復對密封膠進行加熱，可能會導致密封膠內部化學結構出現變化，進而導致粘結力下降、流動性過大、塑性降低等情況。

1.1.2 防治措施

目前密封膠市場分為國產密封膠和進口密封膠2種，國產密封膠的施工穩定性、施工效果、失效率均低于進口密封膠，但價格較低；進口密封膠的價格較高，但應用性較強，施工單位可以根據工程實際需求和工程成本進行選擇，需要注意的是，無論是國產密封膠還是進口密封膠都需選擇品牌知名度高、生產廠家信譽好、產品質量好、性能穩定性強、針對性強的正品密封膠，并且需要相關檢驗合格證書和詳細的使用說明。例如在東北地區選擇密封膠，需要考慮東北地區的溫度特點，東北地區的冬季寒冷，最低氣溫低于-30 ℃，夏季高溫，最高氣溫高于30 ℃，公路路面溫度最高能夠超過60 ℃，冬夏溫差較大，所以選擇進口密封膠為最佳，密封膠溫度適用范圍應在-40～70 ℃。

施工單位應對密封膠進行統一儲藏，儲藏室溫度應在5～30 ℃之間，避免陽光直射，還需要對不同批次的密封膠進行記錄，及時處理超過使用期限的密封膠，避免過期膠投入使用。

對于灌縫機的選擇，需要具有雙層保溫功能、間接導熱加熱功能、加熱爐內攪拌功能，溫度區間在185～210 ℃，最高溫度不能超過215 ℃，以此保證最大程度發揮密封膠的應用性能。需要注意的是，在灌縫機攪拌加熱過程中，需要對密封膠狀態進行觀察，避免出現重復加熱、溫度過高等情況，導致密封膠失效。

1.2 施工工藝方面原因導致的脫落及防治措施

1.2.1 脫落原因

施工環境較為惡劣，溫度過低或者是遇到雨雪天氣；開槽環節的誤差較大，經過灌封機、壓路機等車輛的碾壓后，較小的槽可能會出現開裂、脫落；清潔工作不到位，清潔的施工環境、施工槽對密封膠灌縫至關重要；施工完畢后冷卻、養護時間較短。

1.2.2 防治措施

施工前需要密切關注天氣狀況，當遭遇雨雪天氣、強降水、大霧等空氣中含水量過高的天氣時暫停施工。另外還需要對施工環境溫度進行檢測，當氣溫低于4 ℃時，使用高壓熱風槍對施工槽進行持續加熱，預加熱后的施工槽應該保持清潔并高于20 ℃，再使用灌縫機灌入密封膠。

開槽需要根據設計圖紙的規格進行精細化控制，深度在1.6～2.0 cm 區間內、寬度在0.6～2.0 cm 區間內、誤差范圍在0.2 cm 內。另外開槽還需要注意兩方面：一方面是注意開槽刀頭的損耗情況，當刀頭破損時及時進行更換，切割過程中控制刀頭距離，避免出現工程事故；另一方面是施工槽的深寬比應盡可能控制在1∶1。

開槽完畢后需要進行二次清潔，為灌縫密封膠做準備，可以使用掃除工具對大塊雜物、碎石進行清理，再使用高壓空氣槍吹走灰塵、碎屑、骨料等較小的雜物，最后需要對施工槽內壁進行清潔、烘干，保持干燥。

灌縫完畢后需要一定冷卻和養護時間，正常溫度條件下，密封膠的冷卻時間應大于30 min，若施工環境溫度較高，密封膠固結較慢，需要根據實際情況延長冷卻時間。另外槽縫內應使用少量水泥進行養護，正式通車后將密封膠剝離施工槽[3]。

2 灌封施工技術在公路養護工程中的實踐應用

2.1 工程概況

工程名稱：遼寧省沈陽市渾南區某公路養護工程。

工程數據：該養護工程的路面組成結構為4 cm AC-13+6 cm AC-20+8 cm AC-25，運營時間為5 年，受大型掛車的影響，部分位置的開裂病害較為嚴重。

養護方式：該段公路的病害以開裂、裂縫為主，適合使用密封膠灌封技術，在應用前需要先進行技術應用分析，包括養護路段檢測和密封膠施工條件，再按照施工順序進行施工準備、開槽、清槽、烘槽、后期檢驗等環節[4]。

2.2 技術應用分析

2.2.1 養護路段檢測

養護路段檢測使用人工方式和鉆芯挖驗法復合使用的方式，對病害路面的上、中、下、路基4 部分進行病害溯源和深入分析，最后按照路面評價指數（Pavement Condition Index，PCI），判斷路面的損壞程度，PCI情況如表1 所示。

表1 路面評價指數表

根據表1 可以得知，4 部分中PCI指數最高的為路基部分，數值為69；最低的為路面中部，數值為49。評價等級分別是良、中、次、差，說明該路段的病害問題較為嚴重，需要進行養護以保證公路的基本功能和行車舒適性[5]。

2.2.2 密封膠施工條件

密封膠施工需要根據公路裂縫的寬度選擇不同的施工方法，通常情況下分為3 種工況：第一種是裂縫寬度較窄（1～5 mm），屬于裂縫發生的初期，若不加以治理，會出現不規則形狀的裂縫擴張，此時應選擇灌縫的方式處理；第二種是裂縫寬度適中（5～15 mm），此類裂縫通常發生在路面邊緣位置，難以進行開槽施工，此時應選擇灌縫貼縫的方式處理；第三種是裂縫寬度較寬（15 mm 以上），此時可以進行開槽灌縫處理。

2.3 施工準備

2.3.1 材料準備

嚴格按照技術標準要求，比如密封膠應該結合具體的施工溫度要求，計算確定出材料的使用量，可以使用以下公式進行計算。

式中：MFJ為密封膠用量的數值，單位kg；W為寬度的數值，單位cm；D為深度的數值，單位cm；L為長度的數值，單位cm；0.12 為計算系數。

2.3.2 封閉施工區域

公路養護工程施工需要在施工前封閉施工區域，原因有2 點：一是減少工程施工的干擾因素，盡可能提升施工速度；二是避免其他不可控因素對灌封膠施工技術產生干擾。封閉施工區域會給市民和周邊生產單位帶來一定的經濟損失，所以養護工程需要嚴格控制工期，減少封閉時間。施工區域封閉后，施工單位需要對路面進行清潔，同時檢查施工設備（包括灌封機、開槽機等）是否正常，最大程度避免意外干擾。

2.3.3 密封膠加熱

封閉施工區域后，需要劃分固定區域進行密封膠加熱，首先在指定地點安裝熱熔釜，溫度通常設置為195 ℃，投入密封膠后需要進行觀察，務必保證密封膠受熱均勻以及密封膠內瀝青材料的受熱程度。熱熔釜是密封膠加熱的重要設備，其原理是通過導熱油、熱空氣等介質，對密封膠進行加熱，能夠避免密封膠直接被火焰灼燒，提升受熱均勻性。加熱過程中需要特別注意不能反復加熱，反復加熱會引起密封膠老化嚴重、材料中出現硬渣、材料性能下降，這種密封膠無法投入使用，只能進行丟棄，不僅會造成材料浪費，提高經濟成本，還有可能引起導管堵塞。

2.4 開槽

養護工程設計人員需要根據工程實際情況（包括裂縫走向、裂縫產生原因、裂縫位置等），科學規劃開槽深度和寬度，通常情況下開槽方向和裂縫走向需要保持一致，盡量減少裂縫的剛性張力，另外開槽的槽口應盡量規則，可以減少后續的施工難度。經設計，文章養護工程的切入深度為2 cm，寬度為1.5 cm，可控誤差為0.2 cm，需要注意的是只能比設計的深度深，不能淺于設計深度。

2.5 清槽

開槽工藝后應進行清槽工藝，此環節能夠最大程度提升密封膠的粘結力，發揮密封膠的應用優勢。清槽需要使用高壓水泵和鋼絲刷，不僅是槽表面，槽內部也需要進行清潔處理，清槽后應保證槽內沒有雜物，并裸露出兩側道路的新鮮層面，避免密封膠在灌入施工后和公路結構形成隔離層的形式，影響灌注施工效果，清槽后即可使用灌封機向槽內澆灌密封膠。

2.6 烘槽

灌封施工技術對環境溫度具有一定要求，通常情況下施工環境溫度應在5 ℃以上，工程處于11 月份，室外溫度低于5 ℃，需要使用熱噴槍設備配合灌封機進行澆灌，澆灌同時對開槽位置進行加熱處理，該工藝會讓密封膠流入槽后，充分與槽壁進行接觸，進而提升灌封質量[6]。經過烘槽后的補縫位置會更加牢固，并且對溫度的適應能力更強，需要注意的是施工環境溫度高于5 ℃時，可以不使用熱噴槍，若使用熱噴槍，溫度不能超過70 ℃。

2.7 后期檢驗

使用灌封技術補縫后，應在通車1 周、1 個月、3個月這3 個時間點對施工情況進行檢驗，觀測施工效果。本文中的工程通車1 周后，經現場檢查發現約有10%的密封膠出現脫落；通車1 個月后，發現約有3%的密封膠出現脫落；通車3 個月后，原本不牢固的灌封位置已經穩定，并且有效控制了裂縫的發展。通過研究發現，通車1 周后和通車1 個月后出現小部分密封膠脫落的原因是由于集中降雨以及密封膠溫度不足，但整體養護工程已經達到預期標準[7]。

3 結論

綜上所述，本文從封膠、施工工藝兩方面闡釋公路養護中灌封施工技術的應用要點，并說明灌封脫落原因及防治措施，最后通過某公路養護工程實例，對灌封施工技術在公路養護中的實踐應用展開探究，說明密封膠灌封技術對公路養護、裂縫治理的重要作用，能夠延長公路的使用壽命、避免裂縫病害蔓延，并且具有操作簡單、成本較低、應用效果好的優勢，可以在中國的公路養護工程中推廣使用。