高速公路沥青混凝土路面裂缝灌缝施工技术_任荟学.pdf

230工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工现场勘查报告显示，公路起始方向 K180+136、K180+147与终点方向 K180+145、K180+165 和 K180+200 等交通量较为密集路段以及立体互通开口位置存在大量裂缝，其中包括反射裂缝、低温横向裂缝和温度疲劳裂缝等多种类型的裂缝病害。由于工程所在区域的年均降水量高达 98mm，加上道路上行驶着许多大型车辆，使得路面出现了许多不规则的裂缝，其中以横裂与纵裂为主。对于以上裂缝问题，在本项目中，我们决定采用接缝灌浆施工技术来处理裂缝以保持路面平整，并选择试验段来测试施工结果。2 施工准备2.1 灌缝机选型裂缝灌缝施工所需的仪器包括开槽机、灌缝材料、烘槽机以及其他配合设备1。其中，灌缝机是灌缝施工的核心设备，本文主要对灌缝机的选型进行阐述。根据工程现场情况及型号比选，本工程中的灌缝机型号为 CRAFCO60。其主要技术参数如表 1 所示。CRAFC060 型灌缝机密封胶加热罐上部设有投料口，块状的密封胶可从该口投入加热罐内。加热罐下方配备两个可加热炉盘，由装在灌缝机上的液化气罐供给液化气，液化气燃烧后加热罐体夹套内的导热油，再通过导热油加热密封胶2。密封胶搅拌方式为液压驱动、垂直轴、W 型水平叶式搅拌，搅拌速度可调，对密封胶可实现边加热、边搅拌，0 引言路面裂缝是影响高速公路使用性能的严重病害问题之一，对路面的美观性及使用性能产生极其严重的影响。当前存在的路面灌缝技术主要包括溶剂型灌缝技术和灌缝胶灌缝。溶剂型灌缝技术即采用溶剂型改性沥青对裂缝进行灌注处理，利用气泵将沥青缓慢压入裂缝中，通过反复加压，直至灌缝材料与路面平齐。该技术的主要应用材料为改性剂，它在常温条件下的流动性较差，因此在施工过程中，需要对其持续加热，施工流程烦琐，易延长工期。灌缝胶灌缝技术属于裂缝修补的新技术，它采用高分子聚合物作为灌缝材料，在高温下形成液体状态，并与混合物充分混合后灌入裂缝中。该技术施工后裂缝的密封性较好，且不易变形，但所需灌缝材料的价格昂贵，会增加施工成本。为解决上述问题，本文以某高速公路工程为背景，对沥青混凝土路面裂缝病害进行深入研究，设计一种操作简单、安全性较高的灌缝施工技术，以弥补当前既有灌缝技术存在的不足，提高路面稳定性及延长路面使用寿命。1 工程概况某高速公路工程线路总长为 356.12km，包含双向六车道。起讫点桩号分别为 K180+120 和 K180+202。地处区段主要为平原，土质以黏土与砂土为主，多分布于路段的中间位置，平均海拔为 126m。高速公路沥青混凝土路面裂缝灌缝施工技术任荟学摘要：基于实际高速公路工程概况，根据路面裂缝形成原因，考虑实际地质条件，通过对灌缝施工主要设备进行选型及裂缝处治最佳时间的确定等施工前准备，对施工工艺进行设计，根据施工流程，完成灌缝施工。对试验路段进行施工效果检测，检测结果表明，灌缝施工后的路面弯沉值相比于施工前有所降低，提高了路面平整度，证明所设计的灌缝施工技术具有可行性。关键词：高速公路；沥青；混凝土；路面裂缝；灌缝施工（中铁十九局集团第三工程有限公司，辽宁沈阳 110136）CM&M 2023.01231以保证加热均匀。密封胶输出泵位于加热罐内的中部，由液压马达通过一皮带传动系统驱动，可正反向旋转，间歇式输出，输出流量可调。带有滤网，罐体侧壁装有温度传感器，可通过电子控制系统自动控制密封胶与导热油的加热温度，并由控制仪表直接显示温度数值。罐体外部还设有一层陶瓷保温绝缘材料，以保证密封胶加热过程中的温度和操作安全。2.2 裂缝处治最佳时间确定在进行裂缝处治时，应参照实际工程的现状选定最佳处治时间。通常情况下，若处治气温偏高，则会增强灌缝材料的流动性，使得灌缝后的密封性较差，同时温度越高，灌缝材料的冷却时间越长。若处治气温偏低时，温度达不到灌缝材料所需温度，将导致密封胶熔化速度较慢而延长工期，并提高施工成本3。经过以上分析可知，早期雨季是处理裂缝的最佳时间，也就是说，在一年中，3 月至 5 月是处理裂缝最好的时间。这主要是因为在冬季冷收缩过程之后，裂缝宽度将在春季达到最大值。此时将灌缝材料注入裂缝中，由于气温升高，裂缝宽度会逐渐缩小，从而起到阻挡雨水的作用。3 灌缝施工工艺流程3.1 调整灌缝装置位置将沥青和导向块与槽口对齐，并保证沥青出口和导向块在一条直线上。调整切割缝中的沥青出口，使出口尽可能位于切割缝的中间，以确保沥青溢出均匀，外观美观。沥青出口高度设置对施工过程中沥青饱满度有一定影响，如图 1 所示。如果沥青的出口高度过低，随着施工的进行，沥青出口管与地面之间的静摩擦会逐渐增大，从而造成沥青出口损坏，导致施工成本提高，无法满足经济性要求。如果出口高度过高，沥青会通过出口与槽口之间的缝隙同时流出，导致出现沥青浪费和槽口沥青密封不到位情况4。通过试验，确定沥青出口应调整至距切口底部 23mm 处。3.2 开槽根据开槽的设计要求，利用路面开槽机进行开槽施作。开槽方向要沿着公路沿线与裂缝走向进行，采用测尺跟随开槽机对凹槽边缘进行量测，保证凹槽的平整性。在开槽过程中，机器的切割锯片的高度根据裂缝形状合理调整，确保槽口高度能够满足接下来清理的要求。同时，凹槽的切割深度不宜过长，一般在 1.52.5cm 为最佳。开槽时，凹槽的具体方向要与裂缝的方向保持一致。这里需要注意的是，开槽后的槽口要保证是规则形状。3.3 槽口处理在开槽工序中，由于存在碎石、砾石、尘沙等残渣的干扰，会削弱密封效果，使灌缝失败。因此，开槽后应对凹槽内的残渣进行清除处理，以便于后续施工。对于体积较大的岩体，应采用手动清除；对于细碎残渣，应使用鼓风机进行清理5。之后利用高压风机对槽口进行预热，以缩小灌封黏合剂与路面之间的间隙。灌缝时若气温偏低，则应提高预热温度，同时及时去除槽口周围的水蒸气，确保槽口的温度始终处于 6080范围内。3.4 纵向缩缝处理如果机械摊铺宽度一次超过两个或更多车道时，则应立即处理纵向裂缝。纵向收缩接头可通过机械自动插入拉杆，假纵向接头可通过接头切割方法立即锯切。当机械摊铺宽度大于 5m 时，立即采用假接缝杆进行纵向缩缝，接缝杆的位置应与车道平行放置。横缝收缩过程中，利于直径为 4.5cm 的插入杆将机械与接缝杆连接，同时将插入杆置于钢筋板中心，并在接缝杆周围 50mm 范围内进行防锈处理6。边减小裂缝，边调整插入杆与接缝杆之间的距离，保证最外侧拉杆与裂缝的间距始终大于 50mm。纵缝收缩过程中，应采用假缝方式处理。机械的切割深度应远远大于纵向裂缝的深度，并利于粒状基层钢板作为机械底部支撑，且钢板厚度不得超过纵缝深度的 1/3，之后与横缝的处理方法相同。表 1 灌缝机主要技术参数项目规格参数发动机功率/kW8.085密封胶加热罐容积/L230熔化气瓶容积/L45液压油箱容积/L40导热油容积/L80发电机功率/kW2燃油箱容积/L22料箱容量/L50图 1 沥青出口高度设置前进方向232工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工3.5 裂缝清槽开槽作业完成后，应采取有效措施及时清理槽缝。主要方法是使用鼓风机和钢丝刷清洁插槽两侧的弹匣和道路碎片。碎屑必须放置在距离裂缝至少 0.5m 的地方。槽内需要彻底清洁，这样槽口才能很好地粘合到密封剂上。清理道路，为接缝灌浆提供良好的工作环境。除上述清洁方法外，还可以使用压缩空气清洁凹槽。其主要方法是使用压缩空气吹走裂缝内和周围的杂质。3.6 沥青加温将沥青储存装置通电，沥青加热约 0.5h（以沥青融化为液态为准），加压装置开始加压。加压是一个渐进的过程，如果在达到试验压力之前打开沥青阀，很容易由于压力不足而造成沥青位移不足，从而导致接缝填充不足7。在打开阀门之前，实时观察压力值是否达到试验压力。当压力过高时，减压装置将自动打开，以降低密封装置的压力，从而防止沥青排放过多而溢出裂缝。加压至试验确定的值，打开沥青阀，将沥青从沥青储存加压装置中压出。3.7 密封剂灌缝裂缝清理工作完成后，可使用接缝浇筑设备浇筑密封剂。在浇筑施工过程中，如果温度低于 40，则利用灌封机上附带的加热设备，对裂缝进行加热处理；如果温度在40以上，则可以直接进行灌缝施工。通常情况下，无论施工温度为多少度，均先对裂缝进行预热，以加强灌缝施工的密封效果。利用灌缝机余温对密封剂进行加热，使其温度为8090，之后通过高压喷嘴将密封剂输送至裂缝中。期间要实时观察在裂缝的两侧，是否形成厚度约为23mm的“T”形密封层，且宽度大于 2cm。若未达到此要求，则持续输送密封剂。密封剂应从上到下，从一端到另一端灌注。密封剂应浇注两次，首次注入深度应为凹槽深度的 1/3，最后一次注入应超出凹槽 4cm 左右。在接缝灌浆期间，应避免接缝底部出现气泡，保证每个裂缝均被密封剂均匀填充。密封剂灌缝施工结束后，在其表面铺设一层平均厚度为 3cm 的砂石，目的是防止车辆经过时密封带被带离。4 施工效果分析对该高速公路工程路面上存在的裂缝病害问题，采用以上灌缝施工工艺进行处理后，为测试施工应用效果，从施工段中选择 300m 试验段进行接缝填筑质量检查。分别检测桩号为 K180+142、K180+144、K180+146、K180+148、K180+150 五条左幅行车道灌缝前后的路面弯沉值，并进行比较，以验证施工效果。试验路段灌缝施工前后对比结果如表 2 所示。分析表 2 可知，利用文中设计的灌缝施工技术，对施工路段的裂缝进行处理，相比于灌缝前，灌缝后的路面弯沉量均有所下降，其中，桩号 K180+150 的路面弯沉下降比例达到 56.5%。可见此灌缝施工技术的应用性能良好，裂缝可得到良好处理，能够提高高速公路平整度。5 结语本文基于实际高速公路工程概况，根据路面裂缝形成原因，考虑实际地质条件，通过对灌缝施工主要设备进行选型及裂缝处治最佳时间的确定等施工前准备，对施工工艺进行设计，根据施工流程，完成灌缝施工。对试验路段进行施工效果检测，检测结果表明，灌缝施工后的路面弯沉值相比于施工前有所降低，提高了路面平整度，证明所设计的灌缝施工技术具有可行性。参考文献1 廖斌斌.沥青路面灌缝技术研究及效果验证分析 J.交通世界,2022(24):124-126.2 张晓霞.高速公路沥青路面密封胶热熔灌缝养护施工 J.交通 世界,2022(21):150-152.3 程志鹏,曹育恒.高速公路养护密封胶灌缝施工技术应用探讨 J.运输经理世界,2020(8):117-118.4 郭健.灌缝施工技术在沥青路面养护中的应用 J.运输经理世 界,2022(10):149-151.5 刘田继.路面灌缝施工技术在公路养护中的应用分析 J.四川 水泥,2021(1):177-178.6 王建文.沥青路面裂缝灌缝施工技术研究 J.工程建设与设计,2020(23):209-210.7 李坚铭.公路沥青路面裂缝成因及灌缝技术的运用 J.西部交 通科技,2020(10):73-75.表 2 试验路段灌缝施工前后对比结果桩号弯沉量/mm下降比例/%灌缝前灌缝后K180+142425.5365.3518.5K180+144205.75177.59.3K180+146289.05250.420.6K180+148229.4149.3524.4K180+150351.05196.7556.5