刻槽灌縫在瀝青路面裂縫修補(bǔ)中的應(yīng)用與分析

■王昌標(biāo)

（南平高速公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司，南平 353000）

1 引言

瀝青混凝土路面在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，由于受到車(chē)輛荷載和溫度的反復(fù)作用，會(huì)出現(xiàn)各種形式的裂縫。裂縫的產(chǎn)生使雨水容易滲入瀝青混凝土路面的面層、基層甚至路基內(nèi)部，進(jìn)一步會(huì)導(dǎo)致路面的唧漿、網(wǎng)裂、松散、坑槽等病害的出現(xiàn)加劇路面損壞并降低路面的行駛質(zhì)量。因此，路面裂縫修補(bǔ)技術(shù)是瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的重要組成部分，是減緩路面病害出現(xiàn)、延長(zhǎng)路面使用壽命的有效手段。

本文根據(jù)福銀高速（南平二期）65 條路面裂縫的刻槽灌縫和貼縫帶封縫兩種工藝在處治效果方面的對(duì)比分析，為同類(lèi)路面結(jié)構(gòu)層和氣候條件下瀝青路面的裂縫修補(bǔ)提供技術(shù)參考。

2 工程概況

福銀高速(南平二期)位于南平邵武境內(nèi)，于2005年12 月建成通車(chē)。其路面結(jié)構(gòu)層形式為：4cm 厚AK-16A 瀝青砼抗滑表層+6cm 厚AC-20I 中粒式瀝青砼+8cm 厚AC-25Ⅱ中粒式瀝青砼+30cm 厚5%水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石+16cm 厚3%水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石+15cm 厚級(jí)配碎石墊層。

該路段屬于山區(qū)低溫氣候，7、8 月極端高溫達(dá)40℃，1 月極端低溫-5℃，年平均氣溫為23℃；年平均降水量達(dá)1800mm 左右。目前該段高速公路的路面裂縫類(lèi)型主要是橫向裂縫及縱向裂縫，平均每5～10m 就有一條裂縫（橋梁和隧道外），且裂縫較寬，如圖1 所示。

經(jīng)調(diào)查分析，本段瀝青路面裂縫主要形式為：（1）半剛性基層干縮開(kāi)裂引起的反射裂縫；（2）受天氣影響的低溫收縮裂縫；（3）路基填挖交界或橋頭搭板交界位置處治不到位引起結(jié)構(gòu)破壞裂縫。

圖1 路面裂縫病害

3 裂縫處治方案

針對(duì)福銀二期路面的裂縫類(lèi)型和裂縫病害程度，一般采用刻槽灌縫和貼縫帶封縫工藝進(jìn)行處治。

3.1 刻槽灌縫工藝

刻槽灌縫指采用刻槽機(jī)、灌縫機(jī)等專(zhuān)業(yè)設(shè)備和密封膠等專(zhuān)業(yè)材料進(jìn)行裂縫修補(bǔ)的一項(xiàng)養(yǎng)護(hù)技術(shù)?？滩酃嗫p施工工藝通過(guò)對(duì)路面裂縫進(jìn)行開(kāi)槽、清縫后灌入加熱至符合要求的密封膠，確保路面雨水不致通過(guò)路面裂縫滲入路面結(jié)構(gòu)層和路基內(nèi)。其施工工藝流程為：施工布控→開(kāi)槽→清縫→灌縫→養(yǎng)護(hù)→撤控開(kāi)放交通。密封膠應(yīng)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)如表1。

表1 密封膠技術(shù)指標(biāo)

灌縫作業(yè)時(shí)，應(yīng)保證每條裂縫的灌注是連續(xù)的，以保證裂縫內(nèi)的密封膠呈連續(xù)密封狀態(tài)，如出現(xiàn)未完成填封的裂縫需要再次進(jìn)行灌縫處理。

灌縫噴嘴有兩種類(lèi)型：針式噴嘴和帶小拖靴式噴嘴，兩種噴嘴工藝示意見(jiàn)圖2、圖3。

圖2 針式噴嘴灌縫示意圖

圖3 小拖靴式噴嘴灌縫示意圖

為確保雨水不會(huì)從縫邊滲入路面結(jié)構(gòu)層，推薦使用帶小拖靴式噴嘴進(jìn)行灌縫作業(yè)，這樣以便在裂縫頂面兩側(cè)形成一貼封層。施工中要嚴(yán)格控制灌縫機(jī)密封膠的加熱溫度，減慢灌縫速度，防止灌縫料的流淌影響灌縫的質(zhì)量。

3.2 貼縫帶封縫工藝

貼縫帶封縫是指對(duì)路面裂縫不開(kāi)槽、不處理，只對(duì)路面裂縫表面作簡(jiǎn)單清掃即可施工的一種處治方式。

貼縫帶封縫工藝是根據(jù)裂縫的寬度裁割貼縫帶，并用液化氣噴火槍烘烤縫面和貼縫帶粘貼面；當(dāng)瀝青縫面出現(xiàn)油點(diǎn)和貼縫帶粘貼面變油滑時(shí)，將貼縫帶粘貼在縫面上。其施工工藝流程為：施工布控→清縫→烘烤縫面和貼縫帶粘貼面→粘貼貼縫帶→撤控開(kāi)放交通。

4 裂縫處治效果與分析

4.1 處治效果

（1）裂縫處治3 天后進(jìn)行檢測(cè)觀察：采用刻槽灌縫工藝處治的51 條路面裂縫在原裂縫處均未再次發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象，處治過(guò)的裂縫表面較平整、無(wú)氣泡；車(chē)輛碾壓不變形不粘胎，達(dá)到質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)；采用貼縫帶封縫工藝處治的14 條路面裂縫，有1 條在原裂縫處發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象，有2 條貼縫帶發(fā)生卷胎帶走。詳見(jiàn)圖4～5。

圖4 施工3 天后(刻槽灌縫)

圖5 施工3 天后(貼縫帶)

（2）裂縫處治6 個(gè)月后（經(jīng)過(guò)一個(gè)高、低溫季節(jié)循環(huán)），再次進(jìn)行回訪觀察：采用刻槽灌縫工藝處治的51裂縫中，在原裂縫處發(fā)生開(kāi)裂的1 條、發(fā)生縫邊碎裂的3 條；14 條采用貼縫帶封縫中有8 條再次發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象,另有2 條貼縫帶被卷胎帶走。詳見(jiàn)圖6～7。

圖6 6 個(gè)月后觀察(刻槽灌縫)

圖7 6 個(gè)月后觀察(貼縫帶)

4.2 原因分析

結(jié)合本工程交通環(huán)境及路面結(jié)構(gòu)分析裂縫病害處治效果差異如下：

（1）刻槽灌縫產(chǎn)生縫邊碎裂主要是因?yàn)榈缆繁砻孑^為松散、刻槽時(shí)崩邊現(xiàn)象嚴(yán)重且邊緣粗糙導(dǎo)致，因此采用刻槽灌縫工藝處治路面裂縫時(shí)，須保證刻槽居中于裂縫，并確保裂縫兩側(cè)碎邊切割到位、縫邊整齊。

（2）路基填挖交界或橋頭搭板交界處的路面基層開(kāi)裂或路基下沉是引起再次產(chǎn)生裂縫的主要原因。因此在對(duì)路基填挖交界或橋頭搭板交界處的路面裂縫進(jìn)行刻槽灌縫處治時(shí)，建議先對(duì)損壞路面基層或路基進(jìn)行處理后再進(jìn)行。

（3）貼縫帶被卷胎帶走的主要是因?yàn)橘N縫時(shí)路表面潮濕不夠干燥、縫面清理不夠干凈或未采用橡膠錘封邊等原因?qū)е隆Ｒ虼瞬捎觅N縫帶封縫施工時(shí)必須保證路面干燥、縫面干凈無(wú)雜質(zhì)粉塵，確保貼縫帶表面與縫面緊密粘貼，并用橡膠錘或木錘對(duì)貼縫帶進(jìn)行封邊。

（4）通過(guò)一個(gè)高、低溫季節(jié)循環(huán)后，發(fā)現(xiàn)貼縫帶開(kāi)裂現(xiàn)象較嚴(yán)重，分析其主要原因是所用的貼縫帶低溫脆裂、抗拉強(qiáng)度和延伸率等指標(biāo)不適應(yīng)項(xiàng)目所在地氣候條件（項(xiàng)目施工所在地年最低氣溫為-5℃），因此在進(jìn)行貼縫帶封縫時(shí)一定要對(duì)貼縫帶的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，以確保適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件。

5 養(yǎng)護(hù)成本分析

刻槽灌縫工藝與貼縫帶封縫工藝的施工成本受施人工機(jī)械費(fèi)和材料費(fèi)不同而區(qū)別較大。材料費(fèi)受品牌影響差異較大，如科來(lái)福密封膠價(jià)格大約在13 元/㎏，其他國(guó)產(chǎn)品牌密封膠平均在10 元/㎏；魁道貼縫帶約6.5 元/m，其他國(guó)產(chǎn)品牌貼縫帶價(jià)格較接近平均4 元/m 左右。對(duì)比如下表所示：

表2 刻槽灌縫與貼縫帶封縫施工成本及處治有效率對(duì)比

基于工藝措施成本和處治有效率分析來(lái)看，雖然刻槽灌縫工藝的施工成本較貼縫帶高2 倍左右，但其裂縫處治有效率比貼縫帶工藝高約3 倍。因此推薦刻槽灌縫工藝作為該段路面裂縫處治的主要修補(bǔ)方法。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)兩種裂縫修補(bǔ)技術(shù)的對(duì)比分析，對(duì)于本路段情況，刻槽灌縫具有較好的效果。為提高路面裂縫修補(bǔ)質(zhì)量，提出有以下幾點(diǎn)建議：

（1）刻槽灌縫工藝與貼縫帶工藝可聯(lián)合應(yīng)用，當(dāng)采用刻槽灌縫工藝處治的路面裂縫主縫邊上存在少量較細(xì)支縫時(shí)，采用貼縫帶工藝進(jìn)行封閉處理，有利于保證路面裂縫的全封閉；

（2）密封膠質(zhì)量是保證灌縫的重要條件，密封膠不但要滿足技術(shù)規(guī)范要求，還需適應(yīng)實(shí)際工程特殊環(huán)境交通情況，同時(shí)，裂縫處置時(shí)間也對(duì)修補(bǔ)質(zhì)量有重要影響，裂縫處治一般宜在秋冬季進(jìn)行。

（3）瀝青路面裂縫處理前，應(yīng)對(duì)裂縫病害進(jìn)行必要的檢測(cè)分析，針對(duì)裂縫形成原因和發(fā)展?fàn)顩r，采取技術(shù)可靠，經(jīng)濟(jì)性好的裂縫處理措施。

［1］郭忠印，李立寒.瀝青路面施工與養(yǎng)護(hù)技術(shù).北京：人民交通出版社，2003.

［2］許永，趙鴻鐸.瀝青混凝土路面裂縫處理技術(shù)研究.山東交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2005(6).

[3]福建省高速公路有限公司,福州大學(xué)道路與橋梁工程系.濕熱地區(qū)高速公路瀝青路面裂縫處治技術(shù)研究.2012.