水泥路面预防性灌缝的方法及效果评价

摘要：水泥混凝土路面作为一种主要的路面类型广泛应用于国省干线公路，它具有强度高、稳定性好、耐久性好、有利于夜间行车灯诸多的优点，但同时，水泥路面也具有修复困难、开放交通迟、接缝多、养护困难等缺点，对于从事公路养护的部门来说，加强水泥路面的预防性养护、提高其使用寿命这一课题尤为重要。

关键词：水泥路面 预防性灌缝方法效果

中图分类号：TQ172.7 文献标识码：A 文章编号：

一、水泥路面病害类型及原因分析：

水泥路面常见的病害类型有：破碎板、裂缝、板角断裂、接缝料损坏等等，根据以往换板开挖现场得知，大多数病害产生原因一是灌缝材料的收缩、脱落、汽车轮胎带起拉脱,雨水沿板周边的接缝下渗浸入路面基层,使基层发生不均匀沉降，导致板底脱空，车辆碾压造成受力不匀形成面层裂缝，雨期随着路面水自裂缝中不断持续侵入基层，造成脱空面扩大，在车辆重载的作用下，原有裂缝不断产生新裂纹，众多裂缝贯通，最终形成断板；二是大型超限车辆持续碾压，承重能力超过路面设计荷载值，造成路面疲劳，逐渐形成裂缝，路面水深入基层，破坏基层强度，形成病害，只能进行换板处理。由此可见，及时对路面出现的早期裂缝进行封闭灌缝，以防止水分进入路面结构内部破坏路基，保证路面结构整体强度，是延长水泥路面使用寿命、推迟大修改建施工、节约养护费用的有效方法。

二、水泥路面预防性灌缝材料的选择

传统的沥青基类材料虽然价格低廉，原料易取，但是材料施工时需加热，粘结性较差，易脆化，经一个冷-热循环后出现开裂，失去防水功能，导致路基下水土流失，路基下陷，公路被破坏。路面灌缝胶是由基质沥青、高分子聚合物、稳定剂、添加剂等在特定的工艺条件下复合而成的，是一种强粘结力、高弹性的热熔型聚合密封胶。灌缝胶可常温施工、弹性好、低温不脆裂、与缝壁面粘接强度高、不渗水、耐油、耐磨等良好性能，是目前我国干线公路灌缝施工的新型材料。本文着重以灌缝胶的施工工艺及应用效果为例进行介绍。

三、水泥路面灌缝胶灌缝的施工工艺

预防性灌缝是水泥路面出现早期裂缝的有效方法，对处治水泥路面初期微病害能起到良好的效果，且具有实际操作简单、费用低廉、处治效果好等优点。

施工流程：检验设备、灌缝胶加热-吹风机、毛刷、高压清缝机清缝灌缝-开放交通-验收

1.1检验设备、灌缝胶加热

每天工作前，首先检查设备的运转情况。在确保设备正常时，再开始施工，灌缝前先按要求加热灌封胶。

1.2吹风机吹槽、毛刷、高压清缝机清缝

对于路面裂缝内的部分灰尘和废料，先用吹风机吹除槽内的灰尘和废料，外用扫帚清扫，最后用高压清缝机请彻底。清除完成后，派专人检查清缝质量，以保证灌缝胶与路面的粘结。

1.3灌缝

清缝完成后，紧接进行灌缝，以防裂缝二次污染。用刀片把胶嘴横向切开，胶嘴大小形状视施工缝宽度而定，以便胶嘴尽量接触被粘基面。将道路灌缝胶均匀连续地从注胶枪嘴挤出，枪嘴应均匀缓慢地移动，确保被粘基面充分接触密封胶，防止枪嘴移动过快而产生气泡或空穴。预留空隙：因施工缝会随温度变化而伸缩，因此，灌缝胶施工后表面应低于路面4-5mm。

1.4等待灌封胶凝固

灌缝完成后不立即开放交通，养护至失粘时间，约为6小时。雨天不能施工、雨后不得立即展开施工，遇到缝内潮湿时，应充分晾置干燥后再进行施工，以保证灌缝胶与路面的粘结。等待灌封胶凝固后再开放交通，以保证灌缝胶不被车辆沾走，影响灌缝质量。

1.5开放交通

灌缝完成后尽快更换安全标志的位置，保证路面正常通行，并布设下一路段的安全标志，保证安全万无一失。

三、工程应用及效果评价

3.1工程背景

泰（安）商（老庄）线是山东省连接省内中西城市的主要干道，是山东“一山一水一圣人”旅游文化圈上的重要连接线，交通流量逐年增长（近三年平均交通量为：10204辆/日,13249辆/日,16080辆/日），路况也逐年的下降。2011年对其中的K11+200-K25+300段实施了灌缝胶灌缝工程，通过近一年的连续观察表明，灌缝胶灌缝对处治水泥路面早期裂缝的封闭和预防后期水害的纵向延伸效果明显。

3.2病害发展情况分析

该工程共对14.1km路段内10890m缝、纵缝进行了灌缝胶灌缝，灌缝位置包括超车道、行车道、路肩等。经过对实施了灌缝胶施工的水泥路面面板进行跟踪调查发现，有90.2%的裂缝能够完全封闭，杜绝了路面水的下渗，至今情况良好（调查日期截止到2013年6月10日）。对比相同技术条件的路段实施沥青聚氨酯灌缝施工的情况，道路原有病害发展加剧的情况明显降低，基层出现脱空，面层断板的情况仅占总灌缝面积的10.2%，且灌封胶与缝隙接合良好，脱落现象少，对车辆碾压敏感性差。经过冬季低温、夏季高温季节不良环境检测，稳定性及抗脆裂性好，对水泥路面能起到较好的保护作用，并推迟了道路大中型维修施工。

3.3经济效益分析

目前，灌缝施工主要还是采取灌缝胶施工和沥青灌缝施工两种方式，灌缝胶施工的市场单价是15元/m,沥青聚氨酯灌缝的市场价是12元/m，而二者的主要不同在于：

1、路面灌缝胶比普通沥青性价比高很多。夏天路面灌缝胶良好的高温稳定性使其在五六十度都不会熔化；冬天的低温抗脆裂性，使其能承受零下40度，也不会开裂。

2、路面灌缝胶能够延长路面使用寿命6-8年，但是普通沥青只能维护路面1年的时间，并且沥青容易被车碾压出来，不能够很好与缝隙结合。与传统沥青相比，方便耐用、环保节能，能有效延长养护周期，减少养护次数。

以泰商线灌缝胶施工工程为例，使用灌缝胶施工直接费用为16.3万元，若使用沥青灌缝需要13.06万元，但灌缝胶能延长道路使用寿命为6-8年，而沥青灌缝仅能保持一年的效果，按相同的路段统计三年的费用计算，用灌缝胶灌缝三年费用为16.3万元，而沥青灌缝39.2万元（13.06*3），相比来说，灌缝胶施工性价比更高。

如果算上灌缝后避免了路面水影响基层造成断板的重新换板的费用、基层脱空对周边面板的影响等因素，则养护经费将至少节省达100万元。

灌缝胶施工工艺简单，性价比高、恢复交通快、效果明显，通过对裂缝进行灌缝胶施工能大大缩短水泥路面换板的频率，继而大大节省公里养护费用。

四、结语

通过对泰商线采用灌缝胶施工的养护实践表明：该措施的预防性养护效果明显，具有良好的实践性和较好的经济效益，与沥青灌缝效果相比节约60%。同时需要注意到实施灌缝胶施工的及时性对后期的效果影响较大。灌缝时间越及时，对基层造成的破坏越小，后期投入的费用就越低，道路的使用寿命就越长。

参考文献：

[1] 公路水泥混凝土路面施工技术规范JTJG F30-2003

[2] 张增强 李昶 马高强 水泥路面预防性养护研究[J]华东公路，2009（6）