淺析瀝青路面灌縫技術的應用及效果評估

付景麗

（蘭州公路管理局七道梁隧道養護管理所 甘肅蘭州 730000）

淺析瀝青路面灌縫技術的應用及效果評估

付景麗

（蘭州公路管理局七道梁隧道養護管理所 甘肅蘭州 730000）

1 概述

瀝青路面裂縫是瀝青路面幾類破損中最長見、最易發生的和最早期產生的病害之一，它幾乎伴隨著公路的整個使用期，并隨著路齡的增長而加重。出現裂縫如不及時維修處治，地表水及雜物易沿裂縫侵入路面結構和路基，導致路面承載能力下降，加速路面局部或成片損壞，不但影響路容美觀和行車的舒適性，而且縮短路面的使用壽命，增加維修費用。灌縫是一種預防性的養護措施，旨在防止水進一步侵蝕道路。使用灌縫材料能夠阻止滲水、基底結冰和結構破壞，更重要的是，灌縫能夠延長瀝青路面的使用壽命，而且施工費用較低，僅為挖補路面費用的1/6。針對裂縫對路面的危害性，選擇適合現有公路特點的維護處治裂縫的材料，機具和施工工藝顯得尤為重要。

2 裂縫類型及產生原因

路面裂縫可分為縱裂縫、橫裂縫、網裂、塊狀裂縫等。

（1）縱裂縫?？v裂縫通常產生在拓寬的新舊路面交界處或路基半填半挖處，由路面不均勻沉陷引起；或在瀝青路面施工的縱向接縫處，由施工接縫不善引起；或軟地基處理不徹底引起；在行車荷載作用下，應力分布不均，形成車轍，車轍的邊緣也易形成縱裂縫。

（2）橫裂縫。橫裂縫通常是由于溫度、濕度的變化、路面層產生收縮和路面應力不能均勻分布而引起的；半剛性基層的收縮裂縫及其面層的反射裂縫，大多是橫向裂縫。

（3）塊狀裂紋。塊狀或方形，它是由于路基或底層鋪路材料塌陷或車輛超載造成的。

（4）網裂。它是由于道路結構己嚴重破壞，此時道路已經不能再進行灌縫修復，只能通過中修來恢復道路通車能力。

3 施工要求

在實施灌縫之前對路面狀況進行詳細調查。采取灌縫措施的路面應符合相應的預防性養護技術指標要求，將保持路面PQI指數處于良好、PCI指數處于中以上、RQI指數處于良好以上、PSSI指數處于良好以上作為目標，采用路面及橋梁管理系統的路況信息，結合日常及年度養護檢查結果確定實施路面灌縫的路段。

結合近幾年來對各條線路路面灌縫施工的實際情況以及密封膠性能指標、灌縫施工工藝的特點，灌縫施工的外部環境應達到以下要求：

（1）施工溫度：施工溫度是造成密封膠脫落的原因之一。路面潮濕和溫度低于4℃就會降低密封膠的粘結力，容易脫落。路面整體溫度較低，密封膠灌縫后，溫度下降較快，密封膠收縮明顯，密封膠與槽壁之間溫度應力較大，將降低密封膠與路面的粘結力。

（2）裂縫濕度：灌縫時路面應干燥，如潮濕會降低密封膠與路面的粘結力，造成部分密封膠脫落。

（3）保持清潔：灌縫前，用空壓機將開過槽后的裂縫中的灰塵雜物及周邊松動的物體清除干凈，保持裂縫的清潔。

（4）灌縫范圍：車轍嚴重，尤其是形成網裂的路面，不宜用此方法處理裂縫。

4 施工工藝

（1）施工步驟準備工作：檢查開槽機與灌縫機，確保其技術狀況良好；根據路面裂縫的具體情況，確定補縫設計方案；啟動灌縫機并向密封膠加熱罐內添加密封膠，將密封膠加熱、攪拌至170～180℃。并根據要求對灌縫作業區域進行封閉。

（2）開槽：按照設計的開槽尺寸，預先調節好開槽機開槽深度和寬度，成南高速設計開槽寬度為10mm，開槽深度8～12mm，然后進行開槽作業。作業時，根據裂縫寬度種類情況，及時調節開槽尺寸，滿足設計要求。

（3）清縫：用肩背式吹風機將槽內的碎渣及裂縫兩側至少10cm范圍內的灰塵徹底清掃干凈。

圖1 開槽機對路面裂縫進行開槽

（4）灌縫：若在氣溫低于4℃時補縫，灌縫機須配有預熱設備對開槽部位進行預熱，若在此溫度下不預熱就進行補縫，會降低密封膠的粘結力；如果在氣溫高于4℃時補縫，可不進行預熱。在密封膠加熱溫度達到170～180℃時，用灌縫機上帶有刮平器的壓力噴頭將密封膠均勻地灌入槽內，并在裂縫兩側拖成一定寬度與厚度的封層，每邊寬出10mm，高出原路面3mm，撒少量玄武巖石屑。

圖2 對路面進行灌縫

（5）養護：用密封膠灌縫后，在密封膠充分冷卻并把路面上的碎渣清掃干凈后，才能開放交通，一般冷卻時間為15min左右，具體開放交通時間根據氣溫情況靈活掌握。

5 工程應用及效果評價

5.1 工程背景

國道109線河海路位于甘肅省蘭州市永登縣境內，是我省“兩縱兩橫”公路主骨架的組成部分，也是蘭州通往新疆、青海等省區，溝通省、市之間政治、經濟與文化交流的主要通道。交通量逐年增長（近三年年平均日交通量2013年6627輛、2014年6804年輛、2015年9093輛），路況也逐年下降，2013年對其中的K1747+336-K1783+500段實施了灌縫膠灌縫工程，通過三年的觀測表明：灌封膠灌縫對處治路面早期裂縫的封閉和預防后期水害的縱向延伸效果明顯。

5.2 病害發展情況分析

該工程共對23km路段內11890m橫縫、縱縫進行了灌封膠灌縫。經過對實施了灌縫膠施工的瀝青路面進行跟蹤調查發現，有90.2%的裂縫能夠完全封閉，杜絕了路面水的滲入，至今情況良好。對比相同技術條件的路段實施普通瀝青施工的情況，道路原有病害發展加劇的情況明顯降低，路面發生反射裂縫、網裂的情況僅占總灌縫的10.2%，且灌縫膠與縫隙結合良好，脫落現象少，對車輛碾壓敏感性差，經過冬季低溫及夏季高溫季節不良環境檢測，穩定性及抗裂性較好，對瀝青路面起到較好的保護作用，推遲了道路大中修施工。

5.3 經濟效益分析

5.3.1 不同灌縫材料的比較

（1）裂縫修補成本降低，采用傳統瀝青灌縫封堵法，常規灌縫的瀝青材料為AH-90、AH-110、AH-130；使用的主要機具有：材料灌入工具、材料加熱罐（箱）、加熱材料主要是煤；灌縫器皿一般用水壺改成。雖然施工設備費用投入幾乎沒有、初期施工造價較低，但1年失效率為90%以上。對于開槽式修補法，雖然初期施工投入較高、初期施工造價較高，但其使用壽命長，裂縫密封的效果好，有效率大為提高，使用3年后，除個別路段因路基病害加劇引起失效外，開槽式修補處理的裂縫有效率達到95%以上。

圖3 剛施工完成灌縫

圖4 灌縫一年后

（2）美觀性大幅提升傳統修補法因受施工工藝和材質影響，容易出現灌縫不到位、縫寬粗細不勻等情況，尤其是在夏季高溫季節容易產生泛油，并經車輪拖帶，出現大面積路面污染現象。開槽式修補法有效解決了灌縫不到位、縫寬粗細不勻等情況，并且冬季低溫季節不開裂，夏季高溫季節不泛油，路面美觀性大幅提升。

5.3.2 養護資金的比較

以該工程為例，2013年G109線河海路K1747+336-K1783+500段實施路面灌縫8976m，所用的養護資金為26.928萬元，該段道路油路修補數量為6897.28m2，所用的養護資金為68.9728萬元；2014年在該段路面實施的灌縫6539m，所用的養護資金為19.617萬元，油路修補數量為6608.75m2，所用養護資金為66.0875元；2015年在該段路面實施的灌縫為4907m，所用的養護資金為14.721萬元，油路修補數量為6742.68m2，所用養護資金為67.4268萬元；經比較在該段路上2014年比2013年節約養護資金萬10.2萬元，2015年比2014年節約養護資金3.56萬元，通過以上的數據分析，把道路使用呈衰減趨勢考慮進去，可以看出路面灌縫在一定程度上節約了養護費用。說明該預防性養護措施，不僅可減低養護費用，耐久性明顯提高，降低勞動強度，而且可以縮短施工工期，減少對交通的影響，延長瀝青路面使用壽命，有良好的實踐性和較好的經濟效益。

U414.3

A

1004-7344（2016）21-0156-02

2016-7-10