路面灌缝施工技术在公路养护中的应用

发表时间:2021/8/27   来源:《城镇建设》2021年第4卷10期   作者:朱石熠
[导读] 在公路项目施工过程中,裂缝是出现概率极高的一种病害
        朱石熠
        北京市政路桥管理养护集团有限公司市政工程一处
                  北京市朝阳区    100020
        摘要:在公路项目施工过程中,裂缝是出现概率极高的一种病害,如果在修建公路时使用沥青材料,则出现裂缝的概率会更高,从而降低行车的安全性,缩短公路的使用寿命。所以,应该及时对裂缝进行修补填充,减少对公路的损害。
        关键词:路面;灌缝;施工技术;公路养护

        1路面裂缝的形成过程及其种类
        1.1荷载型裂缝
        过往车辆交变荷载的作用将导致路面长期处在受负荷的状态。路面负荷增大基层底部的拉应力也不断增大,如果基底的拉应力超出了材料的承受能力,基层底部就会开裂。如果基层底部持续受到过大的外界压力,那么裂缝就会继续延伸到路面表层,这样直观上就在沥青层面出现了裂缝。这种荷载型裂缝在外观上主要呈现为沿着汽车前进方向出现的纵向裂痕或龟裂。
        1.2温度裂缝
        温度裂缝以横向裂缝居多,少部分为纵向裂缝。公路路面温度裂缝的形成原因主要是来自于混凝土材料的水化热过程,当混凝土浇筑完毕后,混凝土会逐渐凝固,但是在这一段时间混凝土会释放大量热量,这就需要进行洒水养护,保证混凝土水化过程内外温度差值和含水量差值趋于正常数值。然而,一旦这种差值的平衡被打破,混凝土就会因为过高的温度而发生变形,混凝土体积会不断增大,其内部的温度无法快速释放出来,便会在混凝土内部形成比较大的拉应力。再加上混凝土路面表面温度快速下降,这时就会给混凝土在外部施加较强的收缩应力,内部的拉应力和外部的收缩应力相互作用,一旦超过混凝土材料的抗压强度极值,路面就会形成温度裂缝。虽然客观上讲,公路路面的温度裂缝无法完全避免,但是可以通过合理配置混凝土材料水灰比、选择水化热较低的混凝土材料、以及做好后期路面养护等方式进行防治。
        1.3反射裂缝
        反射裂缝大多在半刚性的基层路面容易发生,这是因为半钢性的材料会因为自身或者温度收缩原因而开裂,且开裂会逐渐扩展,当延伸到路面的时候就形成了裂缝。反射裂缝通常呈现为横向的裂缝。
        1.4沉降裂缝
        道路路基发生沉陷就会破坏公路原有内部结构,内部结构稳定性被破坏,出现比较多的断裂或者沉降,进而引发路面裂缝。通常来讲,一旦路基发生沉降,则公路路面必然会出现裂缝。造成路基沉陷的原因比较多,比如路基回填土材料不合理、回填压实度不足、路基属于软弱地基、路基含水量比较大等因素。此外,大量地表径流冲刷以及地震等自然因素,也会使道路内部结构稳定性下降,从而引发道路路面沉陷裂缝。
        1.5其他裂缝
        沥青路面材料的老化也会造成路面裂缝,通常呈现为龟裂;在沥青路面的接缝部位,最容易由于施工不合理而导致裂缝的出现。
        
        2灌缝技术的概述
        2.1灌缝技术的适用范围
        一是沥青路面中形状为纵向、横向或者较规则的线状裂缝;二是采用坑槽修补的工艺技术来修补路面的局部网裂和龟裂;三是针对大面积的网裂和龟裂,在裂纹处加铺乳化沥青封层,或者在对基层进行修补后,再重新对罩面进行修复;四是根据裂缝的宽度选择具体灌缝方案,对于宽度为15mm以内的裂缝,应选择热沥青和密封胶作为灌缝材料。对于宽度在15mm以上的裂缝,应采用细粒式热拌沥青混合料修复。此外,灌缝技术对时间也有要求。在进行灌缝时要把握好时间段,夏天温度较高时不利于密封胶的冷却,导致公路通车后密封胶被车轮辗轧,降低了灌缝效果;冬天温度较低时不利于密封胶的熔融,导致其黏结性较差,同样不利于裂缝的处置,因此灌缝的最好时机在春天,工作人员要把握好时间观念。
        2.2灌缝工作中常见的问题
        一是裂缝表面的贴缝层由于受到过往车辆的冲击力而损坏,裂缝中剩余的填充物又比较少,导致裂缝不能被正常封闭;二是没有彻底清除裂缝下的杂物,使得灌缝的材料和路面表层材料不能很好地衔接;三是没有清除裂缝中的积水或者裂缝比较潮湿,这时进行灌缝技术,便影响灌缝材料和沥青路面材料的衔接效果。


        2.3灌缝施工工艺
        2.3.1前期准备工作
        首先根据具体情况确定具体方案,选择需要的工具和施工材料。早期裂缝一般不处理,但随着裂缝的加深、加大,就要使用灌缝技术,根据裂缝的大小进行有区别的操作。以5mm为界限,小于5mm的裂缝可直接抹缝,大于5mm的裂缝,要先进行开槽再使用灌缝技术。确定操作方案和工具后,要对各种仪器设备进行检验,确认其性能良好。
        2.3.2密封胶加热准备
        密封胶加热前要对灌缝设备进行检查,确认设备性能良好后在加热釜中添加密封胶,进行加热,在整个加热的过程中,必须进行不断地搅拌,加热的适宜温度为193℃,最高不超过204℃。
        2.3.3开槽
        施工人员首先要掌握路面裂缝的具体数值,确定好施工的深度,在保证全部槽的深度都达到施工标准之后,才能动工开槽。在开槽实践中,机器一定要和裂缝的中心线相对,依照切割段出现缝隙的大小进行切割,唯有如此开槽机所开的槽才美观。如果切割时产生形状不规则、乃至有一些急弯的裂缝,施工人员应使用机器进行再次切割。为避免机器在施工过程中对路面造成一定程度的毁坏,施工人员应依据裂缝的实际情况确定开槽与否,如果裂缝的宽度低于3cm,可采用不开槽的方法,而是选择无槽贴缝工艺进行处治;反之,如果公路缝隙宽度大于3cm,施工人员应依照具体大小采用开槽措施。等完成开槽后,可运用火焰枪对槽口进行加热。在加热过程中施工人员一定要把控好温度,一般加热温度要高于60℃。
        2.3.4清缝
        首先使用扫帚清扫槽中和槽口外两侧的残渣,之后使用灌缝机自带空压机和高压热风枪对槽口内外进行进一步清理。每个裂缝至少要进行两次的高压喷气方式处理。如果路面温度低于4℃,可使用喷灯等加热装置烘烤槽口,彻底排出裂缝内的水汽。
        2.3.5灌缝
        密封胶的灌注施工需要等到清缝施工工序完成后,使用灌缝设备进行。并按照干净和干燥设计的要求进行切缝施工。灌注施工效果需要在4℃以上的温度环境下进行,当施工环境气温在4℃以下时,需要将预热设备配置在灌缝机上进行预热处理开槽的部分,这样可以有效避免温度因素影响到密封胶的黏结效果。当施工环境具有4℃以上的温度时,为了确保具有更好的灌缝效果,也可以采取预热处理的方式。当密封胶具有193℃以上加热温度的时候,就可以在缝中通过使用压力喷头均匀灌入密封胶。裂缝表面上需要形成符合宽度和厚度要求的能够紧密黏结好裂缝的T型密封层。按照从上到下,从一端向另一端的顺序施工灌注密封胶。施工过程中主要是采取两次灌注的方式灌注密封胶。其中按照一半槽深的深度进行控制第一次灌注深度,按照多出槽口3cm高度左右进行控制第二次密封胶灌注。由于灌缝的时候,施工质量效果会受到缝底所产生气泡的影响,因此需要避免这种问题。灌缝的时候,需要按照连续均匀的要求进行灌缝施工每一条裂缝。为了确保密封胶具有更好的密封效果,可以使用橡胶抹平板反复刮平密封胶方法处理路面所产生的轻微龟裂问题。在完成密封胶灌注施工之后,行驶的车辆可能会带走密封胶,因此需要将砂质铺设在其表面上。
        2.3.6养护
        施工人员在将密封胶全部灌入缝隙后,应在密封胶的上面播撒一定数量的水泥粉,以对密封胶加以养护。等密封胶全部冷却之后,施工人员应把路面残存的废渣全部清除,之后再让车辆通行。然而在实践过程中,允许车辆通行的时间还要结合当地气温条件进行确定。等裂缝全部处治完毕后,施工人员还应查看并检验密封胶的外部质量,观察路面和密封胶的高度是否一致及缝隙处是否全部填满,以及车辆在密封胶部位驶过时,胶体是否产生掉落问题。如果经过检查所有指标皆正常,则证明灌缝技术达到有关要求,养护质量过关。如果经过检查发现密封胶和路面的粘合不牢固,表面存在凹凸不平的情况,则证明灌缝技术不理想,未达到有关要求。
        
        3结语
        总之,鉴于沥青路面长期运营导致路面出现各种裂缝问题,需要对路面裂缝采取灌缝处理措施。近些年,开槽灌缝施工工艺的发展迅速,这种技术的应用和普及解决了传统密封施工的不足,其施工简单易行且成本费用低,是一种经济实用的对路面进行防护的新型工艺技术。
        
        参考文献
        [1]肖航.预防性养护技术在公路养护管理中的应用[J].黑龙江交
通科技,2019,42(8):223,225.
        [2]吴洋洋,许乃露.灌缝施工技术在公路养护中的应用分析[J].科学与财富,2018(36):237.
        [3]薛校森.浅谈灌缝施工技术在公路养护中的应用[J].建筑与装饰,2018(15):84.
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