摘要:瀝青路面裂縫修補(bǔ)的效果與材料的選擇,裂縫封閉處理設(shè)計(jì)和施工工藝等有著密切的關(guān)系,本文闡述并歸納了工程工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在裂縫修補(bǔ)過(guò)程中要選擇優(yōu)質(zhì)的灌縫材料,盡可能的運(yùn)用開(kāi)槽貼縫式處理設(shè)計(jì),優(yōu)化施工工藝,使裂縫修補(bǔ)的成功率更高,增加瀝青路面的使用壽命。
關(guān)健詞:瀝青路面;裂縫;修補(bǔ)技術(shù)
瀝青建成后,不管它基層是柔性的還是半剛性的,都可能出現(xiàn)不同的裂縫,裂縫的出現(xiàn)不但影響了路面的連續(xù)性、整體性和美觀,還會(huì)使自由水輕易地進(jìn)人瀝青面層,導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)卿漿,坑洞,形變,網(wǎng)裂等破壞,所以,要早期預(yù)防,防止路面破壞。延長(zhǎng)路面使用壽命,就要對(duì)瀝青路面裂縫很好的修補(bǔ)。
1 裂縫的種類(lèi)
1.1 荷載型裂縫
在行車(chē)荷載作用下,基層的底部產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力大于基層材料的抗拉強(qiáng)度時(shí),基層的底部就會(huì)開(kāi)裂,在行車(chē)荷載的反復(fù)作用下,基層底部的裂縫會(huì)逐漸擴(kuò)展到瀝青面層,使瀝青面層開(kāi)裂,荷載裂縫在形式上主要表現(xiàn)為沿輪跡方向的縱向裂縫和龜裂。
1.2 溫度裂縫
由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的裂縫稱(chēng)為溫度裂縫,這包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫。溫度裂縫為非荷載型裂縫,在溫度降低特別是氣溫驟降時(shí),面層表面的溫度最低,其溫度變化率也最大,因此,表面產(chǎn)生的溫度拉應(yīng)力最大。表層材料受下層材料的約束而不能自由伸縮,產(chǎn)生較大的張拉應(yīng)力,當(dāng)張拉應(yīng)力大于表面材料的抗拉強(qiáng)度時(shí),瀝青面層就會(huì)開(kāi)裂。溫度裂縫在形式上主要表現(xiàn)為橫向裂縫和塊狀裂縫,有時(shí)也表現(xiàn)為縱向裂縫。
1.3 反射裂縫
對(duì)于半剛性基層瀝青路面,半剛性基層材料由于干縮和溫縮產(chǎn)生開(kāi)裂,干縮和溫縮裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展會(huì)引起裂縫上方面層底部先開(kāi)裂并逐漸向上擴(kuò)展,最終將瀝青面層拉裂,這種裂縫習(xí)慣上稱(chēng)為反射裂縫。反射裂縫在形式上主要表現(xiàn)為橫向裂縫。
1.4 沉降裂縫
它是由于填土固結(jié)或路基不均勻沉陷所引起的縱向和橫向裂縫,常出現(xiàn)在橋涵的兩頭或路基半填半挖處。
1.5 其他裂縫
此外,在瀝青路面施工的縱向接縫處,由于施工接茬處理不善也容易產(chǎn)生縱向裂縫。另外,瀝青老化容易在瀝青表面產(chǎn)生龜裂。
2 裂縫修補(bǔ)最佳時(shí)機(jī)
裂縫修補(bǔ)時(shí)機(jī)的選擇非常重要,它關(guān)系到裂縫修補(bǔ)的成敗。對(duì)于季節(jié)性冰凍地區(qū),瀝青路面裂縫在每年3月初至3月中旬,路面即將解凍前明顯擴(kuò)大。因此,修補(bǔ)裂縫的最佳時(shí)機(jī)為解凍前裂縫最大時(shí),這樣可以防止道路表面及裂縫內(nèi)存留的冰雪雨水融化后滲人縫內(nèi)破壞路基。一般來(lái)說(shuō),對(duì)于東北地區(qū)的北部,每年的3月10日至3月巧日開(kāi)始修補(bǔ)裂縫為最佳時(shí)機(jī),此時(shí)修補(bǔ)裂縫效果最好。對(duì)于南方無(wú)冰凍地區(qū),修補(bǔ)時(shí)機(jī)應(yīng)安排在雨季來(lái)臨之前,裂縫基本上已全部張開(kāi)的季節(jié)。
3 裂縫修補(bǔ)新舊材料
3.1 傳統(tǒng)的裂縫修補(bǔ)材料
傳統(tǒng)的裂縫修補(bǔ)材料有熱瀝青、乳化瀝青和瀝青混合料等,使用這些修補(bǔ)材料,養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較低,但這些材料的抗老化性、粘結(jié)性、溫度敏感性以及韌性較差,維修后的裂縫容易在原裂縫處重新開(kāi)裂,其失效率在85%以上。
3.2 新型裂縫修補(bǔ)材料
近年來(lái),許多公路養(yǎng)護(hù)部門(mén)已開(kāi)始研發(fā)新型裂縫修補(bǔ)材料,新材料在抗老化性、粘結(jié)性、溫度敏感性以及韌性方面比傳統(tǒng)材料有了較大的改進(jìn)。美國(guó)科氏工業(yè)集團(tuán)科氏材料公司開(kāi)發(fā)了科氏改性瀝青冷灌縫材料,該材料在低溫下柔韌有彈性,不會(huì)在冬季脆裂,在高溫下強(qiáng)度和硬度高,在夏季不會(huì)發(fā)軟或流動(dòng)。美國(guó)Crafco公司研發(fā)了公路路面和機(jī)場(chǎng)道面裂縫修補(bǔ)材料—密封膠,該密封膠屬于聚合物改性瀝青材料,外觀為固體狀,使用前需要加熱成液體。密封膠在常溫和低溫時(shí)均有著較高的彈性,可隨著裂縫的脹縮而發(fā)生彈性變形,始終保持著密封作用,可長(zhǎng)期、有效地密封瀝青路面的裂縫。殼牌“克裂王”和韓國(guó)路保瀝青路面密封膠均屬于聚合物改性瀝青材料,是由合成橡膠、礦物填料和特殊瀝青調(diào)配而成的,具有極佳的耐久性、抗衰老性和特強(qiáng)的粘附力,同時(shí)具有足夠的韌性可抵抗石子和其他硬物進(jìn)入裂縫。
4 裂縫修補(bǔ)的方法
4.1 在高溫季節(jié)全部或大部分可愈合的輕微裂縫,可不加處理。在高溫季節(jié)不能愈合的輕微裂縫,可沿裂縫涂刷少量稠度較低的瀝青或采用乳化瀝青灌縫。
4.2 對(duì)于路面的縱向或橫向裂縫,應(yīng)根據(jù)裂裂縫的寬度按以下方法進(jìn)行處理:縫寬在2mm~5mm以?xún)?nèi),采用瀝青預(yù)拌石屑或砂灌縫;基層及瀝青面層均出現(xiàn)裂縫,縫寬在5mm
以上時(shí),采用填補(bǔ)熱拌瀝青混合料直接灌縫。
4.3 因?yàn)r青性能不好或路面使用年限較長(zhǎng)、油層老化等原因出現(xiàn)的大面積裂縫,此時(shí)如基層強(qiáng)度尚好時(shí),通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,可選用下列維修方法:① 乳化瀝青稀漿封層,封層厚度易為3mm~6mm;② 加鋪瀝青混合料上封層,或先鋪設(shè)土工合成材料后,再在其上加鋪瀝青混合料上封層;③改性瀝青薄層罩面;④單層瀝青表處。
4.4 由于土基、基層強(qiáng)度不足或路基翻漿等引起的嚴(yán)重龜裂,應(yīng)先處治好基層后再重做面層。
5 填縫技術(shù)
5.1 灌縫設(shè)備
灌縫設(shè)備主要有切縫開(kāi)槽機(jī)、吹風(fēng)機(jī)、灌縫機(jī)、烘干機(jī)和平坦機(jī)等。目前在國(guó)內(nèi)使用的國(guó)外設(shè)備主要來(lái)自美國(guó)Crafco公司、韓國(guó)路保公司、德國(guó)Gruin公司等。國(guó)外灌縫設(shè)備的品種和機(jī)型較多,性能比較穩(wěn)定,在國(guó)內(nèi)有較大的市場(chǎng)。近年來(lái),國(guó)內(nèi)一些企業(yè)也開(kāi)始研發(fā)自己的產(chǎn)品,例如,鞍山森遠(yuǎn)集團(tuán)公司開(kāi)發(fā)了一系列灌縫配套設(shè)備,其中包括:AD5070TGF型多功能灌縫車(chē)、LGJ- 500型公路灌縫機(jī)、GFY- 1型電動(dòng)式公路灌縫機(jī)GFCZ型車(chē)載式灌縫機(jī)、LF- 1型開(kāi)槽機(jī)等。
5.2 灌縫工藝
使用灌縫設(shè)備和密封膠,采用標(biāo)準(zhǔn)槽貼縫式結(jié)構(gòu)對(duì)高速公路瀝青路面裂縫進(jìn)行了灌縫處理,具體施工工藝如下:①開(kāi)槽用開(kāi)槽機(jī)正確開(kāi)槽,跟蹤指示裝置對(duì)準(zhǔn)裂縫,向后拉動(dòng)開(kāi)槽機(jī)對(duì)裂縫進(jìn)行開(kāi)槽,一般寬深比為1∶1,尺寸控制在10mm~20mm之間;②清縫為取得良好的密封效果,必須用壓縮空氣噴槍對(duì)所開(kāi)凹槽進(jìn)行清縫,確保槽內(nèi)干凈;③烘干用烘干機(jī)對(duì)凹槽進(jìn)行預(yù)熱,并烘干進(jìn)入縫里的水分,確保密封膠與凹槽緊密結(jié)合;④灌縫用灌縫機(jī)對(duì)槽口進(jìn)行灌縫,并控制好膠體的用量,實(shí)踐證明,采用標(biāo)準(zhǔn)槽貼縫式比標(biāo)準(zhǔn)槽非貼縫式更有效;⑤貼縫用平坦機(jī)貼近裂縫均勻向前移動(dòng)形成最佳的貼縫效果;⑥開(kāi)放交通待密封膠溫度冷卻到50℃以下后方可開(kāi)放交通。
6 結(jié)語(yǔ)
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅影響建筑物的美觀,而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此,混凝土裂縫應(yīng)針對(duì)成因,預(yù)防為主,完善設(shè)計(jì)及加強(qiáng)施工等方面的管理,使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫數(shù)量和寬度,以確保結(jié)構(gòu)安全。
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