密封胶在高速公路沥青路面裂缝修补中的应用研究

杨鹏辉，姚远

摘要：为解决高速公路沥青路面裂缝修补问题，通过现场调查确定采用密封胶开槽灌缝技术进行裂缝修补，并对其修补效果进了综合评价与分析，研究结果表明，在实施密封胶灌缝修补后，沥青路面的损坏程度、行驶质量、结构强度等评价指标均达到优秀标准，密封胶灌缝修补效果良好，有利于提升沥青路面的使用效率及寿命。密封胶灌缝时，开槽应居于裂缝中间，且缝侧两边应均匀整齐，裂缝修补适宜选于秋冬季进行，桥头搭板、路基换填等连接处的裂缝，应先处理路基后再采取密封胶灌缝修补，以保证灌缝修补质量。

关键词：高速公路；沥青路面；裂缝修补；密封胶；效果评价

中图分类号：U416;TQ436+.6文献标志码：A文章编号：1001-5922（2023）12-0017-04

Research on application of sealant in crack repair of  highway asphalt pavement

YANG Penghui，YAO Yuan

（Henan Transport Investment Shangluo Expressway Co.，Ltd.，Zhengzhou 450046，China）

Abstract：In order to solve the problem of crack repair of highway asphalt pavement，it was determined that the sealant slotting and filling technology was used for crack repair，and the repair effect was comprehensively evaluated and analyzed.The results showed that after the implementation of sealant joint repair，the evaluation indicators such as the degree of damage，driving quality，and structural strength of the asphalt pavement reached excellent standards.The effect of sealant joint repair was good，which was conducive to improving the use efficiency and life of asphalt pavement.When the sealant was filled，the slot should be located in the middle of the crack，and both sides of the crack should be uniform and tidy，the crack repair should be carried out in autumn and winter.For the cracks at the joints of the bridge head board and the subgrade replacement，the roadbed should be treated first and then the sealant should be used to repair the joints to ensure the quality of the joints repaired.

Key words：highway;asphalt pavement;crack repair;sealant;effect evaluation

近年来，国内学者在沥青路面裂缝修补方面进行了不少研究，为了解决传统沥青路面修补胶材的粘结度低、耐久性差等难题，将水泥、水性环氧等掺入普通胶材内进行复合改性，开发出一种高强低模、高粘结、耐久性及路用性能优良的新型路用胶补材料[1-4]。针对沥青路面半刚性基层存在裂缝修补困难的问题，提出了有机材料注浆非开挖裂缝修补技术[5-7]。探討了界面粘接材料的类型、用量以及粘结面形式对路面性能的影响[8]。探讨了TST弹塑体裂缝修补材料的施工工艺及效果，得出沥青路面的修补效果及后期车辆行驶质量优良[9]。研究以某高速公路沥青路面为例，经现场调查确定采用密封胶开槽灌缝技术进行裂缝修补，并对沥青路面的修补效果展开了综合评价与分析。

1工程概况

某高速公路路线全长为97.81 km，路面总宽度为26 m，全线采用双向四车道标准建设，设计速度为120 km/h。该高速公路于2015年10月建成通车，至今运营7年，其路面结构层形式为：4 cm的SAC-16碎石沥青砼+5 cm的AC-20I粗粒式沥青砼+6 cm的AC-30I粗粒式沥青砼+19 cm的5%水泥稳定级配碎石+18 cm的二灰碎石+20 cm的石灰土垫层。该段公路所处年平均气温为25 ℃，其中最高温度为40 ℃，最低温度为-4 ℃，年降雨量约1 600 mm。经实地考察发现该高速公路出现大量的横、纵向裂缝等病害，且除桥梁隧道的路面外每间隔10 m左右就存在1～2条较宽的裂缝，如图1所示。

2沥青路面裂缝修补方案及施工工艺

2.1路面裂缝修补方案选择

为防止高速公路沥青路面损坏范围的扩大与加重，管养单位决定开展必要的养护措施。通过调查研究发现该段沥青路面裂缝成因主要为半刚性基层干缩开裂、低温收缩开裂等，根据现场沥青路面裂缝的类型、开裂程度等实际情况，管养单位最终采用密封胶开槽灌缝的修补方法进行裂缝处理。

2.2密封胶开槽灌缝施工工艺

密封胶开槽灌缝养护技术的施工工艺流程为，施工安全布控→开槽→槽缝清理→槽缝预热→密封胶灌缝→质检与养护→开放交通。

2.2.1开槽

本工程采用美国某公司生产的MODEL200型开槽机，路面开槽深度和宽度均为50 mm，在施工过程中应严格按照原裂缝的走向进行开槽作业，开槽的线路误差需控制于10 mm内，以防止误差处的开槽宽度过宽。

2.2.2槽缝清理

采用风压大于等于6.0 kg/cm、气流大于等于4.0 m3/mm的鼓风机进行槽缝清理，清理完成后需保证槽缝内无任何松散颗粒，必要时需采取再次清理作业。

2.2.3槽缝预热

在准备灌缝作业前需将清洁完的槽缝进行预热处理，预热设备采用罐装液化气外接喷火装置，预热温度需超过80 ℃，以保证密封胶与原路面沥青能够充分的粘接融合。

2.2.4密封胶灌缝

（1）密封胶的选择。为了保证沥青路面的灌缝质量，管养单位拟采用国产、美国、韩国3种同类型某加热式沥青橡胶道路密封胶进行比选，以确定出适合工程的灌缝胶料，经检测3种密封胶的性能指标如表1所示。

通过规范值90～15030～70≤5≥80通过 由表1可知，3种密封胶的各项性能指标均符合JT/T 740—2015《路面加热型密封胶》的要求，其中3种道路密封胶的低温拉伸指标均为通过，反映了密封胶在-10 ℃拉伸循环下都未发生断裂，且未与基层失粘，说明了3种密封胶的低温柔性、粘接性均良好。较于美国、韩国进口道路密封胶，国产胶的锥入度、软化点更高，而弹性恢复、流动值指标更低，说明了国产胶的柔软性、低温柔性、粘接性以及高温性能更为优异。国产密封胶的弹性恢复稍低于进口道路密封胶，说明其仅弹性、韧性略差，但也满足工程的使用要求。管养单位通过综合密封胶的使用性能及性价比考虑，最终确定本工程采用国产道路密封胶进行沥青路面裂缝修补。

（2）密封胶灌缝施工流程：将密封胶加热成液态后均匀的灌满于槽缝，灌缝施工时每条槽缝必须连续不间断的灌注直至灌满，以防止密封胶出现不连续密封的情况，如遇未连续灌注完成的槽缝则需再次展开清槽预热灌缝等作业[10-13]。灌缝施工现场如图2所示。

3沥青路面裂缝修补效果评价分析

为验证该高速公路实施密封胶灌缝的修补效果，本工程按照JTG 5210—2018《公路技术状况评定标准》，分别对检测路段修补施工前、后及工后半年时的路面状况开展了跟踪检测，其中检测评价内容主要包括路面损坏、行驶质量及结构强度。

3.1路面损坏检测及评价

沥青路面的损坏程度一般采用路面状况指数（PCI）进行表征[14-17]。通过对实施密封胶灌缝的路面进行损坏程度检测，得到施工前、后及工后半年的路面损坏程度PCI结果如表2所示。

由表2可知，在实施密封胶灌缝前，该高速公路沥青路面的损坏程度PCI平均值为83.5，整体水平表现良好，路面并无大规模的损坏，仅发生大量的表面开裂。实施密封胶灌缝后，沥青路面的损坏程度PCI平均值达到了95.1，路面整体评价等级达到优秀，且在灌缝半年后，沥青路面的损坏程度PCI值仅降低了1.2，表明采用密封胶灌缝修补能够有效改善沥青路面的损坏程度。

3.2路面行驶质量检测及评价

沥青路面的行驶质量通常采用路面行驶质量指数（RQI）进行表征[18-20]。通过对实施密封胶灌缝修补的检测路段瀝青路面展开行驶质量跟踪检测，得到施工前、后及工后半年的路面行驶质量RQI结果如表3所示。

根据表3可知，原沥青路面在实施密封胶灌缝修补前的路面行驶质量RQI平均值为92.4，参照JTG 5210—2018中相关评价标准得出原沥青路面全线行驶质量水平达到了优秀等级，该高速公路沥青路面的损坏主要表现为横、纵向单条裂缝为主。通过采取密封胶灌缝修补后，沥青路面的行驶质量RQI平均值达到了94.6，较施工前提高了2.1，说明密封胶灌缝修补能够提升沥青路面的行驶质量；在密封胶灌缝修补施工半年后，检测路段路面的行驶质量RQI平均值达到了95.3，较施工后提高了0.7，原因是经行驶车辆碾压后路面的平整度更高，从而使得路面行驶质量得到进一步提升。

3.3路面结构强度检测及评价

通过对实施密封胶灌缝修补的检测路段沥青路面进行强度跟踪检测，得到施工前、后及工后半年的路面结构强度指数（PSSI），结果如表4所示。

由表4可知，在实施密封胶灌缝修补前，该高速公路原沥青路面的路面结构强度指数（PSSI）平均值为92.2，按照JTG 5210—2018中评价标准得出其全线路面结构强度均达到优秀等级，表明原沥青路面不必对结构进行处治。在实施密封胶灌缝后，沥青路面的结构强度整体略有提升，PSSI平均值增至92.8，随着该高速公路的服役时间的继续增加，沥青路面结构强度在施工半年后出现略微降低，其PSSI平均值虽降低至92.6；但仍高于修补前原路面的PSSI值，同时工后半年的路面结构强度表现优秀，表明密封胶灌缝修补对沥青路面结构的保护与改善具有一定的积极作用。

3.4处治效果分析

通过对该高速公路沥青路面进行现场检测及观察，发现某检测路段中原60条裂缝在实施密封胶灌缝修补3 d后均没有再次出现开裂的现象，且裂缝的表面均匀平整、无气泡，同时经过行驶车辆反复碾压后所有裂缝均没有出现变形、粘胎的情况，说明密封胶灌缝施工质量达到了规范标准。在实施密封胶灌缝修补半年后，经再次现场观察发现检测路段中原60条裂缝仅1条出现开裂现象，另有2条存在缝边破裂，密封胶灌缝修补效果整体表现良好，可有效改善沥青路面的使用质量及寿命。密封胶灌缝修补施工3 d及半年后的处治效果见图3。

综合高速公路的交通环境与灌缝施工半年后现场路面状况等因素进行调查分析，发现缝边破裂主要是由原沥青路面表层松散所致，原因是在开槽过程中松散表层易出现崩边、边缘粗糙等现象，因此采用密封胶灌缝修补裂缝时，应于裂缝中间处进行开槽，且两侧缝边需保持均匀整齐。另外，对于桥头搭板、路基换填等连接处出现的裂缝，须采取先处理路基后灌缝修补的方式进行处治，才能更好的保证灌缝修补质量。

4结语

（1）沥青路面中由半刚性基层干缩开裂、低温收缩开裂等引起的裂缝可采取密封胶灌缝方法进行修补；

（2）在实施密封胶灌缝修补后，检测路段沥青路面的各项评价指标均达到优秀标准，密封胶灌缝修补不仅降低了沥青路面的损坏程度，提高了路面的行驶质量，还积极保护路面结构的强度，增加了沥青路面的使用效率及寿命；

（3）密封胶灌缝前时，开槽应居于裂缝中间且缝侧两边应均匀整齐，裂缝修补一般适宜在秋冬季进行；桥头搭板、路基换填等连接处的裂缝，应先处理路基后再采取密封胶灌缝进行修补，才能更好的保证灌缝修补质量；

（4）密封胶灌缝修补技术适用于横、纵向裂缝等小型裂缝病害处治，具有施工简捷、经济性高、效果好等优点，值得在同类工程中大规模推广与应用。

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