張高偉
摘 要:裂縫是公路路面運(yùn)行中常見病害現(xiàn)象之一,對(duì)道路交通通行效率和行車安全具有重要影響,做好裂縫養(yǎng)護(hù)處理,是公路管理部門日常養(yǎng)護(hù)工作的重要內(nèi)容。路面灌縫技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有施工便利、成本低、處理效果好等特征,能夠有效改善道路運(yùn)行情況。文章在簡要概述公路路面裂縫現(xiàn)象主要類型基礎(chǔ)上,說明技術(shù)應(yīng)用準(zhǔn)備和工藝流程,明確技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量控制措施,以此為實(shí)際應(yīng)用提供參考,為提升公路養(yǎng)護(hù)工作成效起到應(yīng)有促進(jìn)作用。
關(guān)鍵詞:公路養(yǎng)護(hù) 路面灌縫施工技術(shù) 工藝流程
公路是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,是生產(chǎn)生活等活動(dòng)開展的重要保障,由于路面建設(shè)、運(yùn)行年限、道路承載等多方面因素影響,在實(shí)際運(yùn)行中常會(huì)出現(xiàn)橫向、縱向、龜裂及網(wǎng)狀裂縫顯現(xiàn),對(duì)道路通行成效產(chǎn)生負(fù)面影響。近些年來,隨著公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)理念不斷更新,新型技術(shù)應(yīng)用快速發(fā)展,公路裂縫治理效果也不斷提升,以灌縫施工為代表的技術(shù)應(yīng)用,為推動(dòng)公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)優(yōu)化發(fā)展起到良好促進(jìn)作用。
1 公路路面裂縫主要類型
在公路養(yǎng)護(hù)管理工作中,從裂縫表現(xiàn)形式來看,可以分為橫向、縱向、網(wǎng)狀裂縫(如圖1所示),這些裂縫現(xiàn)象產(chǎn)生原因是多方面的。依照裂縫現(xiàn)象產(chǎn)生機(jī)理,可以分為如下幾種類型:(1)溫度裂縫,其原因主要是由于瀝青路面受溫度影響,在橫向和縱向存在傳導(dǎo)速度差異,導(dǎo)致裂縫現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)在以瀝青混凝土為主要材料的路面結(jié)構(gòu)中,受混凝土固有機(jī)理影響,也會(huì)在溫度作用下產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。例如在低溫狀態(tài)下,會(huì)由于熱脹冷縮作用,導(dǎo)致瀝青自由范圍縮小,材料脆性增加,出現(xiàn)收縮型裂縫。而在高溫條件下,則會(huì)導(dǎo)致路面溫度變化應(yīng)力超出承受極限,出現(xiàn)疲勞裂縫現(xiàn)象。(2)載荷裂縫,主要是由于道路交通流量較大或重載車輛較多,在路面結(jié)構(gòu)層彎拉應(yīng)力超出本身抗拉極限時(shí),就會(huì)使得瀝青路面結(jié)構(gòu)層存在差異,進(jìn)而導(dǎo)致載荷型裂縫出現(xiàn)。(3)反射裂縫,主要是受路面半剛性材料特性影響,在溫縮現(xiàn)象長期集中于某一應(yīng)力點(diǎn),基層裂縫不斷擴(kuò)散情形下,就會(huì)出現(xiàn)顯著的反射裂縫現(xiàn)象。
2 路面灌縫技術(shù)在養(yǎng)護(hù)作業(yè)中的應(yīng)用準(zhǔn)備
2.1 材料選擇
路面灌縫技術(shù)在公路路面養(yǎng)護(hù)作業(yè)中具有較為廣泛的應(yīng)用,但在實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)施工材料性能具有較高要求。在施工中使用的主要材料為普通水泥砂漿,在配制時(shí)需選用合適型號(hào)的水泥,嚴(yán)格控制砂細(xì)砂粒徑和含泥量比例。當(dāng)前灌縫施工作業(yè)中,也有采用使用灌縫機(jī)直接灌注灌封膠的方式進(jìn)行處理,但是受技術(shù)水平影響,當(dāng)前國產(chǎn)的灌封膠雖然在價(jià)格上有明顯優(yōu)勢(shì),但在性能方面與國外產(chǎn)品依然有一定差距,因此在選用這種材料時(shí),還應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適產(chǎn)品。在條件具備情形下,應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、公路等級(jí)和養(yǎng)護(hù)作業(yè)要求,技術(shù)水平等,自主開發(fā)更具有適應(yīng)性的灌縫膠材料,能夠?qū)佛B(yǎng)護(hù)質(zhì)量提升起到良好的促進(jìn)作用。
2.2 技術(shù)應(yīng)用要求
在選用砂漿灌縫方式進(jìn)行處理時(shí),需要明確相應(yīng)的技術(shù)要求,為施工組織提供明確指引,確保施工質(zhì)量得以有效保障。在灌縫時(shí)首先要需要確保砂漿強(qiáng)度符合規(guī)范要求,避免后續(xù)施工中由于強(qiáng)度不足影響路面承載力。其次是要確保砂漿流動(dòng)性保持在合理范圍內(nèi),避免由于流動(dòng)性不足導(dǎo)致灌注效果不佳,或是流動(dòng)性過強(qiáng)導(dǎo)致離析和泌水現(xiàn)象發(fā)生。
2.3 前置試驗(yàn)
為確保灌縫質(zhì)量達(dá)到養(yǎng)護(hù)作業(yè)要求,在施工前需要做好試驗(yàn),檢驗(yàn)灌漿材料參數(shù)。首先需要進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn),參照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),合理確定初始配合比,確定水泥、砂、水、膨脹劑及減水劑等各種材料的具體配比,采用正交試驗(yàn)方法,測(cè)定不同砂灰比條件下的砂漿抗壓強(qiáng)度,確保強(qiáng)度達(dá)到最大化[1]。其次是進(jìn)行流動(dòng)性試驗(yàn),根據(jù)不同水灰比和砂灰比組合,確定合適的水灰比,確保砂漿流動(dòng)性能夠滿足施工要求。最后是要根據(jù)所確定的具體方案,驗(yàn)證抗壓強(qiáng)度,確保灌縫作業(yè)后能夠在設(shè)計(jì)要求時(shí)間內(nèi)凝結(jié)。
2.4 時(shí)機(jī)選擇
受路面灌縫施工技術(shù)原理限制,在開展養(yǎng)護(hù)作業(yè)時(shí),必須要選擇合適的時(shí)機(jī)。要堅(jiān)決避免在雨天進(jìn)行施工,避免雨水對(duì)裂縫內(nèi)部空間產(chǎn)生影響,在施工完成后路面強(qiáng)度無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。同時(shí)還要考慮在施工完成后短期內(nèi)不會(huì)有降雨現(xiàn)象,為灌縫養(yǎng)生奠定良好基礎(chǔ)。養(yǎng)護(hù)作業(yè)應(yīng)當(dāng)避免在溫度過高或過低、溫差較大的季節(jié)進(jìn)行,根據(jù)氣象資料選擇合適時(shí)機(jī)。以南方地區(qū)為例,通常選擇在3~4月份為宜,北方地區(qū)則應(yīng)當(dāng)適當(dāng)延遲或者是在秋季進(jìn)行,以避免溫度影響導(dǎo)致灌縫效果不佳。在施工作業(yè)前,應(yīng)當(dāng)做好技術(shù)交底,制定精細(xì)化的養(yǎng)護(hù)制度,嚴(yán)格依照制度要求做好材料準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)制備等工作,確保施工作業(yè)有序推進(jìn)。
3 路面灌縫技術(shù)應(yīng)用工藝流程
3.1 裂縫預(yù)處理
裂縫預(yù)處理是影響灌縫施工質(zhì)量的關(guān)鍵性要素,在處理不到位情形下,會(huì)導(dǎo)致漿液在壓力作用下溢出,影響灌縫質(zhì)量,造成顯著的浪費(fèi)現(xiàn)象。在施工前需要先將裂縫內(nèi)壁及周圍清理到位,避免有灰塵和積水現(xiàn)象存在,影響灌縫質(zhì)量。例如采用直接灌縫技術(shù)時(shí),應(yīng)當(dāng)確保裂縫兩側(cè)10cm以內(nèi)無顆粒、粉塵及其他雜質(zhì)現(xiàn)象。在進(jìn)行取芯時(shí),還需要采用環(huán)氧樹脂等材料,將取芯部位兩側(cè)的裂縫封堵到位,封堵范圍控制在孔洞兩側(cè)20cm處為宜。
3.2 鉆芯布孔
鉆芯布孔是灌縫施工作業(yè)的重要環(huán)節(jié),在工藝應(yīng)用中需注意如下方面要點(diǎn):(1)合理確定孔徑并做好控制。多數(shù)地區(qū)公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)中,都是選擇60mm鉆頭規(guī)格的取芯機(jī),鉆芯孔洞尺寸較為合適,能夠有效在實(shí)現(xiàn)與原路面緊密結(jié)合,消除裂縫前提下,節(jié)省砂漿及環(huán)氧樹脂用量,達(dá)到良好的節(jié)能成效。在鉆進(jìn)過程中,還需要根據(jù)裂縫深度及砂漿灌注要求,合理確定鉆孔深度。如裂縫沒有引起土基開裂,只需鉆進(jìn)至上基層部位;如裂縫已經(jīng)導(dǎo)致土基開裂,則鉆孔深度應(yīng)當(dāng)貫穿整個(gè)基層[2]??孜贿x擇一般是分布在裂縫方向的中心部位,以確保相鄰兩個(gè)鉆孔能夠達(dá)到較好的飽和度為宜。如鉆孔之間距離較小,會(huì)導(dǎo)致灌漿材料浪費(fèi);如鉆孔之間距離過大,則會(huì)導(dǎo)致砂漿無法灌滿,灌縫效果無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。因此在正式灌漿作業(yè)前,應(yīng)當(dāng)采用對(duì)比方式確定布孔方案,通過灌縫效果分析,確定最為合適的距離。在鉆孔操作完成后,應(yīng)當(dāng)及時(shí)清理孔洞中的灰塵及積水,在必要情形下,還需要采用高壓方式對(duì)孔洞進(jìn)行加熱,確??锥磧?nèi)部達(dá)到完全干燥狀態(tài)。
3.3 設(shè)置封堵管
為確保灌漿質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求,在鉆孔作業(yè)完成后,還應(yīng)當(dāng)在孔洞內(nèi)設(shè)置封堵管,結(jié)合封蓋有效避免砂漿溢出。封堵管處理方式是先依照1:1比例將環(huán)氧樹脂和聚酰胺脂進(jìn)行混合,在攪拌均勻后,立即涂抹在鉆孔內(nèi)壁及封堵管位置。之后將封堵管設(shè)置在鉆孔內(nèi)。封堵管高度應(yīng)當(dāng)略低于地面位置,并在鉆孔與封堵管之間區(qū)域范圍內(nèi)填入樹脂材料。
3.4 灌漿
通常情形下,在裂縫深度<3cm時(shí),可以采用“不開挖直接灌漿”方式進(jìn)行處理,采用人工操作方式進(jìn)行作業(yè)。如裂縫深度介于3~5cm之間,可以采用“開槽灌注”方式進(jìn)行處理。如裂縫深度>5cm時(shí),則需要采用“點(diǎn)位鉆孔壓力灌注”方式進(jìn)行處理。(如圖2所示)灌漿作業(yè)的有效實(shí)施,需要先將灌漿管與封堵管連接到位,確保密封性達(dá)到運(yùn)行要求,灌漿機(jī)開始注漿壓力設(shè)定在0.6MPa[3]。在灌漿開始后,先注意觀察灌注情況,如出現(xiàn)溢漿現(xiàn)象是,需要及時(shí)用蓋板封堵后再繼續(xù)灌漿。如溢漿現(xiàn)象較為嚴(yán)重,需立即開始卸壓并關(guān)閉灌漿機(jī)。在分析問題產(chǎn)生原因后,根據(jù)實(shí)際情況對(duì)灌漿方式進(jìn)行優(yōu)化。通常情形下,溢漿現(xiàn)象產(chǎn)生是由于鉆孔間距過小、漿液配比不合理、灌漿壓力控制不當(dāng)?shù)纫蛩卦斐?,在合理?yōu)化后繼續(xù)進(jìn)行灌漿作業(yè),直至無漿液溢出為止。
3.5 養(yǎng)生
在灌漿作業(yè)完成后,應(yīng)當(dāng)及時(shí)做好漿液養(yǎng)生,有效提升灌縫質(zhì)量。在取出封堵管時(shí),如無法直接取出,可以采用先加熱方式進(jìn)行處理,在取出后立即使用砂漿填補(bǔ)孔洞。根據(jù)施工技術(shù)應(yīng)用要求和氣溫等環(huán)境特征,合理設(shè)定養(yǎng)成時(shí)間[4]。養(yǎng)生過程中需要做好現(xiàn)場(chǎng)保護(hù),避免任何車輛在灌漿區(qū)上方經(jīng)過,避免人為因素對(duì)漿體質(zhì)量產(chǎn)生影響。在確保漿體材料達(dá)到硬化要求后,采用抽芯方式進(jìn)行檢驗(yàn)。在確保漿體各項(xiàng)性能達(dá)到設(shè)計(jì)和運(yùn)行要求,確保砂漿與基層結(jié)構(gòu)達(dá)到良好粘結(jié)后,才能開放現(xiàn)場(chǎng)交通。
4 路面灌縫技術(shù)質(zhì)量控制措施
4.1 明確驗(yàn)收指標(biāo)
在公路養(yǎng)護(hù)工作開展中,所遇到的裂縫現(xiàn)象較為復(fù)雜,不同等級(jí)、不同承載量下的路面質(zhì)量控制要求不同,對(duì)路面灌縫技術(shù)應(yīng)用的具體要求也有所不同,在具體實(shí)施過程中,必須要根據(jù)實(shí)際情況明確對(duì)應(yīng)的驗(yàn)收指標(biāo)。例如在采用直接灌縫技術(shù)方式時(shí),驗(yàn)收指標(biāo)主要包括清潔度、灌縫膠溫度計(jì)貼縫層尺寸等。在裂縫清理后,需由專人檢查在縫隙內(nèi)部及兩側(cè)部位,是否有灰塵及砂礫等雜質(zhì)現(xiàn)象存在,如雜質(zhì)過多影響施工質(zhì)量,避免采用高壓風(fēng)吹方式做好進(jìn)一步處理。在使用灌縫機(jī)進(jìn)行作業(yè)時(shí),灌縫膠出口溫度應(yīng)當(dāng)控制在175℃以上,確保灌縫膠具有較好的流動(dòng)性,能夠會(huì)將裂縫部位填實(shí)。在灌縫結(jié)束后,貼封層厚度應(yīng)當(dāng)控制在1~3mm之間,且能夠均勻分布[5]。如采用開槽灌縫施工技術(shù),在應(yīng)當(dāng)在檢查清潔度的同時(shí),做好開槽尺寸及貼封層尺寸控制。通常情形下,開槽深度與寬度比應(yīng)當(dāng)控制在1:1~1:2之間,確保槽壁部位無松散顆粒存在。在槽內(nèi)有集料顆粒及粉塵存在較多的位置,應(yīng)當(dāng)采用清縫設(shè)備進(jìn)行徹底清除。貼封層驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與直接灌縫技術(shù)應(yīng)用要求一致。
4.2 材料質(zhì)量控制
路面灌縫施工技術(shù)應(yīng)用過程中,施工材料對(duì)作業(yè)質(zhì)量具有重要影響,應(yīng)當(dāng)在考慮規(guī)范要求和技術(shù)應(yīng)用前提下,選擇施工成本最低的材料。例如在選擇密封膠材料時(shí),進(jìn)口材料性能較為優(yōu)異,但成本也相對(duì)較高,因此可以采用在國產(chǎn)材料中添加輔助材料進(jìn)行優(yōu)化方式進(jìn)行處理,確保材料達(dá)到最優(yōu)化的性價(jià)比。在施工材料進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)前,應(yīng)當(dāng)做好全面檢查,會(huì)同監(jiān)理方做好抽檢處理,在確保質(zhì)量合格后才能進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。在遇到惡劣天氣及溫差較大情形時(shí),應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格做好材料現(xiàn)場(chǎng)保管,尤其是要嚴(yán)格控制瀝青材料溫度,避免對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。
4.3 優(yōu)化技術(shù)措施
在路面灌縫施工技術(shù)應(yīng)用中,技術(shù)措施并非一成不變的,而是要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整優(yōu)化,確保施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求,能夠有效保障裂縫現(xiàn)象不再發(fā)生,為道路交通良好運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。例如在施工作業(yè)中,應(yīng)當(dāng)根據(jù)環(huán)境條件確定施工溫度,在路面溫度低于5℃時(shí),應(yīng)當(dāng)停止施工,如需繼續(xù)施工,可以采用局部加熱方式進(jìn)行處理。避免由于溫度過度導(dǎo)致灌漿料粘結(jié)能力不足、密封膠收縮變形過大,在后續(xù)運(yùn)行中依然有裂縫現(xiàn)象產(chǎn)生。例如在現(xiàn)場(chǎng)施工中,應(yīng)當(dāng)根據(jù)裂縫濕度特征,選擇合適的干燥技術(shù),避免由于路面過于潮濕降低密封膠和槽體的粘結(jié)能力,在后續(xù)運(yùn)行中出現(xiàn)密封膠剝落現(xiàn)象。子例如在路面車轍分布過于密集、深度較大時(shí),采用開槽灌縫措施已經(jīng)難以達(dá)到有效的養(yǎng)護(hù)效果,應(yīng)當(dāng)考慮采用綜合性技術(shù)措施進(jìn)行處理。
4.4 做好技術(shù)培訓(xùn)
公路養(yǎng)護(hù)工作開展對(duì)人力資源具有較強(qiáng)依賴性,現(xiàn)場(chǎng)施工人員技術(shù)水平對(duì)施工質(zhì)量具有重要影響,因此在施工作業(yè)前和具體實(shí)施過程中,都應(yīng)當(dāng)及時(shí)、準(zhǔn)確做好各項(xiàng)技術(shù)培訓(xùn),確保操作人員能夠嚴(yán)格依照規(guī)范進(jìn)行操作。在培訓(xùn)過程中,要強(qiáng)化操作人員思想素質(zhì)培養(yǎng),能夠梳理正確的質(zhì)量控制意識(shí),避免出現(xiàn)違規(guī)操作或操作不細(xì)心等方面問題[6]。在控制溫度、濕度等參數(shù)時(shí),要求操作人員做好觀察,在出現(xiàn)不適合作業(yè)情形時(shí),應(yīng)當(dāng)及時(shí)停止作業(yè),并在技術(shù)人員指導(dǎo)下采取下一步處理措施。例如在灌漿作業(yè)過程中,應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確調(diào)整壓力參數(shù),動(dòng)作行為規(guī)范,避免由于操作不當(dāng)而出現(xiàn)不必要的安全事故。
5 結(jié)束語
路面灌漿施工技術(shù)是當(dāng)前公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)的重要方式,是提升公路交通運(yùn)行水平的重要保障,對(duì)公路管理部門而言,應(yīng)當(dāng)切實(shí)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)理念,以精細(xì)化理念為指引,深入做好各個(gè)方面的技術(shù)應(yīng)用,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活做好施工組織,以此才能夠確保整體施工質(zhì)量得以有效保障,為推動(dòng)公路交通運(yùn)行水平提升奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),為推動(dòng)我國公路事業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。
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