高速公路瀝青混凝土路面裂縫灌縫施工技術

摘要：基于實際高速公路工程概況，根據路面裂縫形成原因，考慮實際地質條件，通過對灌縫施工主要設備進行選型及裂縫處治最佳時間的確定等施工前準備，對施工工藝進行設計，根據施工流程，完成灌縫施工。對試驗路段進行施工效果檢測，檢測結果表明，灌縫施工后的路面彎沉值相比于施工前有所降低，提高了路面平整度，證明所設計的灌縫施工技術具有可行性。

關鍵詞：高速公路；瀝青；混凝土；路面裂縫；灌縫施工

0" "引言

路面裂縫是影響高速公路使用性能的嚴重病害問題之一，對路面的美觀性及使用性能產生極其嚴重的影響。當前存在的路面灌縫技術主要包括溶劑型灌縫技術和灌縫膠灌縫。

溶劑型灌縫技術即采用溶劑型改性瀝青對裂縫進行灌注處理，利用氣泵將瀝青緩慢壓入裂縫中，通過反復加壓，直至灌縫材料與路面平齊。該技術的主要應用材料為改性劑，它在常溫條件下的流動性較差，因此在施工過程中，需要對其持續加熱，施工流程煩瑣，易延長工期。

灌縫膠灌縫技術屬于裂縫修補的新技術，它采用高分子聚合物作為灌縫材料，在高溫下形成液體狀態，并與混合物充分混合后灌入裂縫中。該技術施工后裂縫的密封性較好，且不易變形，但所需灌縫材料的價格昂貴，會增加施工成本。

為解決上述問題，本文以某高速公路工程為背景，對瀝青混凝土路面裂縫病害進行深入研究，設計一種操作簡單、安全性較高的灌縫施工技術，以彌補當前既有灌縫技術存在的不足，提高路面穩定性及延長路面使用壽命。

1" "工程概況

某高速公路工程線路總長為356.12km，包含雙向六車道。起訖點樁號分別為K180+120和K180+202。地處區段主要為平原，土質以黏土與砂土為主，多分布于路段的中間位置，平均海拔為126m。

現場勘查報告顯示，公路起始方向K180+136、K180+147與終點方向K180+145、K180+165和K180+200等交通量較為密集路段以及立體互通開口位置存在大量裂縫，其中包括反射裂縫、低溫橫向裂縫和溫度疲勞裂縫等多種類型的裂縫病害。

由于工程所在區域的年均降水量高達98mm，加上道路上行駛著許多大型車輛，使得路面出現了許多不規則的裂縫，其中以橫裂與縱裂為主。對于以上裂縫問題，在本項目中，我們決定采用接縫灌漿施工技術來處理裂縫以保持路面平整，并選擇試驗段來測試施工結果。

2" "施工準備

2.1" " 灌縫機選型

裂縫灌縫施工所需的儀器包括開槽機、灌縫材料、烘槽機以及其他配合設備[1]。其中，灌縫機是灌縫施工的核心設備，本文主要對灌縫機的選型進行闡述。根據工程現場情況及型號比選，本工程中的灌縫機型號為CRAFCO60。其主要技術參數如表1所示。

CRAFC060型灌縫機密封膠加熱罐上部設有投料口，塊狀的密封膠可從該口投入加熱罐內。加熱罐下方配備兩個可加熱爐盤，由裝在灌縫機上的液化氣罐供給液化氣，液化氣燃燒后加熱罐體夾套內的導熱油，再通過導熱油加熱密封膠[2]。

密封膠攪拌方式為液壓驅動、垂直軸、W型水平葉式攪拌，攪拌速度可調，對密封膠可實現邊加熱、邊攪拌，以保證加熱均勻。密封膠輸出泵位于加熱罐內的中部，由液壓馬達通過一皮帶傳動系統驅動，可正反向旋轉，間歇式輸出，輸出流量可調。帶有濾網，罐體側壁裝有溫度傳感器，可通過電子控制系統自動控制密封膠與導熱油的加熱溫度，并由控制儀表直接顯示溫度數值。罐體外部還設有一層陶瓷保溫絕緣材料，以保證密封膠加熱過程中的溫度和操作安全。

2.2" " 裂縫處治最佳時間確定

在進行裂縫處治時，應參照實際工程的現狀選定最佳處治時間。通常情況下，若處治氣溫偏高，則會增強灌縫材料的流動性，使得灌縫后的密封性較差，同時溫度越高，灌縫材料的冷卻時間越長。若處治氣溫偏低時，溫度達不到灌縫材料所需溫度，將導致密封膠熔化速度較慢而延長工期，并提高施工成本[3]。

經過以上分析可知，早期雨季是處理裂縫的最佳時間，也就是說，在一年中，3月至5月是處理裂縫最好的時間。這主要是因為在冬季冷收縮過程之后，裂縫寬度將在春季達到最大值。此時將灌縫材料注入裂縫中，由于氣溫升高，裂縫寬度會逐漸縮小，從而起到阻擋雨水的作用。

3" "灌縫施工工藝流程

3.1" " 調整灌縫裝置位置

將瀝青和導向塊與槽口對齊，并保證瀝青出口和導向塊在一條直線上。調整切割縫中的瀝青出口，使出口盡可能位于切割縫的中間，以確保瀝青溢出均勻，外觀美觀。瀝青出口高度設置對施工過程中瀝青飽滿度有一定影響，如圖1所示。

如果瀝青的出口高度過低，隨著施工的進行，瀝青出口管與地面之間的靜摩擦會逐漸增大，從而造成瀝青出口損壞，導致施工成本提高，無法滿足經濟性要求。如果出口高度過高，瀝青會通過出口與槽口之間的縫隙同時流出，導致出現瀝青浪費和槽口瀝青密封不到位情況[4]。通過試驗，確定瀝青出口應調整至距切口底部2～3mm處。

3.2" " 開槽

根據開槽的設計要求，利用路面開槽機進行開槽施作。開槽方向要沿著公路沿線與裂縫走向進行，采用測尺跟隨開槽機對凹槽邊緣進行量測，保證凹槽的平整性。

在開槽過程中，機器的切割鋸片的高度根據裂縫形狀合理調整，確保槽口高度能夠滿足接下來清理的要求。同時，凹槽的切割深度不宜過長，一般在1.5～2.5cm為最佳。開槽時，凹槽的具體方向要與裂縫的方向保持一致。這里需要注意的是，開槽后的槽口要保證是規則形狀。

3.3" " 槽口處理

在開槽工序中，由于存在碎石、礫石、塵沙等殘渣的干擾，會削弱密封效果，使灌縫失敗。因此，開槽后應對凹槽內的殘渣進行清除處理，以便于后續施工。

對于體積較大的巖體，應采用手動清除；對于細碎殘渣，應使用鼓風機進行清理[5]。之后利用高壓風機對槽口進行預熱，以縮小灌封黏合劑與路面之間的間隙。灌縫時若氣溫偏低，則應提高預熱溫度，同時及時去除槽口周圍的水蒸氣，確保槽口的溫度始終處于60～80℃范圍內。

3.4" " 縱向縮縫處理

如果機械攤鋪寬度一次超過兩個或更多車道時，則應立即處理縱向裂縫。縱向收縮接頭可通過機械自動插入拉桿，假縱向接頭可通過接頭切割方法立即鋸切。當機械攤鋪寬度大于5m時，立即采用假接縫桿進行縱向縮縫，接縫桿的位置應與車道平行放置。

橫縫收縮過程中，利于直徑為4.5cm的插入桿將機械與接縫桿連接，同時將插入桿置于鋼筋板中心，并在接縫桿周圍50mm范圍內進行防銹處理[6]。邊減小裂縫，邊調整插入桿與接縫桿之間的距離，保證最外側拉桿與裂縫的間距始終大于50mm。

縱縫收縮過程中，應采用假縫方式處理。機械的切割深度應遠遠大于縱向裂縫的深度，并利于粒狀基層鋼板作為機械底部支撐，且鋼板厚度不得超過縱縫深度的1/3，之后與橫縫的處理方法相同。

3.5" " 裂縫清槽

開槽作業完成后，應采取有效措施及時清理槽縫。主要方法是使用鼓風機和鋼絲刷清潔插槽兩側的彈匣和道路碎片。碎屑必須放置在距離裂縫至少0.5m的地方。槽內需要徹底清潔，這樣槽口才能很好地粘合到密封劑上。清理道路，為接縫灌漿提供良好的工作環境。除上述清潔方法外，還可以使用壓縮空氣清潔凹槽。其主要方法是使用壓縮空氣吹走裂縫內和周圍的雜質。

3.6" " 瀝青加溫

將瀝青儲存裝置通電，瀝青加熱約0.5h（以瀝青融化為液態為準），加壓裝置開始加壓。加壓是一個漸進的過程，如果在達到試驗壓力之前打開瀝青閥，很容易由于壓力不足而造成瀝青位移不足，從而導致接縫填充不足[7]。

在打開閥門之前，實時觀察壓力值是否達到試驗壓力。當壓力過高時，減壓裝置將自動打開，以降低密封裝置的壓力，從而防止瀝青排放過多而溢出裂縫。加壓至試驗確定的值，打開瀝青閥，將瀝青從瀝青儲存加壓裝置中壓出。

3.7" " 密封劑灌縫

裂縫清理工作完成后，可使用接縫澆筑設備澆筑密封劑。在澆筑施工過程中，如果溫度低于40℃，則利用灌封機上附帶的加熱設備，對裂縫進行加熱處理；如果溫度在40℃以上，則可以直接進行灌縫施工。通常情況下，無論施工溫度為多少度，均先對裂縫進行預熱，以加強灌縫施工的密封效果。

利用灌縫機余溫對密封劑進行加熱，使其溫度為80～90℃，之后通過高壓噴嘴將密封劑輸送至裂縫中。期間要實時觀察在裂縫的兩側，是否形成厚度約為2～3mm的“T”形密封層，且寬度大于2cm。若未達到此要求，則持續輸送密封劑。

密封劑應從上到下，從一端到另一端灌注。密封劑應澆注兩次，首次注入深度應為凹槽深度的1/3，最后一次注入應超出凹槽4cm左右。在接縫灌漿期間，應避免接縫底部出現氣泡，保證每個裂縫均被密封劑均勻填充。密封劑灌縫施工結束后，在其表面鋪設一層平均厚度為3cm的砂石，目的是防止車輛經過時密封帶被帶離。

4" "施工效果分析

對該高速公路工程路面上存在的裂縫病害問題，采用以上灌縫施工工藝進行處理后，為測試施工應用效果，從施工段中選擇300m試驗段進行接縫填筑質量檢查。

分別檢測樁號為K180+142、K180+144、K180+146、K180+148、K180+150五條左幅行車道灌縫前后的路面彎沉值，并進行比較，以驗證施工效果。試驗路段灌縫施工前后對比結果如表2所示。

分析表2可知，利用文中設計的灌縫施工技術，對施工路段的裂縫進行處理，相比于灌縫前，灌縫后的路面彎沉量均有所下降，其中，樁號K180+150的路面彎沉下降比例達到56.5%。可見此灌縫施工技術的應用性能良好，裂縫可得到良好處理，能夠提高高速公路平整度。

5" "結語

本文基于實際高速公路工程概況，根據路面裂縫形成原因，考慮實際地質條件，通過對灌縫施工主要設備進行選型及裂縫處治最佳時間的確定等施工前準備，對施工工藝進行設計，根據施工流程，完成灌縫施工。對試驗路段進行施工效果檢測，檢測結果表明，灌縫施工后的路面彎沉值相比于施工前有所降低，提高了路面平整度，證明所設計的灌縫施工技術具有可行性。

參考文獻

[1] 廖斌斌.瀝青路面灌縫技術研究及效果驗證分析[J].交通世界，2022（24）：124-126.

[2] 張曉霞.高速公路瀝青路面密封膠熱熔灌縫養護施工[J].交通世界，2022（21）：150-152.

[3] 程志鵬，曹育恒.高速公路養護密封膠灌縫施工技術應用探討[J].運輸經理世界，2020（8）：117-118.

[4] 郭健.灌縫施工技術在瀝青路面養護中的應用[J].運輸經理世界，2022（10）：149-151.

[5] 劉田繼.路面灌縫施工技術在公路養護中的應用分析[J].四川水泥，2021（1）：177-178.

[6] 王建文.瀝青路面裂縫灌縫施工技術研究[J].工程建設與設計，2020（23）：209-210.

[7] 李堅銘.公路瀝青路面裂縫成因及灌縫技術的運用[J].西部交通科技，2020（10）：73-75.