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        探討公路工程瀝青路面裂縫治理及注漿材料的運(yùn)用

        2022-05-10 09:09:52李卡
        科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新 2022年14期
        關(guān)鍵詞:熱熔集料瀝青路面

        李卡

        (益陽(yáng)市赫山區(qū)公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)中心,湖南 益陽(yáng) 413000)

        服役期公路路面在諸多因素聯(lián)合作用下,會(huì)出現(xiàn)開裂問(wèn)題。路面出現(xiàn)開裂,不僅破壞了公路的整體性、連續(xù)性及美觀性,而且雨水會(huì)進(jìn)入裂縫滲入路面內(nèi)部結(jié)構(gòu),導(dǎo)致塌陷、唧泥等問(wèn)題。所以,為有效控制路面持續(xù)損壞,延長(zhǎng)其服役期,優(yōu)化其通行能力,必須有針對(duì)性治理路面既有裂縫。影響路面裂縫修補(bǔ)質(zhì)量的因素有兩個(gè),其一為修補(bǔ)技術(shù),其二為修補(bǔ)材料。本文綜合對(duì)比多種修補(bǔ)路面裂縫技術(shù),探索修補(bǔ)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系,并通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證具體修補(bǔ)效果。

        1 瀝青路面裂縫修補(bǔ)技術(shù)

        進(jìn)行路面裂縫修補(bǔ)施工,施工前應(yīng)充分準(zhǔn)備,根據(jù)公路實(shí)際情況,科學(xué)選擇修補(bǔ)方法,確定填縫形式及處理修補(bǔ)材料的措施。

        1.1 裂縫修補(bǔ)方法

        1.1.1 修補(bǔ)瀝青路面裂縫應(yīng)秉承預(yù)防第一,綜合治理的原則,深入研析導(dǎo)致裂縫的原因,測(cè)量裂縫的深度、寬度,決定采取修補(bǔ)的措施,同時(shí)還需綜合分析投入機(jī)械設(shè)備、人力資源等情況。目前常用的修補(bǔ)裂縫方法共有三種:

        a.熱再生修復(fù);

        b.熱熔型灌縫膠修補(bǔ);

        c.貼縫帶修補(bǔ)。

        1.1.2 熱再生裂縫修復(fù)技術(shù)主要對(duì)瀝青面層加熱耙松,向路面均勻噴涂乳化瀝青,形成再生瀝青料;接著將加熱后的其它摻配料摻入其中,通過(guò)壓路機(jī)壓實(shí)緊密。該修補(bǔ)技術(shù)需通過(guò)大型熱再生設(shè)備,實(shí)施修復(fù)工作。

        1.1.3 目前瀝青路面裂縫修復(fù)領(lǐng)域常用的修補(bǔ)技術(shù)為熱熔型灌縫膠修補(bǔ)技術(shù),其基于路面既有裂縫,灌縫膠熱熔后向裂縫注入,灌縫膠充分發(fā)揮粘結(jié)等作用對(duì)裂縫實(shí)施修補(bǔ)。施工實(shí)踐表明,開槽修補(bǔ)技術(shù)能夠促進(jìn)灌縫膠、瀝青路面有效銜接,伸縮縫形成效果更佳,阻擋雨水等雜物進(jìn)入裂縫、浸入路面內(nèi)部結(jié)構(gòu),取得良好的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

        1.1.4 貼縫帶修補(bǔ)技術(shù)需特制貼縫帶,該粘接材料熱熔性較好。具體修補(bǔ)施工中采取該技術(shù),修補(bǔ)裂縫較為便捷。但此技術(shù)也存在一定不足,如效率低、進(jìn)度慢,材料的熱熔效果控制難度較高,同時(shí)該技術(shù)適用面較窄,僅可在部分開裂程度較小路面使用,該技術(shù)實(shí)踐層面較少,應(yīng)用程度較低,僅作為應(yīng)急修補(bǔ)之用。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)為施工便捷、費(fèi)用低廉。

        1.1.5 綜合對(duì)比上述4 種裂縫修復(fù)技術(shù),工程領(lǐng)域經(jīng)實(shí)踐認(rèn)為最佳的方法為熱熔型灌縫膠修補(bǔ)工藝,該養(yǎng)護(hù)維修方法常用于工程實(shí)踐中。

        1.2 填縫形式的確定

        1.2.1 修復(fù)瀝青公路路面時(shí),使用熱熔型灌縫膠修補(bǔ)工藝,修補(bǔ)裂縫效果受選擇的填縫形式影響較大。如圖1所示,本文共推薦4 種填縫構(gòu)造形式,其中涉及的相關(guān)尺寸可依托路面實(shí)況予以調(diào)整。

        圖1 填縫構(gòu)造形式

        1.2.2 經(jīng)實(shí)踐證實(shí),路面裂縫處理采取開槽貼縫式效果更佳。無(wú)槽貼縫式方案,因公路路面不斷通行車輛,會(huì)持續(xù)磨損表面貼封層,降低了裂縫內(nèi)填充物,且無(wú)法封閉裂縫,影響了無(wú)槽貼縫式的應(yīng)用效果。因此,如施工預(yù)算充足,本文建議采取標(biāo)準(zhǔn)槽貼縫式施工技術(shù),對(duì)瀝青路面進(jìn)行修補(bǔ)施工,若裂縫大于3mm,應(yīng)通過(guò)開槽式封閉施工,否則則使用無(wú)槽貼縫式施工。經(jīng)拜讀相關(guān)文獻(xiàn)資料,分析前人研究成果,根據(jù)裂縫工況不同,表1 所示為填縫建議。

        表1 不同裂縫的填封處理建議

        1.2.3 根據(jù)路況、裂縫情況,科學(xué)選擇修補(bǔ)裂縫方法,因影響因素較多,治理時(shí)應(yīng)綜合分析,研判裂縫的開裂情況、所屬類型、預(yù)算等因素,保障修復(fù)路面效果。

        2 灌縫材料的運(yùn)用

        熱熔型灌縫膠修補(bǔ)技術(shù)需使用灌縫膠,目前市面上有多種種類的灌縫膠,通過(guò)該技術(shù)修補(bǔ)瀝青路面裂縫,需科學(xué)評(píng)價(jià)灌縫材料性能。

        2.1 灌縫材料的性能

        2.1.1 經(jīng)大量試驗(yàn)論證后,灌縫修補(bǔ)裂縫方面積累了相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo),表2、3 所示為瀝青橡膠、改性瀝青試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo);表4 所示為國(guó)內(nèi)現(xiàn)行加熱施工式修補(bǔ)水泥混凝土路面裂縫填縫料技術(shù)要求。

        表2 瀝青路面裂縫密封用瀝青橡膠的實(shí)驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)

        表3 瀝青路面裂縫密封用橡膠改性瀝青的試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)

        表4 水泥混凝土接縫加熱施工式填縫料的技術(shù)要求

        2.1.2 施工中,不僅要求填縫料具有一定的延展性、粘結(jié)性,還需要具備以下4 種性能:

        a.流動(dòng)性較高,裂縫內(nèi)阻力較大,因此需要填縫料流動(dòng)性較強(qiáng),能夠流動(dòng)至裂縫任意處;

        b.填充能力較強(qiáng),不依靠外力,僅依靠自身自重即可向裂縫任意角落填充;

        c.具備一定的穿越能力,裂縫有部分間隙較為狹窄,因此填充料應(yīng)通過(guò)自重穿越;

        d.抗老化能力,因路面需經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用,且所處環(huán)境較為復(fù)雜,要求其具有較強(qiáng)的抗老化能力。

        2.1.3 確定密封性材料過(guò)程中,不僅要了解其技術(shù)指標(biāo),還需論證試驗(yàn)方法是否科學(xué),因材料主要為聚合物等,因此可使用對(duì)應(yīng)試驗(yàn)措施,篩選確定試驗(yàn)指標(biāo),借此確定試驗(yàn)方式。

        2.2 灌縫工藝流程

        2.2.1 選擇修補(bǔ)裂縫的時(shí)機(jī)至關(guān)重要,其直接關(guān)系到施工難度系數(shù)及修補(bǔ)裂縫效果,本文建議修補(bǔ)裂縫時(shí)應(yīng)選擇路面濕度低、裂縫寬度大時(shí)施工。

        2.2.2 修補(bǔ)裂縫材料將空隙充分填充的同時(shí),要嚴(yán)格控制裂縫內(nèi)部殘留污物,尤其是其中殘留的雨水、冰雪等需徹底清理。實(shí)踐表明,國(guó)內(nèi)北方地區(qū)天氣較冷,最佳修補(bǔ)裂縫的時(shí)間為3 月,南方雖溫度較高,但雨量足、濕度大,因此修補(bǔ)施工需在雨季前完成,圖2 所示為灌縫工藝要點(diǎn)及流程。

        圖2 灌封工藝流程圖

        3 修補(bǔ)效果試驗(yàn)驗(yàn)證

        為科學(xué)探索“熱熔型灌縫膠修補(bǔ)工藝”的施工質(zhì)量,本文選擇常用的4 種材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn),開展研究并剖析論證。

        3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        本文選擇4 種專用施工灌縫膠,進(jìn)行試驗(yàn):a.灌縫膠(鞍山森遠(yuǎn));b.密封膠(美國(guó)Crafco);c.密封膠(百合);d. 密封膠(辛美來(lái)亞)。全面測(cè)評(píng)上述灌縫膠性能,需通過(guò)試驗(yàn)了解其高溫粘附性,試驗(yàn)要點(diǎn)、流程如下所示:

        3.1.1 取集料16 個(gè),粒徑設(shè)為19mm,嚴(yán)格清理后將16 個(gè)集料放烘箱中,烘箱溫度為105℃,持續(xù)烘干4h,放置備用。

        3.1.2 取水盛放于大燒杯中,經(jīng)加熱爐加熱100℃?zhèn)溆谩?/p>

        3.1.3 烘干16 個(gè)集料后,固定后放烘箱中,設(shè)定105℃環(huán)境烘干1h 備用。

        3.1.4 修補(bǔ)膠使用壁紙刀取樣,樣本約300ml,置于鐵杯中并相應(yīng)標(biāo)記,置于烘箱中,設(shè)定180℃環(huán)境烘拷2h。

        3.1.5 加熱礦料顆粒,逐個(gè)取出,在備好的灌縫膠試樣中沉浸約45s,每種試樣放4 個(gè)集料,注意輕拿輕放,集料充分沒(méi)入灌縫膠后,同時(shí)做好標(biāo)記工作。

        3.1.6 集料顆粒裹覆膠膜后懸掛在試架上,置于室溫冷卻,冷卻時(shí)間為15min,試架下鋪設(shè)導(dǎo)流紙,導(dǎo)流多余瀝青。

        3.1.7 經(jīng)冷卻后,逐個(gè)提起集料,置于大燒杯中央,大燒杯內(nèi)水溫為100℃,加熱爐微調(diào)功率,確保水始終微沸,嚴(yán)格控制加熱爐開關(guān),確保燒杯中無(wú)煮沸水珠出現(xiàn)。

        3.1.8 水沸騰3min,拿出集料,仔細(xì)觀察礦料顆粒,了解膠膜剝落情況,后嚴(yán)格評(píng)判各自粘附性等級(jí)。

        3.2 粘附性評(píng)價(jià)

        3.2.1 按照上述試驗(yàn)流程、要點(diǎn)分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后,對(duì)所選4 種材料試驗(yàn)情況科學(xué)評(píng)定,表5 為具體評(píng)定情況。

        表5 水泥混凝土接縫加熱施工式填縫料的技術(shù)要求

        3.2.2 通過(guò)表5 所載明數(shù)據(jù)可知,選擇的幾種材料粘附性能較好,等級(jí)較高,僅憑粘附性能無(wú)法全面了解所選材料的性能,還需重點(diǎn)了解其耐久性、純度等其他性能。

        3.2.3 通過(guò)進(jìn)一步試驗(yàn)可發(fā)現(xiàn),美國(guó)Crafco 材料熔點(diǎn)較低,百合熔點(diǎn)最高;美國(guó)Crafco 材料常溫下具有較好的延伸性,具有良好的彈性,回復(fù)率更佳;美國(guó)Crafco 純度最高,百合的雜質(zhì)更高。

        4 結(jié)論

        經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用,瀝青路面會(huì)出現(xiàn)裂縫,一旦出現(xiàn)裂縫需及時(shí)治理,否則會(huì)影響到路面結(jié)構(gòu),縮短公路服役期。應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到養(yǎng)護(hù)的重要性,根據(jù)路段路面實(shí)際情況,采取有針對(duì)性養(yǎng)護(hù)技術(shù),且跟蹤偵測(cè)路面情況,科學(xué)選擇養(yǎng)護(hù)技術(shù)、養(yǎng)護(hù)時(shí)間,做到提前預(yù)防、綜合治理,延長(zhǎng)道路服役周期。修補(bǔ)瀝青路面裂縫質(zhì)量與選擇的材料、采取的施工技術(shù)息息相關(guān),因此修補(bǔ)瀝青路面裂縫過(guò)程中,應(yīng)優(yōu)選施工材料,有針對(duì)性選擇施工工藝,嚴(yán)格控制施工質(zhì)量,提升施工效果,有效處理裂縫,達(dá)到延長(zhǎng)公路服役期的效果。

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