灌缝技术在公路养护中的应用

李晓莹

（甘肃省白银公路事业发展中心靖远公路段，甘肃白银 730600）

0 引言

因交通量和使用年限的增加，部分沥青路面受损，其中，裂缝是最常见的病害，可分为荷载裂缝、沉降裂缝和温度裂缝等不同类型。裂缝处理若不及时，水分会渗入路面结构，加之受到车辆荷载的影响，会使路面结构受到不可逆的损害。因此，及时用灌缝材料填充裂缝，使其闭合，阻止水分侵入路面结构，是延长路面使用寿命的重要措施。

1 公路裂缝的主要类型及成因

1.1 公路裂缝的主要类型

1.1.1 荷载裂缝

公路路面结构有极限承载能力，超过此极限的车辆荷载会破坏路面结构。基层底部断裂是最严重的问题，基层底部断裂后，会形成裂缝，且这些裂缝会随荷载作用而扩展[1]。

如果不及时进行养护，裂缝会向上延伸到表层结构，导致纵向裂缝、龟裂等质量问题，影响公路的安全性和耐久性。

1.1.2 沉降裂缝

路基施工质量不佳或土质不合格，会使公路工程运行时路基发生下沉，从而导致路基结构损坏，可能产生横向和纵向裂缝，这种问题在填挖交界处较为常见。

1.1.3 温度裂缝

温度对公路工程的路面结构有重要影响。温度过高或过低时，路面结构会发生收缩等变化，从而增加表面的拉应力。下层材料如果不能有效抵抗这种拉应力，便会导致温度裂缝，影响工程质量。我国北方地区的公路工程普遍存在这一问题。

1.2 公路裂缝的成因

1.2.1 施工质量不达标

施工单位未能严格按照施工技术要求进行公路沥青路面施工，会造成施工环节存在缺陷和不足，容易导致层间黏结强度不足、路面出现裂缝等问题。此外，如果公路沥青路面的结构设计不合理，也可能造成路面受力不均衡，进而诱发裂缝问题。

1.2.2 路基压实度或接缝尺寸不达标

路面的整体稳定性与压实度密切相关，如果公路沥青路面的压实度达不到规范要求，会影响路面的使用寿命和性能。并且，公路沥青路面的强度会随着使用时间的延长而不断下降，这会加剧路面损坏。另外，在施工过程中，接缝尺寸是影响压实度的一个重要因素，如果接缝的尺寸过大或过小，容易导致路面的压实度不均匀，从而引发裂缝问题。因此，在公路沥青路面施工中，应该严格控制压实度和接缝尺寸，以提高路面的质量和耐久性。

1.2.3 公路沥青路面超负荷运行或受力不均

近年来，公路交通流量不断增加，导致公路沥青路面经常承受超过其设计荷载的负荷。另外，如果公路沥青路面的受力分布不均匀，长时间的碾压作用下会使其出现不同程度的裂缝问题。

2 灌缝技术

2.1 灌缝技术概述

灌缝技术是一种有效的公路养护方法，能够修复和增强公路路面的平整度和承载力，延长公路的使用寿命。该技术适用于各种等级的公路裂缝养护，只要裂缝的表面状况良好，且结构强度满足要求，就可以采用该技术进行处理[2]。不过，该技术更适用于宽度在3～25mm 之间的裂缝。应用灌缝技术的关键在于选择适宜的灌缝材料，灌缝材料需具备高的柔韧性、高延伸性和高黏结性，避免水分渗入裂缝，提高公路路面的抗破坏能力。

2.2 灌缝技术在公路养护中的优势

灌缝技术主要是将灌缝材料均匀地注入裂缝，形成一个紧密的封堵层，且灌缝材料不受气温变化的影响，能够有效防止路面泛油或二次裂缝，进而提高路面的平整度和整洁度。

相较于传统的灌缝封堵法，灌缝技术具有诸多优势，如施工成本低廉，修补效果持久，能够显著延长公路的使用寿命和稳定性，满足公路的各种使用条件等[4]。同时，应用灌缝技术能够提高公路的耐用性和美观性，缩短施工时间，保障施工质量和车辆行驶安全，提高公路工程的社会效益与经济效益。

3 公路养护灌缝技术施工流程

3.1 工程概况

该公路路面结构由25cm 水泥稳定碎石基层和5cm 双层SBS 改性沥青混凝土表层构成。由于长期承受车辆荷载和气候变化的影响，沥青路面出现了多条纵向裂缝，其宽度大约在1～3mm 之间。随着时间的推移，裂缝不断扩散，导致部分路面发生了更为严重的损坏，如龟裂和网裂等。为了有效修复这些损坏，提高路面的使用寿命和稳定性，该项目采用灌缝施工技术，且取得了较好的维护效果。

3.2 灌缝技术施工准备工作

一般来说，裂缝宽度超过5mm，需要用开槽机将裂缝扩宽后再进行灌缝；裂缝宽度不足5mm，可以直接用灌缝机将沥青材料填充到裂缝中。无论裂缝宽度在什么范围，采用哪种施工方法，都需要在施工前做好准备工作，包括选择合适的沥青材料和灌缝设备，用加热仓对沥青材料进行加热熔化处理，用吹风机对裂缝进行清理和干燥处理，以及在施工现场进行封闭和安全提示等[5]。同时，还要检查开槽机和灌缝机的参数和性能是否符合施工要求。

3.3 裂缝开槽

开槽修补是处理裂缝的常用方法，可以有效防止裂缝扩大和恶化，其原理是在裂缝两侧切割出矩形凹槽，然后用专用材料填充矩形凹槽，使之与路面形成一个整体。开槽修补的质量和效果取决于多个因素，实际开槽时应根据施工现场的实际情况进行评估，不同类型的裂缝需要采用不同的开槽方式。

一般来说，裂缝宽度小于3mm 时，可以不用开槽，而是采用其他方法处理。在开槽过程中，还需要用火焰枪对凹槽进行加热，以提高填充材料的黏结性能。加热时，要注意控制温度，避免过热或加热不均匀。为了使填充材料更好地承受路面的荷载变化和温度变化，应保证凹槽的深宽比为2∶1。

3.4 清缝

开槽后，必须彻底清理槽口内的残渣、碎末等杂物，否则会影响胶料的黏结力和密封性。同时，气温较低时，还要注意槽内是否存在水汽，因为水汽会降低胶料的黏度和流动性，导致灌缝效果不佳[6]。因此，灌胶之前，需要用加热装置对槽口进行烘烤处理，使其达到适宜的温度和干燥程度。此外，为了提高沥青面层与密封胶的黏结力，要用钢丝刷对凹槽表面进行清刷处理，去除灰尘、垃圾等杂物，保持路面清洁和干燥。

3.5 备料

密封胶加热处理是灌缝技术施工中的重要环节，直接影响材料性能和施工质量。根据相关规范和标准的要求，密封胶的加热温度应控制在190～204℃之间，保证材料的流动性和稳定性，方便出料和灌缝。橡胶改性沥青是一种常用的密封胶材料，具有良好的耐热性和抗老化性，可多次加热，材料利用率较高，能够降低成本。同时，橡胶改性沥青能改善灌缝施工效果，提高路面的整体性和耐久性。

3.6 灌缝施工

在灌缝施工过程中，应将密封胶加热到193℃以上，然后用压力喷头将其均匀地喷入裂缝，形成T 型密封层[7]。

施工过程中，应合理安排灌缝顺序和深度，采用两次灌注方式。先进行初步灌注，填充大部分裂缝空间，再进行二次灌注，填充剩余空间，并使密封胶与道路表面齐平。两次灌注方式可以确保灌缝连续、均匀，避免气泡产生，降低密封胶的强度和稳定性。灌缝后，应用橡胶抹平板将密封胶刮平，并在表面撒上砂质材料，防止密封胶随车辆移动。

3.7 养生施工

为了确保密封胶不受外界影响，施工人员在灌注完成后2～3min 内，需要在胶带上均匀地撒一层水泥粉，以防止胶带黏连或被污染。待密封胶完全干结并冷却，再用清扫车将路面上的水泥粉和碎渣清理干净，此时公路可以恢复正常交通。一般来说，密封胶的冷却时间约为15min。但也要根据当天的气温情况，适当调整交通开放的时间，以确保灌缝工程的质量和安全。

4 性能试验

为了检验灌缝对路面性能的提升效果，按照试验室制作小梁试件的方法，模拟不同宽度的裂缝，并通过灌缝技术对其进行处理。然后，在不同温度下对试件进行弯曲试验，测量试件的弯曲拉伸强度、弯曲劲度模量和最大拉伸变形量等参数，以分析温度对裂缝修复效果的影响。

分析低温弯曲试验的结果（见表1），发现弯拉强度与温度呈负相关关系，即温度越低，弯拉强度越高。这一规律在修补前后的试样中都存在，但修补后试样的弯拉强度相比修补前有所下降。特别是在20℃和25℃这两个温度点，修补后试样的弯拉强度分别下降了47.6%和47.4%，表明修补后的路面在低温环境下更适用。在10℃时，修补后试样的弯拉应变显著高于修补前试样，表明修补后试样的抗变形能力更强。同时，修补后试样也达到了规范要求的弯拉应变标准，说明修补后试样合格。此外，在15℃时，修补后试样的弯曲劲度模量也高于修补前，说明灌缝修补能够有效提高试样在低温下的抗裂性能。

表1 低温弯曲试验结果

5 结语

总而言之，公路在使用过程中难免会产生各种类型的裂缝，与多种因素有关，如车辆荷载、气候变化、路基沉降等。为了保证公路的安全性和舒适性，需要根据实际情况，采取合理的养护措施。灌缝施工技术是一种有效的养护方法，能够填补路面裂缝，防止水分和杂物侵入，提高路面的整体性能，延缓裂缝扩展，从而延长公路的使用寿命。因此，相关单位应充分认识该技术的优势，按照规范的流程进行施工操作，严格控制施工质量，确保达到预期的养护效果。同时，应该加强对施工人员的技术培训，注意施工过程中的各项细节问题，如灌缝材料选择、控制灌缝温度、测量灌缝深度等，有效衔接前后工序，保证工程的最终质量。