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路面结构性裂缝处治技术
作者:  来源:  发布时间:2015年08月27日

从养护工艺的角度来看, 裂缝可按其缝宽分为微裂缝或发裂(2mm以下)、微小裂缝(2-6mm)、小裂缝(6-12.7mm)、中裂缝(12.7-25mm)、大裂缝(>25mm) ,其中6mm以内的裂缝属于预防性养护的范围。上述裂缝若在6mm以内,可采用封缝技术进行养护处理。

裂缝填封类材料应具有良好的粘结力,以便于和裂缝内部两边的沥青材料相融合;要在低温状态下具有优良的延伸性能和弹性,不致于发生断裂;高温不产生流淌;应具备持久的抗老化、抗疲劳能力,以适应复杂自然环境和大交通量的需求。

1.普通热沥青或改性热沥青灌缝

沥青具有粘弹特性,可以保证封堵裂缝,防止水分的侵入,灌缝的沥青通常采用重交通AH-90号基质沥青,有时为保证较好的封堵效果,也可采用软化点较高、粘附性较好、温感性较好的改性沥青,如SBS 改性沥青。具体做法为:将沥青加热(150160)后直接灌入裂缝中,待沥青温度降至常温后即可开放交通。

此种方法操作简单,投入的设备和人员较少,修补费用较低,速度较快。但存在以下缺点:(1)由于裂缝未清扫,裂缝面两侧粘结不牢固,通常第二年需重新灌缝,造成投入养护的累计费用增加;(2)夏季高温时,沥青体积膨胀溢出路面被行车带走,既污染路面影响路面美观又使得封缝材料容易流失;(3)冬季低温时,沥青容易发生脆断而失去封缝作用;(4)未经过开槽处理,不能保证沥青的灌入深度;(5)施工作业面广、离散且作业时间长,增加了作业的危险性。总体来看,这类灌缝材料易发生老化而失去粘弹性质,养护效果不佳。适用于低等级公路。

2.溶剂型常温改性沥青材料灌缝

溶剂型改性沥青,就是在普通沥青中加入SBR 等改性剂改性而成的,常温下具有流动性(施工时不需加热),具有良好的低温稳定性和渗透性,这种方法优点是设备比较简单,每套设备每天可完成800-1000m灌缝,灌缝效果较好,使用寿命一般在3-5年。缺点是材料较贵,约为8000-10000/t,折合10/m左右。具体方法是将溶剂型改性沥青盛入改装过的煤气罐(不超过其体积的2/3)中,气泵加压至4MPa,向裂缝中灌入,一般灌缝2-3遍,撒细砂抹平,即可开放交通。

施工具体方法:将SBR改性乳化沥青盛入改装过的煤气罐(不超过其体积的2/3)中,气泵加压至4MPa,向裂缝中灌入,一般灌缝2-3遍。随后撒细砂抹平(图5.2),即可开放交通。

15溶剂型沥青灌缝  

                  

   16 灌封完成后用细砂覆盖

3.灌缝胶处理裂缝

灌缝胶(又称密封胶),绝大多数是从国外引进的,如美国科莱福公司的密封胶产品和美国爱特易国际公司的DF系列产品等,根据材料组成和性质可将灌缝胶分为两类:一类为沥青改性类;另一类为化工胶类。在选择材料时,应根据产品特点及所在地区的气候条件、养护道路的情况等综合考虑选定,以获得最佳的使用效果。比较常用的灌缝胶选用多种高分子聚合物等成分加工而成的沥青橡胶类灌缝胶,具有粘结能力强、弹性好、拉伸量大、不溶于水、不渗水、高温时不流淌、低温时不脆断和耐久性好等性能,由于我国目前还没有针对沥青路面灌缝材料的技术标准,技术性能指标控制可参考美国ASTM D6690-01规范要求。

灌缝胶处理裂缝方法的工艺概括为:半幅封闭交通→施工放样→裂缝开槽→清槽→加热灌缝胶→灌缝→贴封→失粘→养护修缮→清理现场→开放交通。

由于增加了开槽清槽步骤,使得缝面更加规整,增加了与灌缝材料的粘结性能,灌缝胶处理裂缝效果好,因而应用很广。

17 裂缝开槽      

                   

      18 清槽

19 灌缝        

              

      20  细砂覆盖

4.抗裂贴处理裂缝

抗裂贴为1.3mm厚的聚合防水膜涂在0.3mm厚的抗皱重载型聚丙烯机织物上,两种材料经严格工艺碾压制成宽度97.8mm的卷材。抗裂贴适于裂缝病害已发展,面层边部一定范围内混合料已发生松动,但结构层尚好,单纯灌缝处理不能较好解决水分浸入的情况。该方法是将病害处切槽清出,灌缝后进行抗裂贴处理,加铺新面层.

其施工工艺可以概括为:切槽→清缝→清槽→灌密胶→涂底层油→铺抗裂贴→加铺新面层。聚合防水膜涂层、底层油处置以及灌缝处理有效地防止了水分的浸入,聚合防水膜涂层与下部结构层的有效联结,以及其较小的厚度,保证上面层不会发生荷载疲劳破坏,相当宽度上的聚合防水膜涂层的存在,一定程度上分散了裂缝发展可能产生的应力集中。聚丙烯机织物有效地分散了由于聚合防水膜涂层(厚度较小)的存在,加铺层下缘可能出现的拉应力。

                       21  抗裂贴处理裂缝

5.压缝带处理裂缝

压缝带是一种以沥青、改性剂为主要成分的宽度不等的带状产品,其上有一层塑料薄膜保护压缝带的上表面不受污染,可分为自粘型和热粘型两种。目前市场上使用的主要是深圳魁道公司2005年从欧洲引进的新型裂缝处置材料,自粘型压缝带粘度较大,粘结力强,在常温下就可以使用;热粘型压缝带使用前要用液化气喷枪烧烤缝面,并用余温烧烤压缝带使其软化后方可使用。

用魁道压缝带处理过的裂缝,在裂缝之间的有很强的粘结力,裂缝两边区域强度得到了补充;弹性好( 低温下仍具备) 允许周围环境的移动;防水能力强;防止生物化学品的侵蚀能力强,封缝效果优于传统的灌缝措施,再加上使用魁道压缝带无需设备投入,只要一只液化气灌和一支喷枪;无需扩缝,不会在裂缝两边形成更细微的裂缝;施工简便,只需将标准宽度为12cm 的压缝带,根据路面裂缝的实际宽度,裁剪成需要宽度安装快捷,只需用工具轻压撒砂,实现即时开放交通,如果经长期观测试验耐久性良好可以很好的推广使用。

22 压缝带施工及效果

6.路基沉降裂缝的处理

该类纵向裂缝处治的思路为:稳定住路基,减小其沉降,提高沥青路面的抗裂性能,进行车道宽度的路面铺筑处治。

注浆处理:首先铣除开裂路段的沥青路面,通过注浆技术,加固地基,填充填土空隙,减小路基固结沉降量。压密注浆范围建议以路基填方部分为主,长度为沿裂缝每端延长4m。若原填方路基下承土基为软基,则孔深设置为揭穿软弱土层进入硬土层0.5m1m;若原地基承载力较好,孔深可设置为距原地基1m左右。钻孔直径为60mm110mm,间距为1.5m2m,梅花形交错布置,注浆顺序先外后内。注浆材料采用水泥浆,浆液水灰比为0.7:11:1。注浆压力要适当, 压力越大充填范围越大, 但压力过大, 会造成路面抬起或浆液从路堤边坡流失,通常采用的注浆压力为1.2MPa1.5MPa,孔深越深,注浆压力越大。

纵向裂缝的灌浆施工需选在天气连续晴朗至少5 d以上,以防止纵缝内部空间存有雨水影响砂浆的灌注。灌缝后为能很好的提高路面整体强度,需灌缝后近期内无雨以保证良好的养生条件。

 沥青面层加筋技术:当基层处理完成,洒布粘层油后,将进行加筋沥青混凝土的铺筑。其主要的方法是,在基层和下面层间,下面层和中面层间增铺抗拉强度较高玻璃纤维格栅,增强这两个结构层的底部抗拉强度,避免基层纵向裂缝向上反射。

 23 玻纤格栅处理路基纵向裂缝

在基层上的格栅铺筑完成后,应及时铺筑下面层,有条件时,下面层可采用SBS改性沥青作为胶结料。在下面层铺筑完成后,洒布SBR改性乳化沥青粘层油,再铺筑一层玻璃纤格栅,并及时铺筑采用SBS改性沥青的中面层。

上述裂缝处理中,面层铺筑宽度一般不宜小于4m,以便于摊铺机和压路机的施工作业。

7.美国裂缝修补技术简介

美国公路网形成于50年前,路面养护经验非常丰富,通过SHRP研究计划,1999年制定了沥青路面裂缝灌缝与填缝的材料与操作方法-应用手册。对封缝材料的性能指标(PG分级性能)、施工工艺、验收指标等提出了规定。同时提出了很多种灌缝工艺,其中6种较为典型:1)无槽贴封式,不扩槽填封材料紧贴在裂缝的上方且用专用的橡皮辊摊成约3mm厚的带形;2)无槽帽封式,不扩槽填封材料填缝后溢满出一些留在裂缝上自然形成一个帽形;3)方槽无贴封式,开方槽宽(深比为1),填缝材料注满所开凹槽;4)方槽凹封式,开方槽填缝材料稍低于路面表面形成凹槽;5)方槽贴封式,开方槽,填缝材料稍高于路面;6)浅槽无帖封式,开浅槽填缝材料注满所开凹槽无槽。

 

24 美国灌缝工艺

 
 
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