路面灌縫施工技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用研究

張高偉

摘 要：裂縫是公路路面運(yùn)行中常見(jiàn)病害現(xiàn)象之一，對(duì)道路交通通行效率和行車(chē)安全具有重要影響，做好裂縫養(yǎng)護(hù)處理，是公路管理部門(mén)日常養(yǎng)護(hù)工作的重要內(nèi)容。路面灌縫技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有施工便利、成本低、處理效果好等特征，能夠有效改善道路運(yùn)行情況。文章在簡(jiǎn)要概述公路路面裂縫現(xiàn)象主要類(lèi)型基礎(chǔ)上，說(shuō)明技術(shù)應(yīng)用準(zhǔn)備和工藝流程，明確技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量控制措施，以此為實(shí)際應(yīng)用提供參考，為提升公路養(yǎng)護(hù)工作成效起到應(yīng)有促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：公路養(yǎng)護(hù) 路面灌縫施工技術(shù) 工藝流程

公路是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是生產(chǎn)生活等活動(dòng)開(kāi)展的重要保障，由于路面建設(shè)、運(yùn)行年限、道路承載等多方面因素影響，在實(shí)際運(yùn)行中常會(huì)出現(xiàn)橫向、縱向、龜裂及網(wǎng)狀裂縫顯現(xiàn)，對(duì)道路通行成效產(chǎn)生負(fù)面影響。近些年來(lái)，隨著公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)理念不斷更新，新型技術(shù)應(yīng)用快速發(fā)展，公路裂縫治理效果也不斷提升，以灌縫施工為代表的技術(shù)應(yīng)用，為推動(dòng)公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)優(yōu)化發(fā)展起到良好促進(jìn)作用。

1 公路路面裂縫主要類(lèi)型

在公路養(yǎng)護(hù)管理工作中，從裂縫表現(xiàn)形式來(lái)看，可以分為橫向、縱向、網(wǎng)狀裂縫（如圖1所示），這些裂縫現(xiàn)象產(chǎn)生原因是多方面的。依照裂縫現(xiàn)象產(chǎn)生機(jī)理，可以分為如下幾種類(lèi)型：（1）溫度裂縫，其原因主要是由于瀝青路面受溫度影響，在橫向和縱向存在傳導(dǎo)速度差異，導(dǎo)致裂縫現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)在以瀝青混凝土為主要材料的路面結(jié)構(gòu)中，受混凝土固有機(jī)理影響，也會(huì)在溫度作用下產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。例如在低溫狀態(tài)下，會(huì)由于熱脹冷縮作用，導(dǎo)致瀝青自由范圍縮小，材料脆性增加，出現(xiàn)收縮型裂縫。而在高溫條件下，則會(huì)導(dǎo)致路面溫度變化應(yīng)力超出承受極限，出現(xiàn)疲勞裂縫現(xiàn)象。（2）載荷裂縫，主要是由于道路交通流量較大或重載車(chē)輛較多，在路面結(jié)構(gòu)層彎拉應(yīng)力超出本身抗拉極限時(shí)，就會(huì)使得瀝青路面結(jié)構(gòu)層存在差異，進(jìn)而導(dǎo)致載荷型裂縫出現(xiàn)。（3）反射裂縫，主要是受路面半剛性材料特性影響，在溫縮現(xiàn)象長(zhǎng)期集中于某一應(yīng)力點(diǎn)，基層裂縫不斷擴(kuò)散情形下，就會(huì)出現(xiàn)顯著的反射裂縫現(xiàn)象。

2 路面灌縫技術(shù)在養(yǎng)護(hù)作業(yè)中的應(yīng)用準(zhǔn)備

2.1 材料選擇

路面灌縫技術(shù)在公路路面養(yǎng)護(hù)作業(yè)中具有較為廣泛的應(yīng)用，但在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)施工材料性能具有較高要求。在施工中使用的主要材料為普通水泥砂漿，在配制時(shí)需選用合適型號(hào)的水泥，嚴(yán)格控制砂細(xì)砂粒徑和含泥量比例。當(dāng)前灌縫施工作業(yè)中，也有采用使用灌縫機(jī)直接灌注灌封膠的方式進(jìn)行處理，但是受技術(shù)水平影響，當(dāng)前國(guó)產(chǎn)的灌封膠雖然在價(jià)格上有明顯優(yōu)勢(shì)，但在性能方面與國(guó)外產(chǎn)品依然有一定差距，因此在選用這種材料時(shí)，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適產(chǎn)品。在條件具備情形下，應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、公路等級(jí)和養(yǎng)護(hù)作業(yè)要求，技術(shù)水平等，自主開(kāi)發(fā)更具有適應(yīng)性的灌縫膠材料，能夠?qū)佛B(yǎng)護(hù)質(zhì)量提升起到良好的促進(jìn)作用。

2.2 技術(shù)應(yīng)用要求

在選用砂漿灌縫方式進(jìn)行處理時(shí)，需要明確相應(yīng)的技術(shù)要求，為施工組織提供明確指引，確保施工質(zhì)量得以有效保障。在灌縫時(shí)首先要需要確保砂漿強(qiáng)度符合規(guī)范要求，避免后續(xù)施工中由于強(qiáng)度不足影響路面承載力。其次是要確保砂漿流動(dòng)性保持在合理范圍內(nèi)，避免由于流動(dòng)性不足導(dǎo)致灌注效果不佳，或是流動(dòng)性過(guò)強(qiáng)導(dǎo)致離析和泌水現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 前置試驗(yàn)

為確保灌縫質(zhì)量達(dá)到養(yǎng)護(hù)作業(yè)要求，在施工前需要做好試驗(yàn)，檢驗(yàn)灌漿材料參數(shù)。首先需要進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，參照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，合理確定初始配合比，確定水泥、砂、水、膨脹劑及減水劑等各種材料的具體配比，采用正交試驗(yàn)方法，測(cè)定不同砂灰比條件下的砂漿抗壓強(qiáng)度，確保強(qiáng)度達(dá)到最大化[1]。其次是進(jìn)行流動(dòng)性試驗(yàn)，根據(jù)不同水灰比和砂灰比組合，確定合適的水灰比，確保砂漿流動(dòng)性能夠滿(mǎn)足施工要求。最后是要根據(jù)所確定的具體方案，驗(yàn)證抗壓強(qiáng)度，確保灌縫作業(yè)后能夠在設(shè)計(jì)要求時(shí)間內(nèi)凝結(jié)。

2.4 時(shí)機(jī)選擇

受路面灌縫施工技術(shù)原理限制，在開(kāi)展養(yǎng)護(hù)作業(yè)時(shí)，必須要選擇合適的時(shí)機(jī)。要堅(jiān)決避免在雨天進(jìn)行施工，避免雨水對(duì)裂縫內(nèi)部空間產(chǎn)生影響，在施工完成后路面強(qiáng)度無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。同時(shí)還要考慮在施工完成后短期內(nèi)不會(huì)有降雨現(xiàn)象，為灌縫養(yǎng)生奠定良好基礎(chǔ)。養(yǎng)護(hù)作業(yè)應(yīng)當(dāng)避免在溫度過(guò)高或過(guò)低、溫差較大的季節(jié)進(jìn)行，根據(jù)氣象資料選擇合適時(shí)機(jī)。以南方地區(qū)為例，通常選擇在3～4月份為宜，北方地區(qū)則應(yīng)當(dāng)適當(dāng)延遲或者是在秋季進(jìn)行，以避免溫度影響導(dǎo)致灌縫效果不佳。在施工作業(yè)前，應(yīng)當(dāng)做好技術(shù)交底，制定精細(xì)化的養(yǎng)護(hù)制度，嚴(yán)格依照制度要求做好材料準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)制備等工作，確保施工作業(yè)有序推進(jìn)。

3 路面灌縫技術(shù)應(yīng)用工藝流程

3.1 裂縫預(yù)處理

裂縫預(yù)處理是影響灌縫施工質(zhì)量的關(guān)鍵性要素，在處理不到位情形下，會(huì)導(dǎo)致漿液在壓力作用下溢出，影響灌縫質(zhì)量，造成顯著的浪費(fèi)現(xiàn)象。在施工前需要先將裂縫內(nèi)壁及周?chē)謇淼轿唬苊庥谢覊m和積水現(xiàn)象存在，影響灌縫質(zhì)量。例如采用直接灌縫技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保裂縫兩側(cè)10cm以?xún)?nèi)無(wú)顆粒、粉塵及其他雜質(zhì)現(xiàn)象。在進(jìn)行取芯時(shí)，還需要采用環(huán)氧樹(shù)脂等材料，將取芯部位兩側(cè)的裂縫封堵到位，封堵范圍控制在孔洞兩側(cè)20cm處為宜。

3.2 鉆芯布孔

鉆芯布孔是灌縫施工作業(yè)的重要環(huán)節(jié)，在工藝應(yīng)用中需注意如下方面要點(diǎn)：（1）合理確定孔徑并做好控制。多數(shù)地區(qū)公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，都是選擇60mm鉆頭規(guī)格的取芯機(jī)，鉆芯孔洞尺寸較為合適，能夠有效在實(shí)現(xiàn)與原路面緊密結(jié)合，消除裂縫前提下，節(jié)省砂漿及環(huán)氧樹(shù)脂用量，達(dá)到良好的節(jié)能成效。在鉆進(jìn)過(guò)程中，還需要根據(jù)裂縫深度及砂漿灌注要求，合理確定鉆孔深度。如裂縫沒(méi)有引起土基開(kāi)裂，只需鉆進(jìn)至上基層部位；如裂縫已經(jīng)導(dǎo)致土基開(kāi)裂，則鉆孔深度應(yīng)當(dāng)貫穿整個(gè)基層[2]。孔位選擇一般是分布在裂縫方向的中心部位，以確保相鄰兩個(gè)鉆孔能夠達(dá)到較好的飽和度為宜。如鉆孔之間距離較小，會(huì)導(dǎo)致灌漿材料浪費(fèi)；如鉆孔之間距離過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致砂漿無(wú)法灌滿(mǎn)，灌縫效果無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。因此在正式灌漿作業(yè)前，應(yīng)當(dāng)采用對(duì)比方式確定布孔方案，通過(guò)灌縫效果分析，確定最為合適的距離。在鉆孔操作完成后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)清理孔洞中的灰塵及積水，在必要情形下，還需要采用高壓方式對(duì)孔洞進(jìn)行加熱，確保孔洞內(nèi)部達(dá)到完全干燥狀態(tài)。

3.3 設(shè)置封堵管

為確保灌漿質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在鉆孔作業(yè)完成后，還應(yīng)當(dāng)在孔洞內(nèi)設(shè)置封堵管，結(jié)合封蓋有效避免砂漿溢出。封堵管處理方式是先依照1：1比例將環(huán)氧樹(shù)脂和聚酰胺脂進(jìn)行混合，在攪拌均勻后，立即涂抹在鉆孔內(nèi)壁及封堵管位置。之后將封堵管設(shè)置在鉆孔內(nèi)。封堵管高度應(yīng)當(dāng)略低于地面位置，并在鉆孔與封堵管之間區(qū)域范圍內(nèi)填入樹(shù)脂材料。

3.4 灌漿

通常情形下，在裂縫深度＜3cm時(shí)，可以采用“不開(kāi)挖直接灌漿”方式進(jìn)行處理，采用人工操作方式進(jìn)行作業(yè)。如裂縫深度介于3～5cm之間，可以采用“開(kāi)槽灌注”方式進(jìn)行處理。如裂縫深度＞5cm時(shí)，則需要采用“點(diǎn)位鉆孔壓力灌注”方式進(jìn)行處理。（如圖2所示）灌漿作業(yè)的有效實(shí)施，需要先將灌漿管與封堵管連接到位，確保密封性達(dá)到運(yùn)行要求，灌漿機(jī)開(kāi)始注漿壓力設(shè)定在0.6MPa[3]。在灌漿開(kāi)始后，先注意觀察灌注情況，如出現(xiàn)溢漿現(xiàn)象是，需要及時(shí)用蓋板封堵后再繼續(xù)灌漿。如溢漿現(xiàn)象較為嚴(yán)重，需立即開(kāi)始卸壓并關(guān)閉灌漿機(jī)。在分析問(wèn)題產(chǎn)生原因后，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)灌漿方式進(jìn)行優(yōu)化。通常情形下，溢漿現(xiàn)象產(chǎn)生是由于鉆孔間距過(guò)小、漿液配比不合理、灌漿壓力控制不當(dāng)?shù)纫蛩卦斐桑诤侠韮?yōu)化后繼續(xù)進(jìn)行灌漿作業(yè)，直至無(wú)漿液溢出為止。

3.5 養(yǎng)生

在灌漿作業(yè)完成后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)做好漿液養(yǎng)生，有效提升灌縫質(zhì)量。在取出封堵管時(shí)，如無(wú)法直接取出，可以采用先加熱方式進(jìn)行處理，在取出后立即使用砂漿填補(bǔ)孔洞。根據(jù)施工技術(shù)應(yīng)用要求和氣溫等環(huán)境特征，合理設(shè)定養(yǎng)成時(shí)間[4]。養(yǎng)生過(guò)程中需要做好現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，避免任何車(chē)輛在灌漿區(qū)上方經(jīng)過(guò)，避免人為因素對(duì)漿體質(zhì)量產(chǎn)生影響。在確保漿體材料達(dá)到硬化要求后，采用抽芯方式進(jìn)行檢驗(yàn)。在確保漿體各項(xiàng)性能達(dá)到設(shè)計(jì)和運(yùn)行要求，確保砂漿與基層結(jié)構(gòu)達(dá)到良好粘結(jié)后，才能開(kāi)放現(xiàn)場(chǎng)交通。

4 路面灌縫技術(shù)質(zhì)量控制措施

4.1 明確驗(yàn)收指標(biāo)

在公路養(yǎng)護(hù)工作開(kāi)展中，所遇到的裂縫現(xiàn)象較為復(fù)雜，不同等級(jí)、不同承載量下的路面質(zhì)量控制要求不同，對(duì)路面灌縫技術(shù)應(yīng)用的具體要求也有所不同，在具體實(shí)施過(guò)程中，必須要根據(jù)實(shí)際情況明確對(duì)應(yīng)的驗(yàn)收指標(biāo)。例如在采用直接灌縫技術(shù)方式時(shí)，驗(yàn)收指標(biāo)主要包括清潔度、灌縫膠溫度計(jì)貼縫層尺寸等。在裂縫清理后，需由專(zhuān)人檢查在縫隙內(nèi)部及兩側(cè)部位，是否有灰塵及砂礫等雜質(zhì)現(xiàn)象存在，如雜質(zhì)過(guò)多影響施工質(zhì)量，避免采用高壓風(fēng)吹方式做好進(jìn)一步處理。在使用灌縫機(jī)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，灌縫膠出口溫度應(yīng)當(dāng)控制在175℃以上，確保灌縫膠具有較好的流動(dòng)性，能夠會(huì)將裂縫部位填實(shí)。在灌縫結(jié)束后，貼封層厚度應(yīng)當(dāng)控制在1～3mm之間，且能夠均勻分布[5]。如采用開(kāi)槽灌縫施工技術(shù)，在應(yīng)當(dāng)在檢查清潔度的同時(shí)，做好開(kāi)槽尺寸及貼封層尺寸控制。通常情形下，開(kāi)槽深度與寬度比應(yīng)當(dāng)控制在1：1～1：2之間，確保槽壁部位無(wú)松散顆粒存在。在槽內(nèi)有集料顆粒及粉塵存在較多的位置，應(yīng)當(dāng)采用清縫設(shè)備進(jìn)行徹底清除。貼封層驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與直接灌縫技術(shù)應(yīng)用要求一致。

4.2 材料質(zhì)量控制

路面灌縫施工技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，施工材料對(duì)作業(yè)質(zhì)量具有重要影響，應(yīng)當(dāng)在考慮規(guī)范要求和技術(shù)應(yīng)用前提下，選擇施工成本最低的材料。例如在選擇密封膠材料時(shí)，進(jìn)口材料性能較為優(yōu)異，但成本也相對(duì)較高，因此可以采用在國(guó)產(chǎn)材料中添加輔助材料進(jìn)行優(yōu)化方式進(jìn)行處理，確保材料達(dá)到最優(yōu)化的性?xún)r(jià)比。在施工材料進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)前，應(yīng)當(dāng)做好全面檢查，會(huì)同監(jiān)理方做好抽檢處理，在確保質(zhì)量合格后才能進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。在遇到惡劣天氣及溫差較大情形時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格做好材料現(xiàn)場(chǎng)保管，尤其是要嚴(yán)格控制瀝青材料溫度，避免對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。

4.3 優(yōu)化技術(shù)措施

在路面灌縫施工技術(shù)應(yīng)用中，技術(shù)措施并非一成不變的，而是要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整優(yōu)化，確保施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，能夠有效保障裂縫現(xiàn)象不再發(fā)生，為道路交通良好運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。例如在施工作業(yè)中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)環(huán)境條件確定施工溫度，在路面溫度低于5℃時(shí)，應(yīng)當(dāng)停止施工，如需繼續(xù)施工，可以采用局部加熱方式進(jìn)行處理。避免由于溫度過(guò)度導(dǎo)致灌漿料粘結(jié)能力不足、密封膠收縮變形過(guò)大，在后續(xù)運(yùn)行中依然有裂縫現(xiàn)象產(chǎn)生。例如在現(xiàn)場(chǎng)施工中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)裂縫濕度特征，選擇合適的干燥技術(shù)，避免由于路面過(guò)于潮濕降低密封膠和槽體的粘結(jié)能力，在后續(xù)運(yùn)行中出現(xiàn)密封膠剝落現(xiàn)象。子例如在路面車(chē)轍分布過(guò)于密集、深度較大時(shí)，采用開(kāi)槽灌縫措施已經(jīng)難以達(dá)到有效的養(yǎng)護(hù)效果，應(yīng)當(dāng)考慮采用綜合性技術(shù)措施進(jìn)行處理。

4.4 做好技術(shù)培訓(xùn)

公路養(yǎng)護(hù)工作開(kāi)展對(duì)人力資源具有較強(qiáng)依賴(lài)性，現(xiàn)場(chǎng)施工人員技術(shù)水平對(duì)施工質(zhì)量具有重要影響，因此在施工作業(yè)前和具體實(shí)施過(guò)程中，都應(yīng)當(dāng)及時(shí)、準(zhǔn)確做好各項(xiàng)技術(shù)培訓(xùn)，確保操作人員能夠嚴(yán)格依照規(guī)范進(jìn)行操作。在培訓(xùn)過(guò)程中，要強(qiáng)化操作人員思想素質(zhì)培養(yǎng)，能夠梳理正確的質(zhì)量控制意識(shí)，避免出現(xiàn)違規(guī)操作或操作不細(xì)心等方面問(wèn)題[6]。在控制溫度、濕度等參數(shù)時(shí)，要求操作人員做好觀察，在出現(xiàn)不適合作業(yè)情形時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)停止作業(yè)，并在技術(shù)人員指導(dǎo)下采取下一步處理措施。例如在灌漿作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確調(diào)整壓力參數(shù)，動(dòng)作行為規(guī)范，避免由于操作不當(dāng)而出現(xiàn)不必要的安全事故。

5 結(jié)束語(yǔ)

路面灌漿施工技術(shù)是當(dāng)前公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)的重要方式，是提升公路交通運(yùn)行水平的重要保障，對(duì)公路管理部門(mén)而言，應(yīng)當(dāng)切實(shí)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)理念，以精細(xì)化理念為指引，深入做好各個(gè)方面的技術(shù)應(yīng)用，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活做好施工組織，以此才能夠確保整體施工質(zhì)量得以有效保障，為推動(dòng)公路交通運(yùn)行水平提升奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為推動(dòng)我國(guó)公路事業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

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