灌封施工技術(shù)在公路養(yǎng)護中的實踐應(yīng)用

劉建宗

（甘肅省平?jīng)龉肥聵I(yè)發(fā)展中心，甘肅 平?jīng)?744201）

公路工程通常分為公路建設(shè)工程和公路養(yǎng)護工程2 部分，目前國內(nèi)的公路工程普遍存在重建設(shè)、輕養(yǎng)護的情況，導(dǎo)致公路通過安全等級、使用壽命檢測后，沒有受到定期、科學地養(yǎng)護，進而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性變形、地基內(nèi)部腐蝕、路面裂縫等危害。其中路面裂縫是公路的常見病害問題，若不及時進行養(yǎng)護管理，會引起路面斷裂、結(jié)構(gòu)性坍塌等破壞性病害，可能會造成巨大的經(jīng)濟損失和社會影響[1]。

目前使用灌封施工技術(shù)是治理路面裂縫病害的常見手段，灌封施工技術(shù)分為瀝青灌封技術(shù)和密封膠灌封技術(shù)兩類，其中瀝青灌封技術(shù)對環(huán)境溫度的要求較高，若溫度過高或過低，可能會出現(xiàn)新的路面裂縫，進而增加養(yǎng)護成本；密封膠灌封技術(shù)能夠在保證灌封效果的同時，避免瀝青灌封的應(yīng)用缺陷，文章針對密封膠灌封施工技術(shù)展開研究[2]。

1 公路養(yǎng)護中灌封施工技術(shù)的應(yīng)用要點

密封膠灌封施工技術(shù)的原理是通過向路面裂縫中澆灌密封膠進行填補，密封膠是由高分子聚合物、改性瀝青、增塑劑、粘合劑等材料組成的混合物，具有較高的延展性、彈性、附著力，能夠隨溫度在路面裂縫中不斷地膨脹和收縮，可以看作是自適應(yīng)調(diào)節(jié)，能夠有效避免路面裂縫的剛性開裂，另外密封膠具有耐低溫和耐高溫屬性，不受環(huán)境溫度的影響，不與水分、砂石或其他物質(zhì)融合，具有較強的適應(yīng)性。

1.1 封膠原因?qū)е碌拿撀浼胺乐未胧?/h3>

1.1.1 脫落原因

隨著密封膠灌封技術(shù)的推廣應(yīng)用，密封膠生產(chǎn)制造行業(yè)開始蓬勃發(fā)展，密封膠的品牌、性能、型號呈多樣化發(fā)展趨勢，能夠提供給不同用戶的不同應(yīng)用需求，滿足較為復(fù)雜的路面裂縫情況，促進密封膠灌封技術(shù)的進步。但密封膠的相關(guān)控制政策和質(zhì)檢工作與密封膠的發(fā)展速度尚未匹配，導(dǎo)致部分密封膠廠商投機取巧，生產(chǎn)劣質(zhì)產(chǎn)品，以次充好，進而導(dǎo)致密封膠灌封技術(shù)在應(yīng)用時出現(xiàn)脫落現(xiàn)象。

不同于瀝青材料的超長保質(zhì)期，密封膠材料對生產(chǎn)日期和使用時效的要求較高，若密封膠在應(yīng)用過程中，超出使用時效，可能會出現(xiàn)材料濃度較大、不規(guī)則沉淀、材料纖維化、非常規(guī)凝膠、粘結(jié)力下降等情況。

雖然密封膠具有一定程度的抗低溫屬性和抗高溫屬性，但不能進行反復(fù)加熱和長時間加熱，部分養(yǎng)護工程可能受施工條件和灌封機的影響，反復(fù)對密封膠進行加熱，可能會導(dǎo)致密封膠內(nèi)部化學結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化，進而導(dǎo)致粘結(jié)力下降、流動性過大、塑性降低等情況。

1.1.2 防治措施

目前密封膠市場分為國產(chǎn)密封膠和進口密封膠2種，國產(chǎn)密封膠的施工穩(wěn)定性、施工效果、失效率均低于進口密封膠，但價格較低；進口密封膠的價格較高，但應(yīng)用性較強，施工單位可以根據(jù)工程實際需求和工程成本進行選擇，需要注意的是，無論是國產(chǎn)密封膠還是進口密封膠都需選擇品牌知名度高、生產(chǎn)廠家信譽好、產(chǎn)品質(zhì)量好、性能穩(wěn)定性強、針對性強的正品密封膠，并且需要相關(guān)檢驗合格證書和詳細的使用說明。例如在東北地區(qū)選擇密封膠，需要考慮東北地區(qū)的溫度特點，東北地區(qū)的冬季寒冷，最低氣溫低于-30 ℃，夏季高溫，最高氣溫高于30 ℃，公路路面溫度最高能夠超過60 ℃，冬夏溫差較大，所以選擇進口密封膠為最佳，密封膠溫度適用范圍應(yīng)在-40～70 ℃。

施工單位應(yīng)對密封膠進行統(tǒng)一儲藏，儲藏室溫度應(yīng)在5～30 ℃之間，避免陽光直射，還需要對不同批次的密封膠進行記錄，及時處理超過使用期限的密封膠，避免過期膠投入使用。

對于灌縫機的選擇，需要具有雙層保溫功能、間接導(dǎo)熱加熱功能、加熱爐內(nèi)攪拌功能，溫度區(qū)間在185～210 ℃，最高溫度不能超過215 ℃，以此保證最大程度發(fā)揮密封膠的應(yīng)用性能。需要注意的是，在灌縫機攪拌加熱過程中，需要對密封膠狀態(tài)進行觀察，避免出現(xiàn)重復(fù)加熱、溫度過高等情況，導(dǎo)致密封膠失效。

1.2 施工工藝方面原因?qū)е碌拿撀浼胺乐未胧?/h3>

1.2.1 脫落原因

施工環(huán)境較為惡劣，溫度過低或者是遇到雨雪天氣；開槽環(huán)節(jié)的誤差較大，經(jīng)過灌封機、壓路機等車輛的碾壓后，較小的槽可能會出現(xiàn)開裂、脫落；清潔工作不到位，清潔的施工環(huán)境、施工槽對密封膠灌縫至關(guān)重要；施工完畢后冷卻、養(yǎng)護時間較短。

1.2.2 防治措施

施工前需要密切關(guān)注天氣狀況，當遭遇雨雪天氣、強降水、大霧等空氣中含水量過高的天氣時暫停施工。另外還需要對施工環(huán)境溫度進行檢測，當氣溫低于4 ℃時，使用高壓熱風槍對施工槽進行持續(xù)加熱，預(yù)加熱后的施工槽應(yīng)該保持清潔并高于20 ℃，再使用灌縫機灌入密封膠。

開槽需要根據(jù)設(shè)計圖紙的規(guī)格進行精細化控制，深度在1.6～2.0 cm 區(qū)間內(nèi)、寬度在0.6～2.0 cm 區(qū)間內(nèi)、誤差范圍在0.2 cm 內(nèi)。另外開槽還需要注意兩方面：一方面是注意開槽刀頭的損耗情況，當?shù)额^破損時及時進行更換，切割過程中控制刀頭距離，避免出現(xiàn)工程事故；另一方面是施工槽的深寬比應(yīng)盡可能控制在1∶1。

開槽完畢后需要進行二次清潔，為灌縫密封膠做準備，可以使用掃除工具對大塊雜物、碎石進行清理，再使用高壓空氣槍吹走灰塵、碎屑、骨料等較小的雜物，最后需要對施工槽內(nèi)壁進行清潔、烘干，保持干燥。

灌縫完畢后需要一定冷卻和養(yǎng)護時間，正常溫度條件下，密封膠的冷卻時間應(yīng)大于30 min，若施工環(huán)境溫度較高，密封膠固結(jié)較慢，需要根據(jù)實際情況延長冷卻時間。另外槽縫內(nèi)應(yīng)使用少量水泥進行養(yǎng)護，正式通車后將密封膠剝離施工槽[3]。

2 灌封施工技術(shù)在公路養(yǎng)護工程中的實踐應(yīng)用

2.1 工程概況

工程名稱：遼寧省沈陽市渾南區(qū)某公路養(yǎng)護工程。

工程數(shù)據(jù)：該養(yǎng)護工程的路面組成結(jié)構(gòu)為4 cm AC-13+6 cm AC-20+8 cm AC-25，運營時間為5 年，受大型掛車的影響，部分位置的開裂病害較為嚴重。

養(yǎng)護方式：該段公路的病害以開裂、裂縫為主，適合使用密封膠灌封技術(shù)，在應(yīng)用前需要先進行技術(shù)應(yīng)用分析，包括養(yǎng)護路段檢測和密封膠施工條件，再按照施工順序進行施工準備、開槽、清槽、烘槽、后期檢驗等環(huán)節(jié)[4]。

2.2 技術(shù)應(yīng)用分析

2.2.1 養(yǎng)護路段檢測

養(yǎng)護路段檢測使用人工方式和鉆芯挖驗法復(fù)合使用的方式，對病害路面的上、中、下、路基4 部分進行病害溯源和深入分析，最后按照路面評價指數(shù)（Pavement Condition Index，PCI），判斷路面的損壞程度，PCI情況如表1 所示。

表1 路面評價指數(shù)表

根據(jù)表1 可以得知，4 部分中PCI指數(shù)最高的為路基部分，數(shù)值為69；最低的為路面中部，數(shù)值為49。評價等級分別是良、中、次、差，說明該路段的病害問題較為嚴重，需要進行養(yǎng)護以保證公路的基本功能和行車舒適性[5]。

2.2.2 密封膠施工條件

密封膠施工需要根據(jù)公路裂縫的寬度選擇不同的施工方法，通常情況下分為3 種工況：第一種是裂縫寬度較窄（1～5 mm），屬于裂縫發(fā)生的初期，若不加以治理，會出現(xiàn)不規(guī)則形狀的裂縫擴張，此時應(yīng)選擇灌縫的方式處理；第二種是裂縫寬度適中（5～15 mm），此類裂縫通常發(fā)生在路面邊緣位置，難以進行開槽施工，此時應(yīng)選擇灌縫貼縫的方式處理；第三種是裂縫寬度較寬（15 mm 以上），此時可以進行開槽灌縫處理。

2.3 施工準備

2.3.1 材料準備

嚴格按照技術(shù)標準要求，比如密封膠應(yīng)該結(jié)合具體的施工溫度要求，計算確定出材料的使用量，可以使用以下公式進行計算。

式中：MFJ為密封膠用量的數(shù)值，單位kg；W為寬度的數(shù)值，單位cm；D為深度的數(shù)值，單位cm；L為長度的數(shù)值，單位cm；0.12 為計算系數(shù)。

2.3.2 封閉施工區(qū)域

公路養(yǎng)護工程施工需要在施工前封閉施工區(qū)域，原因有2 點：一是減少工程施工的干擾因素，盡可能提升施工速度；二是避免其他不可控因素對灌封膠施工技術(shù)產(chǎn)生干擾。封閉施工區(qū)域會給市民和周邊生產(chǎn)單位帶來一定的經(jīng)濟損失，所以養(yǎng)護工程需要嚴格控制工期，減少封閉時間。施工區(qū)域封閉后，施工單位需要對路面進行清潔，同時檢查施工設(shè)備（包括灌封機、開槽機等）是否正常，最大程度避免意外干擾。

2.3.3 密封膠加熱

封閉施工區(qū)域后，需要劃分固定區(qū)域進行密封膠加熱，首先在指定地點安裝熱熔釜，溫度通常設(shè)置為195 ℃，投入密封膠后需要進行觀察，務(wù)必保證密封膠受熱均勻以及密封膠內(nèi)瀝青材料的受熱程度。熱熔釜是密封膠加熱的重要設(shè)備，其原理是通過導(dǎo)熱油、熱空氣等介質(zhì)，對密封膠進行加熱，能夠避免密封膠直接被火焰灼燒，提升受熱均勻性。加熱過程中需要特別注意不能反復(fù)加熱，反復(fù)加熱會引起密封膠老化嚴重、材料中出現(xiàn)硬渣、材料性能下降，這種密封膠無法投入使用，只能進行丟棄，不僅會造成材料浪費，提高經(jīng)濟成本，還有可能引起導(dǎo)管堵塞。

2.4 開槽

養(yǎng)護工程設(shè)計人員需要根據(jù)工程實際情況（包括裂縫走向、裂縫產(chǎn)生原因、裂縫位置等），科學規(guī)劃開槽深度和寬度，通常情況下開槽方向和裂縫走向需要保持一致，盡量減少裂縫的剛性張力，另外開槽的槽口應(yīng)盡量規(guī)則，可以減少后續(xù)的施工難度。經(jīng)設(shè)計，文章養(yǎng)護工程的切入深度為2 cm，寬度為1.5 cm，可控誤差為0.2 cm，需要注意的是只能比設(shè)計的深度深，不能淺于設(shè)計深度。

2.5 清槽

開槽工藝后應(yīng)進行清槽工藝，此環(huán)節(jié)能夠最大程度提升密封膠的粘結(jié)力，發(fā)揮密封膠的應(yīng)用優(yōu)勢。清槽需要使用高壓水泵和鋼絲刷，不僅是槽表面，槽內(nèi)部也需要進行清潔處理，清槽后應(yīng)保證槽內(nèi)沒有雜物，并裸露出兩側(cè)道路的新鮮層面，避免密封膠在灌入施工后和公路結(jié)構(gòu)形成隔離層的形式，影響灌注施工效果，清槽后即可使用灌封機向槽內(nèi)澆灌密封膠。

2.6 烘槽

灌封施工技術(shù)對環(huán)境溫度具有一定要求，通常情況下施工環(huán)境溫度應(yīng)在5 ℃以上，工程處于11 月份，室外溫度低于5 ℃，需要使用熱噴槍設(shè)備配合灌封機進行澆灌，澆灌同時對開槽位置進行加熱處理，該工藝會讓密封膠流入槽后，充分與槽壁進行接觸，進而提升灌封質(zhì)量[6]。經(jīng)過烘槽后的補縫位置會更加牢固，并且對溫度的適應(yīng)能力更強，需要注意的是施工環(huán)境溫度高于5 ℃時，可以不使用熱噴槍，若使用熱噴槍，溫度不能超過70 ℃。

2.7 后期檢驗

使用灌封技術(shù)補縫后，應(yīng)在通車1 周、1 個月、3個月這3 個時間點對施工情況進行檢驗，觀測施工效果。本文中的工程通車1 周后，經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)約有10%的密封膠出現(xiàn)脫落；通車1 個月后，發(fā)現(xiàn)約有3%的密封膠出現(xiàn)脫落；通車3 個月后，原本不牢固的灌封位置已經(jīng)穩(wěn)定，并且有效控制了裂縫的發(fā)展。通過研究發(fā)現(xiàn)，通車1 周后和通車1 個月后出現(xiàn)小部分密封膠脫落的原因是由于集中降雨以及密封膠溫度不足，但整體養(yǎng)護工程已經(jīng)達到預(yù)期標準[7]。

3 結(jié)論

綜上所述，本文從封膠、施工工藝兩方面闡釋公路養(yǎng)護中灌封施工技術(shù)的應(yīng)用要點，并說明灌封脫落原因及防治措施，最后通過某公路養(yǎng)護工程實例，對灌封施工技術(shù)在公路養(yǎng)護中的實踐應(yīng)用展開探究，說明密封膠灌封技術(shù)對公路養(yǎng)護、裂縫治理的重要作用，能夠延長公路的使用壽命、避免裂縫病害蔓延，并且具有操作簡單、成本較低、應(yīng)用效果好的優(yōu)勢，可以在中國的公路養(yǎng)護工程中推廣使用。