灌封施工技术在公路养护中的实践应用.pdf

Science and Technology&Innovation科技与创新2023 年 第 17 期179文章编号：2095-6835（2023）17-0179-03灌封施工技术在公路养护中的实践应用刘建宗（甘肃省平凉公路事业发展中心，甘肃 平凉 744201）摘要：灌封施工技术因操作简单、施工效率高、适应性强、施工质量好等优势，成为公路养护工作中应用较多的技术，但在应用过程中，会受到封胶、施工工艺、公路路况等因素的影响，出现脱落现象。基于此，从封胶、施工工艺 2 方面阐释公路养护中灌封施工技术的应用要点，并说明灌封脱落原因及防治措施，最后通过某公路养护工程实例，对灌封施工技术在公路养护中的实践应用展开探究。关键词：灌封施工技术；公路养护；脱落及防治；封胶中图分类号：U418文献标志码：ADOI：10.15913/ki.kjycx.2023.17.054公路工程通常分为公路建设工程和公路养护工程2 部分，目前国内的公路工程普遍存在重建设、轻养护的情况，导致公路通过安全等级、使用寿命检测后，没有受到定期、科学地养护，进而出现结构性变形、地基内部腐蚀、路面裂缝等危害。其中路面裂缝是公路的常见病害问题，若不及时进行养护管理，会引起路面断裂、结构性坍塌等破坏性病害，可能会造成巨大的经济损失和社会影响1。目前使用灌封施工技术是治理路面裂缝病害的常见手段，灌封施工技术分为沥青灌封技术和密封胶灌封技术两类，其中沥青灌封技术对环境温度的要求较高，若温度过高或过低，可能会出现新的路面裂缝，进而增加养护成本；密封胶灌封技术能够在保证灌封效果的同时，避免沥青灌封的应用缺陷，文章针对密封胶灌封施工技术展开研究2。1公路养护中灌封施工技术的应用要点密封胶灌封施工技术的原理是通过向路面裂缝中浇灌密封胶进行填补，密封胶是由高分子聚合物、改性沥青、增塑剂、粘合剂等材料组成的混合物，具有较高的延展性、弹性、附着力，能够随温度在路面裂缝中不断地膨胀和收缩，可以看作是自适应调节，能够有效避免路面裂缝的刚性开裂，另外密封胶具有耐低温和耐高温属性，不受环境温度的影响，不与水分、砂石或其他物质融合，具有较强的适应性。1.1封胶原因导致的脱落及防治措施1.1.1脱落原因随着密封胶灌封技术的推广应用，密封胶生产制造行业开始蓬勃发展，密封胶的品牌、性能、型号呈多样化发展趋势，能够提供给不同用户的不同应用需求，满足较为复杂的路面裂缝情况，促进密封胶灌封技术的进步。但密封胶的相关控制政策和质检工作与密封胶的发展速度尚未匹配，导致部分密封胶厂商投机取巧，生产劣质产品，以次充好，进而导致密封胶灌封技术在应用时出现脱落现象。不同于沥青材料的超长保质期，密封胶材料对生产日期和使用时效的要求较高，若密封胶在应用过程中，超出使用时效，可能会出现材料浓度较大、不规则沉淀、材料纤维化、非常规凝胶、粘结力下降等情况。虽然密封胶具有一定程度的抗低温属性和抗高温属性，但不能进行反复加热和长时间加热，部分养护工程可能受施工条件和灌封机的影响，反复对密封胶进行加热，可能会导致密封胶内部化学结构出现变化，进而导致粘结力下降、流动性过大、塑性降低等情况。1.1.2防治措施目前密封胶市场分为国产密封胶和进口密封胶 2种，国产密封胶的施工稳定性、施工效果、失效率均低于进口密封胶，但价格较低；进口密封胶的价格较高，但应用性较强，施工单位可以根据工程实际需求和工程成本进行选择，需要注意的是，无论是国产密封胶还是进口密封胶都需选择品牌知名度高、生产厂家信誉好、产品质量好、性能稳定性强、针对性强的正品密封胶，并且需要相关检验合格证书和详细的使用说明。例如在东北地区选择密封胶，需要考虑东北地区的温度特点，东北地区的冬季寒冷，最低气温低于30，夏季高温，最高气温高于 30，公路路面温度最高能够超过 60，冬夏温差较大，所以选择进口密封胶为最佳，密封胶温度适用范围应在4070。施工单位应对密封胶进行统一储藏，储藏室温度科技与创新Science and Technology&Innovation1802023 年 第 17 期应在 530 之间，避免阳光直射，还需要对不同批次的密封胶进行记录，及时处理超过使用期限的密封胶，避免过期胶投入使用。对于灌缝机的选择，需要具有双层保温功能、间接导热加热功能、加热炉内搅拌功能，温度区间在185210，最高温度不能超过 215，以此保证最大程度发挥密封胶的应用性能。需要注意的是，在灌缝机搅拌加热过程中，需要对密封胶状态进行观察，避免出现重复加热、温度过高等情况，导致密封胶失效。1.2施工工艺方面原因导致的脱落及防治措施1.2.1脱落原因施工环境较为恶劣，温度过低或者是遇到雨雪天气；开槽环节的误差较大，经过灌封机、压路机等车辆的碾压后，较小的槽可能会出现开裂、脱落；清洁工作不到位，清洁的施工环境、施工槽对密封胶灌缝至关重要；施工完毕后冷却、养护时间较短。1.2.2防治措施施工前需要密切关注天气状况，当遭遇雨雪天气、强降水、大雾等空气中含水量过高的天气时暂停施工。另外还需要对施工环境温度进行检测，当气温低于4 时，使用高压热风枪对施工槽进行持续加热，预加热后的施工槽应该保持清洁并高于 20，再使用灌缝机灌入密封胶。开槽需要根据设计图纸的规格进行精细化控制，深度在 1.62.0 cm 区间内、宽度在 0.62.0 cm 区间内、误差范围在 0.2 cm 内。另外开槽还需要注意两方面：一方面是注意开槽刀头的损耗情况，当刀头破损时及时进行更换，切割过程中控制刀头距离，避免出现工程事故；另一方面是施工槽的深宽比应尽可能控制在 11。开槽完毕后需要进行二次清洁，为灌缝密封胶做准备，可以使用扫除工具对大块杂物、碎石进行清理，再使用高压空气枪吹走灰尘、碎屑、骨料等较小的杂物，最后需要对施工槽内壁进行清洁、烘干，保持干燥。灌缝完毕后需要一定冷却和养护时间，正常温度条件下，密封胶的冷却时间应大于 30 min，若施工环境温度较高，密封胶固结较慢，需要根据实际情况延长冷却时间。另外槽缝内应使用少量水泥进行养护，正式通车后将密封胶剥离施工槽3。2灌封施工技术在公路养护工程中的实践应用2.1工程概况工程名称：辽宁省沈阳市浑南区某公路养护工程。工程数据：该养护工程的路面组成结构为 4 cmAC-13+6 cmAC-20+8 cmAC-25，运营时间为 5 年，受大型挂车的影响，部分位置的开裂病害较为严重。养护方式：该段公路的病害以开裂、裂缝为主，适合使用密封胶灌封技术，在应用前需要先进行技术应用分析，包括养护路段检测和密封胶施工条件，再按照施工顺序进行施工准备、开槽、清槽、烘槽、后期检验等环节4。2.2技术应用分析2.2.1养护路段检测养护路段检测使用人工方式和钻芯挖验法复合使用的方式，对病害路面的上、中、下、路基 4 部分进行病害溯源和深入分析，最后按照路面评价指数（Pavement Condition Index，PCI），判断路面的损坏程度，PCI 情况如表 1 所示。表 1路面评价指数表评价项目路面位置路面上部路面中部路面下部路面路基PCI62496669路况评价中次中良评价等级良（70，85），中（55，70），次（40，55），差（40）根据表 1 可以得知，4 部分中 PCI 指数最高的为路基部分，数值为 69；最低的为路面中部，数值为 49。评价等级分别是良、中、次、差，说明该路段的病害问题较为严重，需要进行养护以保证公路的基本功能和行车舒适性5。2.2.2密封胶施工条件密封胶施工需要根据公路裂缝的宽度选择不同的施工方法，通常情况下分为 3 种工况：第一种是裂缝宽度较窄（15 mm），属于裂缝发生的初期，若不加以治理，会出现不规则形状的裂缝扩张，此时应选择灌缝的方式处理；第二种是裂缝宽度适中（515 mm），此类裂缝通常发生在路面边缘位置，难以进行开槽施工，此时应选择灌缝贴缝的方式处理；第三种是裂缝宽度较宽（15 mm 以上），此时可以进行开槽灌缝处理。2.3施工准备2.3.1材料准备严格按照技术标准要求，比如密封胶应该结合具体的施工温度要求，计算确定出材料的使用量，可以使用以下公式进行计算。MFJ=WDL0.12式中：MFJ为密封胶用量的数值，单位 kg；W 为宽度的数值，单位 cm；D 为深度的数值，单位 cm；L 为长度的数值，单位 cm；0.12 为计算系数。Science and Technology&Innovation科技与创新1812023 年 第 17 期2.3.2封闭施工区域公路养护工程施工需要在施工前封闭施工区域，原因有 2 点：一是减少工程施工的干扰因素，尽可能提升施工速度；二是避免其他不可控因素对灌封胶施工技术产生干扰。封闭施工区域会给市民和周边生产单位带来一定的经济损失，所以养护工程需要严格控制工期，减少封闭时间。施工区域封闭后，施工单位需要对路面进行清洁，同时检查施工设备（包括灌封机、开槽机等）是否正常，最大程度避免意外干扰。2.3.3密封胶加热封闭施工区域后，需要划分固定区域进行密封胶加热，首先在指定地点安装热熔釜，温度通常设置为195，投入密封胶后需要进行观察，务必保证密封胶受热均匀以及密封胶内沥青材料的受热程度。热熔釜是密封胶加热的重要设备，其原理是通过导热油、热空气等介质，对密封胶进行加热，能够避免密封胶直接被火焰灼烧，提升受热均匀性。加热过程中需要特别注意不能反复加热，反复加热会引起密封胶老化严重、材料中出现硬渣、材料性能下降，这种密封胶无法投入使用，只能进行丢弃，不仅会造成材料浪费，提高经济成本，还有可能引起导管堵塞。2.4开槽养护工程设计人员需要根据工程实际情况（包括裂缝走向、裂缝产生原因、裂缝位置等），科学规划开槽深度和宽度，通常情况下开槽方向和裂缝走向需要保持一致，尽量减少裂缝的刚性张力，另外开槽的槽口应尽量规则，可以减少后续的施工难度。经设计，文章养护工程的切入深度为 2 cm，宽度为 1.5 cm，可控误差为 0.2 cm，需要注意的是只能比设计的深度深，不能浅于设计深度。2.5清槽开槽工艺后应进行清槽工艺，此环节能够最大程度提升密封胶的粘结力，发挥密封胶的应用优势。清槽需要使用高压水泵和钢丝刷，不仅是槽表面，槽内部也需要进行清洁处理，清槽后应保证槽内没有杂物，并裸露出两侧道路的新鲜层面，避免密封胶在灌入施工后和公路结构形成隔离层的形式，影响灌注施工效果，清槽后即可使用灌封机向槽内浇灌密封胶。2.6烘槽灌封施工技术对环境温度具有一定要求，通常情况下施工环境温度应在 5 以上，工程处于 11 月份，室外温度低于 5，需要使用热喷枪设备配合灌封机进行浇灌，浇灌同时对开槽位置进行加热处理，该工艺会让密封胶流入槽后，充分与槽壁进行接触，进而提升灌封质量6。经过烘槽后的补缝位置会更加牢固，并且对温度的适应能力更强，需要注意的是施工环境温度高于 5 时，可以不使用热喷枪，若使用热喷枪，温度不能超过 70。2.7后期检验使用灌封技术补缝后，应在通车 1 周、1 个月、3个月这 3 个时间点对施工情况进行检验，观测施工效果。本文中的工程通车 1 周后，经现场检查发现约有10%的密封胶出现脱落；通车 1 个月后，发现约有 3%的密封胶出现脱落；通车 3 个月后，原本不牢固的灌封位置已经稳定，并且有效控制了裂缝的发展。通过研究发现，通车 1 周后和通车 1 个月后出现小部分密封胶脱落的原因是由于集中降雨以及密封胶温度不足，但整体养护工程已经达到预期标准7。3结论综上所述，本文从封胶、施工工艺两方面阐释公路养护中灌封施工技术的应用要点，并说明灌封脱落原因及防治措施，最后通过某公路养护工程实例，对灌封施工技术在公路养护中的实践应用展开探究，说明密封胶灌封技术对公路养护、裂缝治理的重要作用，能够延长公路的使用寿命、避免裂缝病害蔓延，并且具有操作简单、成本较低、应用效果好的优势，可以在中国的公路养护工程中推广使用。参考文献：1张玉萍.高速公路养护机械设备在作业过程中的安全管理研究J.中国设备工程，2022（11）：9-11.2柴军.公路养护工程中养护质量通病的解决策略探析J.中华建设，2022（5）：113-114.3李海莲，蔺望东，林梦凯，等.基于 BSC-FAHP 和灰色聚类评价模型的农村公路养护管理绩效评价J.重庆交通大学学报（自然科学版），2022，41（4）：46-53.4王天秀.预防性公路养护在现代农村公路养护中的应用探讨J.中国设备工程，2022（7）：223-224.5李晓玲.基于 AHP 的公路养护机械推广制约因素探析J.设备管理与维修，2022（6）：28-29.6张永红.公路施工技术管理及公路养护措施分析J.科技风，2022（5）：78-80.7刘志伟.公路养护市场化运作的必要性及管理策略探讨J.科技视界，2022（1）：127-128.作者简介：刘建宗（1989），男，甘肃庄浪人，大学本科，工程师，研究方向为公路与桥梁养护。（编辑：张超）