路面損壞都有一個產(chǎn)生和發(fā)展的過程。不同程度的損壞,對于路面使用性能有不同程度的影響。
目前國內高速公路已開始采用灌縫設備和密封膠進行裂縫的處理,以延長瀝青路面的使用壽命。
下面就成南高速、遂回高速、遂渝高速公路幾年來采用新材料、新技術對瀝青路面裂縫灌縫處治的經(jīng)驗、成果等作如下總結:
一、灌縫的目的
灌縫延長了瀝青路面的使用壽命。由于溫度的差異,引起路面熱漲或冷縮,從而產(chǎn)生了道路裂縫;
水通過這些裂縫滲入到基層,直至路基,產(chǎn)生如唧漿等病害,造成結構的材料流失,影響道路結構的整體穩(wěn)定性。
灌縫是一種預防性的養(yǎng)護措施,旨在防止水進一步侵蝕道路。使用冷熱灌縫材料能夠阻止?jié)B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。
二、裂縫類型及產(chǎn)生原因
路面裂縫可分為縱裂縫、橫裂縫、網(wǎng)裂、塊狀裂縫等。
(1)縱裂縫。
縱裂縫通常產(chǎn)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(chǎn)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(wǎng)裂。
它是由于道路結構己嚴重破壞,此時道路已經(jīng)不能再進行灌縫修復,只能通過中修來恢復道路通車能力。
三、施工要求
結合幾年來對成南高速、遂回高速、遂渝高速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(huán)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。
(6)灌縫范圍:車轍嚴重,尤其是形成網(wǎng)裂的路面,不宜用此方法處理裂縫。
四、材料、設備使用情況
1、原材料性能指標及產(chǎn)地
品名:道路專用密封膠
各項檢測指標如下:
2、設備技術參數(shù)
設備名稱:路面灌縫機
不同品牌不同型號的灌縫機,均可使用。
四、具體施工工藝
(1)施工步驟
(1) 準備工作:
檢查開槽機與灌縫機,確保其技術狀況良好;根據(jù)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(jù)要求對灌縫作業(yè)區(qū)域進行封閉。
(2)開槽:
按照設計的開槽尺寸,預先調節(jié)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(yè)。
作業(yè)時,根據(jù)裂縫寬度種類情況,及時調節(jié)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。
(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。公路養(yǎng)護網(wǎng)微信公眾號提醒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。
(4)養(yǎng)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(jù)氣溫情況靈活掌握。
五、經(jīng)驗總結
(1)裂縫修補成本降低
采用傳統(tǒng)瀝青灌縫封堵法,常規(guī)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)、加熱材料主要是煤和液化氣;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,開槽式修補處理的裂縫有效率達到95%以上。
(2)耐久性明顯提高,降低勞動強度
傳統(tǒng)修補法其使用壽命最多不超過1年,裂縫密封的效果不好,1年內失效率為90%以上。
開槽式修補法達到一次修補多年受益的效果,大大降低了養(yǎng)護工人的勞動強度,減少了重復上路施工的次數(shù),保障了道路的通行能力。
根據(jù)我們實施情況跟蹤統(tǒng)計,除個別路段因路基病害加劇引起失效外,其他所修補的裂縫經(jīng)5年多運營使用,有效率為95%以上。
(剛施工完成灌縫)
(灌縫一年后)
(灌縫三年以上)
(3)美觀性大幅提升
傳統(tǒng)修補法因受施工工藝和材質影響,容易出現(xiàn)灌縫不到位、縫寬粗細不勻等情況,公路養(yǎng)護網(wǎng)微信公眾號提醒尤其是在夏季高溫季節(jié)容易產(chǎn)生泛油,并經(jīng)車輪拖帶,出現(xiàn)大面積路面污染現(xiàn)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(jié)不開裂,夏季高溫季節(jié)不泛油,路面美觀性大幅提升。
(4)社會效益:
通過瀝青路面裂縫灌縫新技術推廣應用,不僅可減低養(yǎng)護費用,耐久性明顯提高。
可降低勞動強度,而且可以縮短施工工期,減少對交通的影響,大大延長了瀝青路面使用壽命,推遲了路面大中修養(yǎng)護的時間,取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。