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沥青路面灌缝技术研究及效果验证分析
2023年11月13日    阅读量:85772    新闻来源:廖斌斌 贵州省公路建设养护集团有限公司  |  投稿

摘 要:灌缝修补是治理沥青路面裂缝病害的常用技术。为保证路面使用性能,需及时对裂缝病害进行治理。基于此,对沥青路面裂缝修补技术进行研究沥青网sinoasphalt.com。首先介绍了修补方法和填缝形式;然后介绍了灌缝材料性能及灌缝工艺流程,随后对修补效果进行评价;最后提出了具体的施工质量控制措施,望能为同类工程提供借鉴。


关键词:沥青路面;裂缝修补;灌缝材料;


作者简介:廖斌斌(1985—),男,贵州安龙人,工程师,从事公路养护与建设工作。;


0 引言

受长期车流荷载、环境水害等多种因素影响,沥青路面会出现不同程度的病害,严重影响行车安全,若病害得不到及时、有效地处理,在环境及水害持续影响下,路基结构会遭到破坏,诱发塌陷、坑槽等病害,使路面丧失服役能力。当前,沥青路面裂缝修补技术众多,不同的裂缝修补技术治理效果各不相同,且各种工艺的材料选择对治理效果也具有重要影响。基于此,本文在对当前工程常用的几种裂缝修补方法进行对比的基础上,对当前应用最为广泛的热熔型灌缝胶修补工艺展开研究,重点分析了填缝形式选择原则和不同材料对热熔型灌缝胶修补的影响,可为后续沥青路面裂缝治理提供指导。


1 沥青路面裂缝修补技术

不同的沥青路面修补工艺,修复效果、工艺成本存在差异,同种裂缝修补工艺所采取的填缝形式、修补材料不同,也对裂缝修补效果具有重要影响。


1.1 裂缝修补方法

沥青路面裂缝治理,应对裂缝产生原因、发育程度、治理效果、治理成本等进行综合考虑,合理选择修补工艺,以在保证修补效果的前提下,节约道路维护成本。现阶段,业内常用的修补方法主要有三种,其施工工艺原理、施工效果及特点介绍如下:


(1)热熔型灌缝胶修补工艺

该工艺是路面裂缝常用的处理方法,对产生裂缝病害的沥青路面,将加热熔化后的灌缝胶注入裂缝,填充裂缝,同时利用灌缝胶的黏结作用,黏结裂缝两侧裂缝面,封闭裂缝,避免雨水等进入路面结构内部侵蚀路基,达到裂缝修补的效果。


(2)贴缝带修补工艺

该工艺是一种轻微裂缝病害治理的修补工艺,常用于应急性修补;该工艺是利用贴缝带的热熔性能,利用热熔设备对贴缝带进行热熔处理,张贴至裂缝部位,封闭裂缝路表,具有工艺简单,修补费用低的优势;但由于该工艺仅可以对路表裂缝进行修补,无法深入裂缝部位内部,实际修补效果一般。


(3)热再生裂缝修复工艺

该工艺是一种应对大范围裂缝病害的治理工艺:先用100%高强度辐射加热墙,将待治理路面表层沥青混凝土加热,用配套设备将加热熔融的表层沥青混凝土耙松,喷洒乳化沥青,掺入新混合料,再碾压平整,形成新的再生路面;该工艺路表修复效果优良,再生路面也具有理想的平整度;但工艺过于复杂,需借助大型热再生设备,前期投入过大、成本过高。


通过以上论述可知,热熔型灌缝胶修补工艺修复效果良好,工艺成本可控,且能够达到养护技术效果,工艺优势显著。


1.2 填缝形式的确定

(1)填缝形式是影响热熔型灌缝胶修复裂缝效果的关键因素,根据以往施工经验,当前业内采用的填缝构造设计,根据开槽深度、贴缝形式不同,主要分为4种,见图1。


(2)根据以往沥青路面裂缝治理施工经验,采用设计B中标准槽贴缝式处理构造,治理效果明显优于其他填缝构造形式;其原因是表层贴缝胶体在车流车轮作用下,会不断磨损变薄,而缝内灌缝胶也较少,无法完全封闭裂缝,致使修补效果丧失;因此,建议在工况、经费允许的条件下,针对缝宽超过3mm的裂缝,优先采用设计B中标准槽贴缝式构造设计对沥青路面裂缝病害进行封闭处理,保证路面治理效果;对缝宽小于3mm的裂缝,可根据实际情况,选择设计C浅槽帖缝式构造或设计D简单无帖缝式构造治理,以在保证综合治理效果的前提下,降低施工成本,保证施工工期,减少施工对道路交通的影响;结合以往裂缝病害治理经验和相关文献资料,对不同裂缝提出以下填缝建议,见表1。

沥青路面灌缝技术研究及效果验证分析 沥青网,sinoasphalt.com

图1 填缝构造形式(单位:m) 


表1 不同裂缝的填封处理建议 

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(3)由于沥青路面裂缝病害致病机理、裂缝程度存在差异,实际治理阶段,应综合实际工况、治理成本、治理效果等,合理选择裂缝修复方案,保证路面整体修复质量。


2 灌缝材料的性能

当前热熔型灌封胶修补工艺应用广泛,市场上灌封胶品牌、种类、规格也相对较多,为保证整体治理效果,需对灌缝材料性能进行检验,从源头上保证治理效果。


沥青橡胶和橡胶改性沥青是当前常用的灌缝材料,两种材料的性能要求如下:


(1)由于材料主要成分为橡胶沥青、橡胶改性沥青,因此可参考相应材料试验方法,结合材料在裂缝治理中的作用机理,确定检测指标和检测手段。


(2)应具备高流动性,确保填缝材料灌入缝隙内后,可克服缝壁阻力向下流动。


(3)应具备填充能力,确保填缝材料能够有效填充裂缝,保证裂缝封闭效果。


(4)应具备穿越能力,确保材料灌入缝隙后,可在自身重力作用下,自动流入狭窄间隙。


(5)应具备一定的耐久性,要具有抵抗环境水害侵蚀,保证裂缝治理的长效性。


3 修补时机的确定

(1)合理选择裂缝修补时机,有助于在提高治理质量的同时,降低施工难度;根据以往经验,在作业面湿度较小、缝宽较大时进行裂缝治理,可取得更加理想的治理修补效果。


(2)沥青路面裂缝修补的目的是减缓裂缝病害发育,避免环境水通过裂缝侵入路基,侵蚀路基;裂缝内的水分也会直接影响灌缝材料与缝壁黏结效果,因此应避免缝内水分过多时进行修补;北方地区,宜在周期性冻融消退后,夏季多雨期未到时治理;南方多雨地区,宜在雨季到来前治理。


4 灌缝工艺流程

灌缝施工工艺流程及工艺关键点见图2:

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图2 灌缝工艺流程图


5 修补效果试验验证

为深入研究不同灌缝材料对裂缝修补效果的影响,以达到更加理想的裂缝修补综合治理效果,本文选择4种常用材料,以相关实验为依托,对其治理效果进行评价。


5.1 试验设计

当前业内常用的灌缝胶分别为:美国Crafco密封胶、鞍山森远灌缝胶、辛美来亚密封胶和百合密封胶。本文以高温黏附性作为主要指标,对上述灌封胶性能进行评定,试验流程如下:


(1)取粒径为19mm的集料16个,将集料用清水洗净,再放入105℃烘箱中,开启烘箱烘干4h备用。


(2)取大烧杯一只,倒入适量清水,置于加热炉上煮沸并保持微沸状态。


(3)将已经清洗、烘干的集料,依次取出,用细铁丝系牢,重新置于烘箱,烘干1h。


(4)取四个铁杯做好标记,取四种灌缝胶,依次用壁纸刀割取约300ml置入相应铁杯,在180℃烘箱中烘烤2h。


(5)以4颗集料为一组,将4组集料依次缓慢浸入4种灌缝胶试样,待集料完全浸入灌缝胶试样45s后,用铁丝轻轻提起。


(6)将裹覆胶膜的集料,用细铁丝悬挂于试架,在室温环境下,冷却15min。


(7)将冷却完毕的覆胶集料,浸入大烧杯中央,侵煮3min。


(8)缓慢提起集料,观察表面胶膜的剥落程度,依据相关规范标准,评价相应材料黏附性等级。


5.2 黏附性评价

(1)各材料黏附性试验结果见表2:


表2 水泥混凝土接缝加热施工时填缝料的技术要求

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(2)由表2可知:Crafco胶、森远胶黏附性等级为5级,百合胶、辛美来亚胶黏附性等级为4级,均具有较高的黏附效果;为全面评价灌缝材料性能,需综合考虑材料熔点、纯度等因素。


(3)试验中发现:Crafco胶纯度最高,延伸性、弹性较好,熔点较低;百合密封胶的熔点最高、杂质最多,纯度较差。


6 施工质量控制措施

(1)做好施工材料质量检测工作

严格控制原材料质量,选择质量好、实力雄厚的材料生产厂家合作。材料进场前,查看有无合格证,了解所需规格与设计要求是否相符,采取抽样检查法查验材料材质,一旦发现质量不合格的材料严禁入场使用。


(2)构建质量控制体系

在项目部内部构建以项目经理为主要领导的质量控制小组,组内人员涵盖总工程师、现场施工人员、技术人员、施工班组负责人等,组内强化协调,发现问题及时解决。


(3)技术较低

优化技术交底工作程序,提升技术交底的针对性、实效性。


(4)专业质监人员需尽职尽责

质监人员应凸显本职工作,在施工现场加强质量巡查,重要施工工序应全程旁站,发挥专业指导作用,发现质量问题应及时上报,限期整改。


(5)严格考核质量职责

项目各管理人承担相应的质量监督管理职责,实际工作中应加强履职考核,对切实发挥作用的管理人员应给予奖励,对履职尽责不佳或未履职尽责的,应给予惩罚。通过定期考核,提升人员对质量管控工作的积极性和主动性。


7 结论

本文结合以往沥青路面裂缝治理施工经验,参考相关研究成果,分析和评价了灌缝修补工艺四种不同填缝构造设计的修补效果。通过室内试验的方法,对四种不同灌缝材料性能进行了试验研究。结论如下:


(1)对缝宽小于3mm的裂缝,可采用浅槽帖缝式或无槽帖缝式构造治理,降低施工成本,缩短施工工期;对缝宽超过3mm的裂缝,宜采用标准槽贴缝式构造治理裂缝,保证路面治理效果。


(2)裂缝修补时机是影响裂缝治理质量和施工难度的重要因素,对于北方周期性冻融区,宜在冻融交替期结束,汛期未到时治理;对于南方多雨区,应在雨季到来前治理,保证治理效果,减少水害侵蚀路基。


(3)灌缝材料性能直接影响灌缝修补质量,应选择纯度高、延伸性好、弹性优的灌缝材料,从而保证裂缝修补效果。


参考文献

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[5] 史国刚,王文达,顾兴宇.沥青路面裂缝修补结构及受力特征研究[J].公路交通科技(应用技术版),2010(10)49-51.


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