沥青混凝土路面裂缝灌缝沉降及灌缝深度的探讨

来源:用户上传      作者: 张震

　　【摘要】在公路养护部门沥青混凝土路面裂缝处理采用灌缝技术已得到业界普遍认同，此方法快捷、方便，施工效果好，但在实施过程中也会出现如沉降凹陷等一些问题。目前行业内对此方面的研究也取得很好的效果，推荐了一些简单可行的方法，但在实际施工时却发现沉降凹陷现象还是难以避免。本文就沥青混凝土路面裂缝灌缝沉降及灌缝深度的问题进行一些探讨。
　　【关键字】路面裂缝；灌缝沉降；灌缝深度；技术探讨
　　1、引言
　　各种原因引起的道路裂缝在各等级道路上持续出现，公路管理部门在修补上投入了大量的人力和物力控制施工，各相关科研部门也进行了持续研究。目前，在公路养护部门沥青混凝土路面裂缝处理采用灌缝技术已得到业界普遍认同，此法快捷、方便，施工效果好，但在实施过程中经常会出现如沉降凹陷等问题。业内专家、学者对此方面的研究也取得很好的效果，推荐了简单可行的方法，但在实际施工时却发现沉降凹陷现象还是难以避免。本文就沥青混凝土路面裂缝灌缝沉降及灌缝深度的问题进行一些探讨，以期为其他工程和相关人员提供借鉴。
　　2、目前灌缝沉降的研究现状
　　目前，业界对灌缝沉降的原因分析主要有以下几个方面：
　　⑴ 施工速度过快
　　开槽后，灌缝机对槽内灌胶密封，当灌缝枪沿槽移动速度过快时，槽内可能出现部分区域未填满灌缝胶的现象。如不考虑其他原因，在灌缝胶逐步凝固的过程中，由于重力作用，上部的灌缝胶就会逐步填满下部未填充的区域，这样就容易出现具有凹陷（沉降）的灌缝。
　　⑵ 开槽过深
　　灌缝胶有一定的粘度和稠度，如果施工时灌胶槽开得过深，灌胶时胶体就很难灌到槽的底部，形成孔洞。施工后灌缝处表面看来很平整。如不考虑其他原因，随着时间的增长，灌缝胶体会慢慢下沉填充底部空白区域，造成表面凹陷现象。
　　⑶ 灌缝胶具有收缩性
　　路面裂缝开槽后灌缝使用的灌封胶当温度变化时有一定的膨胀系数，我们查阅了相关资料，但描述得都不是很详细，对实际施工人员指导性不大。为了掌握第一手详细资料，我及我公司相关技术人员在相应资质的实验室用灌缝胶做了一系列实验，研究结果大致如下：在常温条件下，将8个边长为50mm的某品牌的立方体灌缝胶块进行加热，当加热温度达到190℃时，其统计膨胀系数约为15%，然后由190℃再降至常温时，又恢复到原体积；如果考虑灌缝胶的挥发性，降到常温后的胶体比190℃时的灌缝胶收缩性约为15.4%。
　　施工时灌缝胶的温度必须达到到190℃，施工完毕后又慢慢恢复到常温。如果不考虑其他情况，随着灌缝胶的温度降低，灌到槽里的胶体就会收缩变形，也会造成施工后的灌缝胶表面形成凹陷。
　　在灌缝施工时，灌缝胶生产厂家及各级公路管理部门都有技术指导性文件。在同等宽度的开槽情况下，根据上述的实验结论，开槽深度越大，收缩性越大。
　　由于灌缝施工时不只是往灌缝槽内灌，槽外边缘路面上也会有灌缝胶，而形成贴缝的形式，当胶体由高温降到常温时产生收缩，槽内胶比边缘路面上的胶多，所以产生的收缩就比较大，从而形成整个灌缝胶表面有中间凹陷的感觉。
　　⑷ 综合以上原因
　　在实际施工中，以上三种原因可能同时出现，也可能只出现一两种情况。但施工是个不可逆的过程，以上各种原因都可能导致灌封胶表面有一定的凹陷，出现灌缝沉降现象。
　　⑸ 其他原因
　　在灌缝施工中，人为因素和技术因素影响相对都比较大，可能还会出现其他一些情况。如：不同品牌的灌缝胶混用、技术管理不达标、施工技术力量薄弱、操作人员不熟练……这些情况只有加强施工管理，提高施工技术指导意识，提升相关施工管理人员与现场操作人员的技术水平，尽可能避免出现因人为因素导致的施工灌缝沉降问题。
　　3、实际施工情况
　　通过查阅相关资料，综合以上的研究结论，我公司相关技术人员对施工方案进行了调整，并对施工技术人员和现场操作人员进行了技术培训，对相关技术条件和施工机械进行了维护和加工改造。施工时我公司专业技术人员同时现场跟踪调查后发现：我们施工速度并不快，灌缝时很仔细，绝对保证每条开槽能灌满。我们对裂缝所开的槽也不过深（完全符合厂家推荐及相关技术标准的要求），也未发现存在槽底部有空隙的情况。
　　实际施工后还是出现局部有凹陷的情况，所以灌缝胶灌缝后表面出现凹陷的原因主要就是灌缝胶的膨胀性以及灌缝后表观现象，也就是说，主要是由于上述第二点第三条原因：灌胶缝具有收缩性造成的。
　　根据专家分析、相关理论研究的结论及我公司的实验结果，问题就落实在实际施工时应控制灌胶缝的深度（灌胶缝的宽度有相关规定严格限制）、灌缝高出路面的高度及如何控制表观质量问题上。
　　4、理论分析研究
　　灌缝深度对最终的施工质量和表观质量有很大影响，根据朗金压力公式可得：
　　由朗金压力公式及受力图可知，开槽越深下部产生的侧压力越大，其产生的应变也越大，对路面破坏的可能性也就越大。由上述朗金公式可以看出，除荷载q、粘聚力c、压力系数m外，主动压力Pa、填料容重γ均与深度z有关系，深度z越大，Pa、γ均成几何级数增长。由此可见，灌缝槽深度不但影响灌缝的效果，而且还影响原路面的结构稳定性，必须严格控制。
　　5、结论
　　经过咨询相关施工单位及专业厂家推荐，我和我公司相关技术人员也做了大量比对试验，得到结论是灌缝槽开槽深度为1.5-2cm最合适，并且灌缝时比路面高2mm左右，经过车辆碾压以及其胶体自身的收缩性，能达到比较好的实际效果和视觉效果，沉降很少，粘接力也很强，对路面的整体结构也不会产生影响。
　　参考文献
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