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浅谈公路沥青路面裂缝的施工技术研究

发表时间：2020/10/15 来源：《基层建设》2020年第19期作者：翟家坤

[导读] 摘要：在公路日常养护过程中，沥青路面裂缝是沥青路面的主要病害之一，公路养护人员在处治沥青路面裂缝时，一般是采取开槽灌缝、不开槽直接灌缝两种工艺。

        天津五市政公路工程有限公司 300171
        摘要：在公路日常养护过程中，沥青路面裂缝是沥青路面的主要病害之一，公路养护人员在处治沥青路面裂缝时，一般是采取开槽灌缝、不开槽直接灌缝两种工艺。在沥青路面裂缝灌缝作业时，由于采用的机械设备、原材料、施工工艺不同，灌缝处治的效果也不同。
        一、引言
        本文对沥青路面裂缝灌缝选用的机具及施工工艺进行分析，提出改进的方法，指导公路养护施工，现结合近年来沥青路面灌缝的情况对沥青路面灌缝技术进行探讨：
        二、沥青路面裂缝损坏机理
        沥青路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的，但分析沥青路面开裂的主要原因可以分为两大类：由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝。在车轮荷载的作用下，当路面结构层底部产生的拉应力大于其材料的抗拉强度时，产生的开裂称之荷载型裂缝；由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝，包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝，称之非荷载裂缝。
        三、灌缝时机的选择
        灌缝时机的选择对于灌缝效果好坏起着至关重要的作用。路面裂缝受气候、季节的影响较大，一般情况下冬季气温较低，裂缝发展迅速较为明显，宽度和深度达到最大值，但冬季沥青灌缝材料易变脆，粘性较差，流动性较差，不易进行大规模施工作业，但如克服沥青材料上述弊端，冬季是灌缝的较为理想的季节。夏季气温较高，轻微裂缝可自行愈合，沥青材料高温稳定性较差，易发生流动，产生轮迹，被车轮带走，且夏季雨水偏多，缝隙存在大量水分，如清理不彻底、不干燥，会造成沥青材料与沥青砼的黏附性下降，灌缝材料脱出，灌缝失效。
        灌缝的目的是为了防止水的侵害，提高公路使用寿命。春秋季节，温度较为温和变化较小，裂缝宽度和深度适中，灌缝材料能够较好的灌入。春秋季节，一般气候较为干燥，裂缝清理和干燥较为容易，沥青材料与沥青砼的黏附性较好。因此春秋季节，是灌缝实施良好季节，春季优于秋季，灌缝以春季为主，秋季找补。而且春季灌缝能够在雨季来临前对裂缝进行处置，有效的防止雨水渗入，减少水的侵害。秋季灌缝能够对经过雨季侵蚀、高温损坏的造成灌缝失效裂缝重新找补，同时减少冬季雨雪对路面造成的进一步损害。
        四、开槽灌缝的施工
        灌缝工艺主要有开槽、清缝、灌缝、养护等步骤，工艺看似简单，实则要求严格，必须精细控制。
        1、开槽
        开槽目的使沥青材料更好的灌入裂缝，避免沥青材料受到因温度、荷载产生过大拉、压应力而破坏，同时通过开槽清理缝壁，清理不易吹出的杂物，缝壁新的切割面与材料较好的粘合。
        2、清缝
        用开槽后，应该用高压空气吹干净，同时用钢丝刷清扫。沥青材料粘性可能会因为低温、灰尘和潮气等因素降低。最为直接方式是采用热吹风设备的温度较高压缩空气吹裂缝，可以有效的将裂缝中的灰尘、杂物、潮气、水分等吹掉使之完全干燥，尤其是在气温较低和潮湿季节，沥青材料与裂缝边缘的黏结有非常好的效果。
        3、灌缝
        在目前没先进灌缝设备的情况下，灌缝只能人工灌缝。灌缝应保证沥青材料灌入缝隙，并且当缝中即将有沥青溢出时再往前移动，如沥青有凹陷需进行找补。
        4、养护
        灌缝完成后，在其表面撒热砂或石屑等覆盖料，采用铁滚碾压或热烙铁烙平保证路面平整，增强路面抗滑能力。为防止能沥青料被带走，应根据情况引导、限制车速，必要时可适当延长开放交通时间。
        五、不开槽直接灌缝
        1、适用范围
        当路面温度超过25℃及以上时，对于沥青混凝土路面，出现面层裂缝为纵向路面裂缝、非反射裂缝，裂缝伸缩量较小，缝宽<2mm，以及主缝边缘出现的支缝，可采用不开槽直接灌缝施工。当路面温度低于25℃时，不得采用不开槽直接灌缝的施工工艺。
        2、主要材料及机具
        机械设备：沥青灌缝机，改造后专门用于不开槽灌缝的40mm枪头托槽，高压热空气吹烤喷枪，清缝机，撒布机，小型压实机具。

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        3、灌缝枪头托槽的选择
        由于此施工工艺不需开槽，故灌缝枪头托槽采用40mm宽，前端中心底部开20mm宽、3mm高的缺口。
        4、施工工艺流程
        除不需要扩缝机开槽施工外，其他工艺流程与开槽灌缝基本一致，一般不开槽直接灌缝施工撒滑石粉，不需要小型压实机具压实，冷却到一定温度即可开放交通。
        5、需特别注意的要点有：
        （1）不开槽灌缝对密封胶与路面间的黏合要求高于普通的开槽灌缝时使用的密封胶，因此灌缝前应使用高压吹尘机对路面进行彻底的除尘，保证路面裂缝处无尘土、无碎屑、无残留老料。
        （2）需对裂缝位置采用高压热空气吹烤喷枪进行加热。
        （3）施工时应确保灌缝胶处于合适的施工温度(不低于190℃)。改造后的枪头马蹄端部使得灌缝后形成的密封胶条带表面呈合适的凸面，并保证与路面有足够的接触面积。
        （4）密封胶冷却完毕后即可开放交通，通常需要5-10分钟，根据天气与温度状况，时间略有不同。沥青路面裂缝经灌缝处治后，外观应干净整洁，灌缝胶应饱满、顺滑，无拖痕、无污染、无多余灌缝胶，线形应流畅，无明显扭曲、淤结。裂缝均能得到灌治，不存在明显遗漏。
        六、主要灌缝技术处置效果对比
        1、科莱福胶处置效果
        （1）技术成熟，材料性能好。科莱福经过多年时间实践，技术比较成熟，有开槽、灌缝设备先进，而且材料经过试验检验，基本不渗水，能与裂缝较好的粘合。
        （2）平整度较好，美观耐用。科莱福灌缝后基本与路面齐平，灌缝饱满充分，表面平整。科莱福胶施工后基本不变形，能够有一定的弹性，适应温度变化，通过观测冬季未发生开裂，寿命较长。
        （3）采用标准槽贴封式科莱福灌缝，贴封层能够有效阻止裂缝周围雨水侵害，减缓支缝继续发展。
        （4）主要缺点：科莱福灌缝由于采用开槽灌缝，开槽宽度15mm左右，对于支缝较多、相邻裂缝距离较短的裂缝不易进行开槽，因此使用范围有所限制。同时科莱福到达使用寿命后，科莱福胶与路面不能粘合，失效后裂缝有原来一条发展成两条甚至更多，增加了后期处理裂缝的数量和难度。
        2、贴缝带处置效果
        （1）操作简便，即贴即牢。在路表面使用贴缝带只需清扫后即可铺设，省去了传统的灌缝料的加热设备。
        （2）施工速度快是灌缝的数倍。由于贴缝带操作极为方便，与传统的裂缝处理工艺相比大提高了工效。使用开槽灌缝平均每个工作日可灌缝约为0.5公里，而采用贴缝带贴缝可完成约2公里左右。
        （3）质量可靠、美观耐用。根据厂家介绍使用贴缝带在路面贴缝最少可保持两年内不变形不脆裂，不被车轮带起，有效防止路表面裂缝的蔓廷，另外传统灌缝料容易出现高温流淌，低温脆裂现象。贴缝带能保证裂缝处的整齐美观，灌缝后严重损害路面形象，产生横平、竖直、边沿整齐的“美容”的效果。
        （4）安全环保、无副作用。传统的灌缝工艺，大多需对灌缝料加热处理，施工人员必须与这些有害物质及气体接触，因此施工人员甚至过往司乘人员容易受到有害气体的毒害。贴缝带主要由聚合物构成，不易燃、无毒副作用、无刺激性气味，在搬运、施工过程中不会对人体造成损害（因不需加热），是一种优质的环保产品。
        （5）成本低廉、效益明显。使用贴缝带不仅可以减少路面裂缝带来的病害，相对传统灌缝施工，还省去了加热、开槽等养护支出，节约了资金。
        七、结论
        公路养护作业时，根据不同的沥青路面结构类型、天气及温度条件采取不同的裂缝灌缝施工机具及施工工艺，可以起到既节约养护成本又很好的处治路面病害的效果，值得在公路日常养护中大力推广。
        参考文献：
        [1]《公路养护技术规范》(JTG H10-2009).中华人民共和国交通运输部，人民交通出版社，2009；
        [2]《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF 40-2004).中华人民共和国交通部，人民交通出版社，2004。