探討公路項(xiàng)目瀝青路面灌縫維修技術(shù)

湯超

（益陽遠(yuǎn)程公路建設(shè)有限公司，湖南益陽 413000）

瀝青路面在車輛載荷、氣候等外部環(huán)境的綜合影響下會(huì)產(chǎn)生不同程度的裂縫。瀝青公路路面裂縫修復(fù)質(zhì)量主要取決于修復(fù)方式和灌縫材料的運(yùn)用，合理的裂縫修復(fù)工藝、灌縫材料和修復(fù)時(shí)間是確保瀝青路面裂縫修復(fù)質(zhì)量的關(guān)鍵。

1 瀝青路面裂縫修補(bǔ)技術(shù)

在進(jìn)行瀝青路面裂縫修復(fù)時(shí)，其工作的主要工作內(nèi)容應(yīng)是合理選擇修復(fù)工藝、填縫形式和灌縫材料。

1.1 裂縫修補(bǔ)方法

道路養(yǎng)護(hù)常用的裂縫修補(bǔ)方式有三種：熱熔膠修補(bǔ)、貼縫帶修補(bǔ)、熱修補(bǔ)。

1.1.1 熱熔型灌縫膠修補(bǔ)工藝是當(dāng)前國內(nèi)廣泛使用的一種新技術(shù)，該技術(shù)是根據(jù)已有的瀝青路面開裂情況，將熱熔后的灌縫劑填充到裂縫中，通過填充劑的接合來修復(fù)；制備聚合物注漿料過程中需對(duì)其承載力、抗壓強(qiáng)度、流動(dòng)性、粘結(jié)性能等性能予以考慮。聚合物注漿料制備的過程見圖1。

圖1 聚合物注漿料制備工藝流程圖

1.1.2 貼縫帶是一種特殊的道路開裂膠合料，經(jīng)高溫熔融。利用膠粘劑膠條的熱熔特性對(duì)路面裂縫進(jìn)行快速修復(fù)。此方案在工程實(shí)踐中應(yīng)用較少，僅用作路面裂縫的應(yīng)急處治。

1.1.3 熱再生裂縫修補(bǔ)技術(shù)，其基本原則是采用100%高強(qiáng)度、高輻射熱量的加熱墻，將路面加熱、耙松、將舊瀝青混合料回收再利用；同時(shí)加入新的熱混合料用壓路設(shè)備將其碾壓。在熱再生裂縫修補(bǔ)中，使用大型熱再生裝置對(duì)裂縫進(jìn)行修復(fù)，由于前期需投入巨大設(shè)備資金，實(shí)際采用此方案的情況較少。

針對(duì)以上三種不同的裂縫修復(fù)技術(shù)，在實(shí)際中廣泛采用的是熱熔型灌縫膠修補(bǔ)工藝。

1.2 填縫形式的確定

1.2.1 在使用熱熔型灌縫膠修補(bǔ)工藝修補(bǔ)瀝青道路時(shí)，其填充方式的選取對(duì)其修補(bǔ)的效果有很大的影響?，F(xiàn)推薦四種類型的填縫型（如圖2)，可按道路的具體條件進(jìn)行修正和調(diào)整。

圖2 填縫構(gòu)造形式

1.2.2 實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，使用鋪縫工藝進(jìn)行鋪縫施工，其施工速度是無槽貼施工技術(shù)的40 倍。當(dāng)工程施工經(jīng)費(fèi)足夠時(shí)，可采用標(biāo)準(zhǔn)縫接縫法，超過3mm 時(shí)應(yīng)采用開溝式密封；當(dāng)裂紋小于3mm 時(shí)，可以采用簡易的無溝縫進(jìn)行修復(fù)。綜合實(shí)際施工和相關(guān)資料，結(jié)合工程實(shí)踐，提出了填縫方案，見表1。

表1 不同裂縫的填封處理建議

2 灌縫材料的運(yùn)用

針對(duì)熱熔型灌縫膠修補(bǔ)技術(shù)，市場(chǎng)上已有多種不同類型的灌縫膠，因此需要確保修復(fù)的有效性，以充分保證其修復(fù)效果。

2.1 灌縫材料的性能

2.1.1 通過對(duì)道路的大量實(shí)驗(yàn)并提取試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在灌漿修復(fù)中應(yīng)用的瀝青路面裂縫密封用瀝青橡膠及橡膠改性瀝青，其試驗(yàn)參數(shù)如表2、表3 所示。

表2 瀝青路面裂縫密封用瀝青橡膠的實(shí)驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)

表3 瀝青路面裂縫密封用橡膠改性瀝青的試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)

2.1.2 灌縫材料除具備粘合性與延伸性之外，還應(yīng)符合下列條件：（1）在路面開裂時(shí)可以抵抗摩擦阻力而自由流動(dòng)；（2）填充性好，只靠本身的流動(dòng)就可以填充裂縫中的所有部位；（3）能夠憑借自身流動(dòng)填充較小縫隙；（4）充縫劑需具有耐水、耐老化的特性。

2.2 灌縫工藝流程

2.2.1 選取裂縫修復(fù)時(shí)間至關(guān)重要，因?yàn)樾迯?fù)時(shí)間的選擇直接關(guān)系到工程施工的難度，從而對(duì)最終的修補(bǔ)效果產(chǎn)生一定的影響。因此，一般情況下在路面干燥、寬度大的條件下進(jìn)行修復(fù)。

2.2.2 在修復(fù)裂縫材料完全填充到裂縫的每個(gè)部位時(shí)，應(yīng)防止雨水侵蝕到裂縫中。路面裂縫灌縫的施工工藝流程和要點(diǎn)見圖3。

圖3 灌封工藝流程圖

3 注漿料性能及修補(bǔ)效果試驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 粘附性評(píng)價(jià)試驗(yàn)

本次研究選用美國Crafco 密封膠、鞍山森遠(yuǎn)灌縫膠、辛美來亞灌縫膠、百合膠。為更好地評(píng)價(jià)不同類型的灌縫膠的特性，需要對(duì)其進(jìn)行熱粘性測(cè)試。

3.1.1 通過對(duì)四種常見的灌縫材料進(jìn)行對(duì)比分析，探討了“熱熔型灌縫膠修補(bǔ)工藝”對(duì)裂縫修補(bǔ)的影響。根據(jù)“測(cè)定灌縫膠高溫粘附性”實(shí)驗(yàn)，對(duì)四種不同類型的灌縫材料進(jìn)行了測(cè)試，其結(jié)果如表4 所示。

表4 水泥混凝土接縫加熱施工式填縫料的技術(shù)要求

3.1.2 對(duì)四種不同類型的填縫劑進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與評(píng)定，結(jié)果表明，四種填縫劑的粘合度均比較好。從填縫劑的強(qiáng)度、彈性、純度、熔點(diǎn)等方面分析，很難判斷灌縫材料的優(yōu)劣勢(shì)之處。

3.1.3 實(shí)驗(yàn)表明，美國Crafco 密封膠的溶點(diǎn)值最低，百合膠的溶點(diǎn)最高；常溫下，Crafco 的密封膠具有較好的延展性和較好的彈性；Crafco 型密封膠的純度最高，而百合膠中的雜質(zhì)含量最高。

3.2 聚合物膨脹率、泌水率

3.2.1 試驗(yàn)儀器：本次試驗(yàn)使用密封杯作為測(cè)試儀，儀器由有機(jī)玻璃制作，高120mm。

3.2.2 試驗(yàn)方法：將100mm 漿液注入容器中，標(biāo)記高度后密封保存靜置，記錄3h、24h 后漿液膨脹面和離析水水面的高度，按照如下公式計(jì)算漿液的膨脹率、泌水率；公式中:a1為初始標(biāo)定的漿液高度、單位mm；a2為初始標(biāo)定的泌水面高度、單位mm；a3為膨脹面、單位mm。

3.2.3 測(cè)試聚合物注漿材料的的泌水率、膨脹率，具體試驗(yàn)結(jié)果如表5、圖4 所示。

表5 不同堿激發(fā)劑模數(shù)- 堿含量對(duì)應(yīng)的聚合物注漿料泌水率

圖4 不同堿激發(fā)劑模數(shù)- 堿含量對(duì)應(yīng)的聚合物注漿料膨脹率

根據(jù)表4 數(shù)據(jù)可知，模數(shù)為1.4 或1.6 時(shí)，漿料未泌水，模數(shù)1.8 時(shí)，漿料有輕微泌水。從圖4 可以看出，聚合物注漿料膨脹作用較為明顯，模數(shù)越大，聚合物注漿料膨脹率越大。模數(shù)1.6，堿含量8%時(shí)，聚合物注漿料膨脹率最大，當(dāng)模數(shù)超過1.6 時(shí)，聚合物注漿料膨脹率便開始下降。

3.3 聚合物抗壓強(qiáng)度

3.3.1 實(shí)驗(yàn)條件：在以上實(shí)驗(yàn)中，18-22℃的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度，濕度設(shè)定超50%；養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)的溫度也與實(shí)驗(yàn)室相同，濕度設(shè)置在90%以上；試驗(yàn)樣品的養(yǎng)護(hù)池水溫在19-21℃。

3.3.2 試驗(yàn)設(shè)備：載荷精度為±1%的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)。

3.3.3 試樣的養(yǎng)護(hù)：（1）24 小時(shí)齡期脫模時(shí)，必須在試驗(yàn)前20 分鐘之前完成；超過24 小時(shí)的，必須在20-24 小時(shí)后進(jìn)行脫模；（2）將試件放置在水中，其間距大于5mm，其上表面的水深控制在5mm。

3.3.4 測(cè)定抗壓強(qiáng)度：本次研究使用抗壓測(cè)試機(jī)，測(cè)定時(shí)保持勻速加載，速度介于2200N/s-2600N/s 之間。公式03 為抗壓強(qiáng)度RC求解式；式中:FC為破壞時(shí)的最大荷載，N；A 為受壓部分面積，mm2。

3.3.5 通過試驗(yàn)測(cè)試滿足性能要求的聚合物，注漿料的抗壓強(qiáng)度，具體試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 聚合物注漿料的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

根據(jù)圖5 數(shù)據(jù)可知：（1）抗壓強(qiáng)度與漿料的養(yǎng)護(hù)齡期成正比；（2）抗壓強(qiáng)度與漿料的堿激活劑模數(shù)成反比。

4 結(jié)論

為確保瀝青路面的使用壽命，及時(shí)維修養(yǎng)護(hù)瀝青路面裂縫病害。具體措施有包括：（1）加強(qiáng)瀝青路面的養(yǎng)護(hù)意識(shí)，并結(jié)合所管路面的實(shí)際使用情況，提前做好防范養(yǎng)護(hù)工作；（2）強(qiáng)化對(duì)道路狀況的追蹤監(jiān)控，制定科學(xué)的防范措施和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)；（3）確定養(yǎng)護(hù)施工時(shí)間和施工方法，實(shí)現(xiàn)瀝青路面養(yǎng)護(hù)的超前預(yù)測(cè)與防治。

瀝青路面裂縫修復(fù)的成效與材料選擇、裂縫封閉處理技術(shù)等因素有關(guān)，因此在裂縫修復(fù)時(shí)必須選用優(yōu)質(zhì)的灌縫材料，應(yīng)盡可能地采取開槽貼縫技術(shù)，以增加裂縫修復(fù)的成功率，提高瀝青混凝土的使用壽命。