1、橡胶沥青灌缝技术在苏州绕城高速公路的应用摘要：本文对苏州绕城高速公路的沥青路面主要病害形式-路面裂缝进行了调研分析，结合苏州绕城高速养护工程，采用橡胶沥青进行裂缝灌缝处理，检测其材料指标并总结了相应的施工工艺。根据后期养护效果观测结果可知，橡胶沥青灌缝技术达到了良好的裂缝养护处理效果。关键词沥青路面，裂缝，养护，灌缝，橡胶沥青 Abstract: This article on the Suzhou ring expressway asphalt pavement disease form of pavement crack to undertake survey is analysed, c
2、ombined with the Suzhou beltway highway maintenance engineering, adopts the rubber asphalt crack pouring processing, testing the material index and summarizes corresponding construction technology. According to later curing effect observation results, the rubber asphalt crack filling technology to a
3、chieve a good crack maintenance treatment effect. Key words: asphalt pavement, crack, crack pouring, maintenance, asphalt rubber 中图分类号：F540.3 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 1 概况 苏州绕城高速公路为江苏省“五纵九横五联”高速公路网的重要组成部分，是环太湖地区“二环六射”高速公路网中的“一环二射” ，途经光福、穹窿山、太湖、同里、甪直、周庄等著名旅游景点，是江苏省第一条低路堤的集景观、旅游、生态为一体的六车道高速公路,全长约
4、216公里。苏州绕城高速公路通车多年后，绕城公司在养护管理工作中严格执行交通运输部和省高速公路养护管理的相关规定，对沥青路面裂缝病害进行及时有效地处理，最大限度延长沥青路面的使用寿命，确保全路段始终保持优良的技术状态。 2 沥青路面裂缝病害 裂缝病害是沥青路面的主要病害形式之一。初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能并无明显影响，主要是影响美观，但随着裂缝的逐渐增加和发展，不仅使沥青路面的使用品质下降，而且会带来路面病害的恶性发展。沥青路面产生裂缝的原因很多，裂缝的种类也是多种多样的。美国联邦公路局(FHWA)将裂缝分为以下 8 类，具体分类情况可参见表 1。 表 1 裂缝的分类 裂缝类型 裂缝产
5、生的主要原因 荷载型裂缝 网状（疲劳）裂缝 荷载引起的沥青、基层疲劳破坏 路面边缘裂缝 冻胀，荷载过重 非荷载型裂缝 纵向裂缝 施工缝，温缩，老化，反射裂缝 横向裂缝 温缩，沥青的 PI 值，反射裂缝 块状裂缝 温缩 层间拉裂 上下层粘结，表层强度差 行车道和路肩接缝开裂 路肩的侧向位移 接缝反射裂缝 水稳碎石基层收缩 图 1 沥青路面裂缝病害 裂缝的主要成因有如下几类： （1）路面结构设计不合理或厚度不足，路面强度明显不能满足行车要求。在行车反复作用特别是少量重车作用下，沥青路面很快断裂。 （2）长时间运营后，路面强度日趋不足，路面回弹弯沉值逐渐增大，满足不了交通量迅速增长和汽车载重量明显增
6、大的需要，轮迹带上沥青路面产生龟裂。 （3）由于施工质量不好，无机结合料稳定层离析严重或没有拌和到底，在底部留有素土夹层，素土夹层成为沥青路面结构中的软夹层，导致沥青面层产生反射裂缝或块状裂缝。 （4）由于表面水下渗，基层含水量大、强度不够，或地基受水泡发软的路段，路面稳定性受到影响，在行车碾压下出现龟裂。 3 橡胶沥青灌缝技术 根据实际工程经验，一般沥青路面出现裂缝病害后，根据裂缝形式及严重程度，选择不同方案进行处理。一般横向及纵向裂缝类型，裂缝无或少支缝，裂缝无散落或轻微散落，3mm裂缝宽度10mm 的情况，通常采用对裂缝处进行开槽灌缝处理;裂缝宽度3mm 的情况，通常采用对裂缝处进行封缝
7、处理。若为块状裂缝或龟裂，存在散落或路面变形，裂缝宽度10mm 的情况下，通常采用挖槽回填或铣刨回填的处理方式。下表为苏州绕城高速 2011 年全线沥青路面裂缝调差分析： 表 1.1 苏州绕城高速公路 2011 年主线路面裂缝调查结果分析表 序号 路线 单向路基长度（KM） （扣除桥梁） 路面裂缝数量分类汇总（M） 总道数 裂缝平均密度 （米/道） 各路线小计（M） 小于 3mm 所占比例(%) 大于 3mm 所占比例(%) 1 全线 157.29 8716 20 35532 80 4290 73.33 44248 根据上表可知，裂缝主要以横向裂缝为主，养护方案主要采用灌缝技术。本次养护工程选
8、用橡胶沥青为灌缝材料进行裂缝处理。 3.1 橡胶沥青试验指标 通过试验分析可以比较直观的判断裂缝填封料质量的好坏，本次裂缝养护工程采用的橡胶沥青，在灌缝施工前委托专业检测单位对用于路面灌缝的两组不同厂家生产的橡胶沥青进行了粘结性、抗高温软化性以及弹性的试验指标检测。 1）粘结性 橡胶沥青粘结性的测定采用沥青胶结料粘结性评定相类似的指标，即 25的针入度和 60的流动度两项标准试验指标，可间接反映橡胶沥青粘结性能的好坏：通常粘结强度越高，流动度越低，其粘结性越好。实验表明，绕城高速采用的灌缝材料橡胶沥青的针入度处于规范要求的中值以上，流动度处于规范要求的下限，这两种材料用于路面灌缝均较理想。 2
9、）抗高温软化性 橡胶沥青的抗高温软化性采用流动度试验仪测定，试验结果表明两组橡胶沥青的流动度均远远低于规范上限值，表明抗高温软化性较好，具体试验指标见表 1.2。 表 1.2 橡胶沥青粘结性检测指标 序号 产地 针入度（25，0.1mm） 流动度（60，mm） 实验方法 1 河南新乡 60 0.7 ASTM D 5329-2007 2 辽宁鞍山 53 0.2 技术要求 3070 5 JT/T 740-2009 3）弹性 橡胶沥青的弹性是根据弹性试验仪测定弹性恢复率的试验结果来确定，通常弹性恢复率(亦称回弹率)越大，其材料的弹性越好，检测结果显示绕城橡胶沥青的弹性恢复率满足规范要求。具体试验指标
10、见下表： 表 1.3 橡胶沥青弹性检测指标 序号 产地 弹性恢复（25，%） 实验方法 1 河南新乡 43 ASTM D 5329-2007 2 辽宁鞍山 39 技术要求 3070 JT/T 740-2009 3.2 橡胶沥青灌（封）缝工艺 橡胶沥青灌（封）缝效果的好坏，除了与橡胶沥青材料质量相关以外，很大程度上取决于裂缝填封修补工艺的合理性与正确性。我们结合国内现有的裂缝填封工艺，根据苏州绕城高速公路的实际情况，将橡胶沥青灌（封）缝的主要施工工艺过程归纳为以下三大步骤:l）裂缝的开槽;2）裂缝的清理和干燥;3）橡胶沥青填装。 1）裂缝的开槽 对于缝宽小于 3mm 的裂缝不进行开槽工序，直接封
11、缝处理；对于裂缝缝宽在 3mm（含 3mm）以上的裂缝，采用专用的开槽机来形成开槽宽深比(槽宽/槽深)为 1:1 左右的凹槽，开槽时将松散碎屑、旧料、杂物以及不坚固的、松散的壁面材料移走，露出一个坚实的、整齐的裂缝壁面。 图 1.1 沥青路面裂缝填封结构型式 图 1.1 为几种常见的裂缝填封结构型式。在 2008 年以前采用的开槽形式见图 1.1(a)、(b)，目前所采用的开槽形式见图 1.l(c)、(d)、(e)，根据多年以来的路面灌缝效果来看，采用图 1.1(a)、(b)形式的灌缝失效率比较高（特别在冬季失效率最高） ，保持时间多为 1 年左右；采用图1.l(c)、(d)、(e)的开槽形式
12、，填封裂缝失效率都比较低(约15%)，说明目前三种开槽结构型式较好，因为裂缝开槽工艺去除了老化的缝口材料，保证了橡胶沥青与裂缝壁面材料的粘结效果。 2）裂缝的清理和干燥 为了保证橡胶沥青与裂缝(或凹槽)壁面具有良好的粘附性，采用压力为 0.6MPa 左右，风量为 45 m3min 的压缩空气吹扫裂缝，使裂缝(或凹槽)壁面彻底清洁并完全干燥。 3）橡胶沥青填装 橡胶沥青填装采用森远 GFCZ 型车载式灌缝机，灌缝机采用特有加热系统加热灌缝材料,通过压力注射式灌缝，使材料和缝壁紧密结合，使灌缝效果美观、牢固，达到灌缝一次可以确保 2 年以上不用再重复灌缝。在施工前先把橡胶沥青装在储料罐中，进行加热
13、搅拌使用，使橡胶沥青保持均匀和达到规定的温度（180）后，再对裂缝进行填装。填装填封材料时，先将储料罐中的橡胶沥青，通过泵吸和气压的方式，将其卸出储料罐，然后通过专用的填封料喷洒杆，将适量的料连续不断的填装入裂缝中或裂缝上，形成预期的填封结构型式。 3.3 养护效果评价 经过近一年的现场灌缝实施效果跟踪观测，结果表明： 1）经现场调查目前橡胶沥青灌缝后的裂缝重新开裂的比例非常小，基本接近完好。 2）通过对沥青路面病害的橡胶沥青灌缝养护，封缝条粘贴牢固，表面平整，首尾相接处无缝隙，可以有效的减少水对道路的渗入，从而延长道路的使用寿命，观测抽样数据见表 1.4。 表 1.4 路面沥青裂缝抽样观测汇
14、总表 序号 桩号 最近灌缝 时间 观测时间 2010 年 9 月 2010 年 12 月 2011 年 11 月 1 常沪 K41+680 2011.4 裂缝长 5 米宽 3.5mm 裂缝长 5.7 米宽 4mm 封缝未开裂 2 常沪 K41+980 2011.4 裂缝长 10 米宽 4mm 裂缝长 12.7 米宽 5mm 封缝未开裂 3 常沪 K42+735 2011.4 裂缝长 2.5 米宽 4mm 裂缝长 3.5 米宽 4.5mm 封缝未开裂 4 常沪 K42+790 2011.4. 裂缝长 3.5 米宽 2.5mm 裂缝长 4.1 米宽3mm 封缝未开裂 5 常沪 K43+480 20
15、11.4. 裂缝长 4.5 米宽 4.5mm 裂缝长 5.6 米宽5mm 封缝未开裂 4 结语 本文结合苏州绕城高速公路沥青路面裂缝病害进行调研和灌缝养护，对橡胶沥青灌缝材料进行材料性能检测和施工工艺应用总结，根据后期跟踪观测可见，橡胶沥青灌缝效果较好，达到了预期目标，预计全面提高了沥青路面的使用性能和耐久性的要求。 参考文献: 1 JT J 073.2-2001, 公路沥青路面养护技术规范 2 JT/T 740-2009，路面橡胶沥青灌封胶 3 JT J 052- 2000, 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 4 康敬东。沥青路面裂缝和坑槽养护维修技术的研究，长安大学，博士学位论文，2002.10
