高等级道路沥青路面裂缝修补技术

1 前育 随着道路交通事业的发展，道路建设的重 点将从新建道路的设计、施工逐渐地向对现有 道路的养护、修补转移。 近年来，国内对沥青路面所用的沥青进行 了大量的研究，主要以橡胶粉、丁苯橡胶、氯 丁橡胶、EVA树脂、环氧树脂、丁苯胶一聚乙 烯等等来改性沥青，以增强面层材料的变形能 力，提高其柔韧性，减少路面裂缝或作减轻半 刚性基层沥青路面裂缝的措施，面对如何修补 沥青路面已经出现的各种裂缝尚未进行研究。 这是因为我国过去技术经锛落后、路周不全以 及缺乏对道路交通基础设施建设和养护的足够 重视， 以致造成“小洞不朴，大洞吃苦” 的状 况。 为此，原上海城建学院对沪嘉高速公路和 莘松高速公路竣工通车后所出现的横向裂缝进 行了无破损检测并跟踪调查，在此基础上，分 析裂缝出现的原因后，又与上海公路管理处沪 * 牧稿日期：1996—11—04 一 嘉、莘松高速公路管理所的科技人员，会同上 海彭浦建筑防水公司共同进行了研。究，提出了 研制修补材料的设想，并于1994 1995年先后 在沪嘉 莘松高速公路上进行了灌缝，并经一 冬一夏考验，证明教果良好。 目前已在该二条高速公路上进行大面积生 产性试验，以便取得更成熟的经验，供我国不 同地区的高速公路的养护、修缮推广应用。 2 修补材料的物理力学特性 2．1 高等级道路和城市主干路担负着繁重的 交通运输任务，一旦出现裂缝在客观上不容许 长时间地封闭交通来进行修补，因此为满足修 补技术的要求，修补材料本身必须具备下列主 要特性： a)有较高的粘结力，尽可能使裂缝缝壁及 粘结料本身形成一整体，并具有一定的抗拉强 度； b)高温时不流淌，低温时不脆裂； c)弹性好、耐老化； d)不需加热，能常温固化，根据气温情 况，一般5～12 h后能开放交通。 2．2 根据这些基本要求进行了多种材料的试 验后采用了一种以沥青为基料的修补材料，并 根据道路所处的环境条件对其物理力学性能进 行试验和测定。 a)粘结力 粘结力是修补材料物理力学特性的关键指 标，为此，根据沥青路面及其裂缝处的实际情 况，试验了其劈裂粘结强度如表1和直接拉伸 粘结强度如表2。 上述试验结果表明； 2 试验温度为15℃} 3 ～10℃时沥青混凝土(细)参jfI【“沥青棍台料 1)以沥青含量为63 配制的修补材料直 接拉伸粘结强度和劈裂粘结强度在试验温度为 1 5℃的情况下基本接近(≈O．3 MPa)；一10℃ 温度条件下测定时，由于在作原沥青混合料低 温劈裂试验时，将试件劈裂成三块后再用修补 材料粘结起来作第二次劈裂试验，故一1O℃时 劈裂粘结强度偏低； 2)表1、2两种试验方法得出的修补材料 的粘结强度，在沥青含量为63 的情况下为 0．27一O．3 MPa，而在低温情况下提高3．6倍， 说明该惨补材料低温性能是良好的； 3)要在常温再提高其粘结强度，只有改变 配比，但当减少沥青的含量后，无论室内制作 的试模或现场所灌的缝均膨胀}证明增加或减 少修补材料中的沥青含量均是不可取的{ 4)以本修补材料与有关外商引进的嵌缝 材料比较．无论在常温或低温下，直接拉伸的 ‘4‘ 粘结强度均大2倍左右。低温时，更显优越。 b)高温性能试验 1)采用环与球法来测定修补材料的软化 点，它表征修补材料由牯塑态转化为牯流态的 临介温度，与沥青材料一样，软化点高可视为 其感温性能较稳定； 本修补材料在加热至200℃时，球未下沉， 材料未软化。 2)为测定修补材料在高温时产生海动的 程度，即反映其在高温时产生塑性流动的程 度，采用流动度试验仪进行流动度试验，结果 列于表3。 试验表明，该修补材料在6O℃高温时不会 流淌，说明本修补材料具有较好的高温稳定性。 c)低温性能试验 采用脆点仪，测定涂于金属片上的试样 (O．4土0．01 g)，在逐渐冷却下，因片的弯曲而 断裂时的温度，由两片金属片的试验结果，均 在一3O℃时，金属片上的试样仍未因弯曲而断 裂 因而，该修补材料在低温时同样具有较好 的变形能力。 d)弹性(复原率)试验 与沥青材料一样，修补材料在外力作用下 其变形由弹性和塑性变形组成，后者是不可恢 复的，而弹塑性变形的比例是随温度而变化的 故该试验要在不同的温度下进行，以了解其在 不同温度下适应路面膨胀和收缩的能力。 试验按常温(2O℃)、低温(一1O℃)、高 温(7O℃)三种情况在弹性试验仪上进行复原 率测定，结果列于表4。 囊4 弹性复原摹试验 复晤＼ 件温度 婚 卑 ＼ ℃ 一l0 温 20℃ 70℃恒温 4 h l60 h 1 81．7 89．0 95 2 78．3 90．0 95 3 83．3 89．0 97 平均 81．1 89．3 95．5 表4表明：三种温度情况下，该修补材料 均具有较高的回弹率，高温时尤为良好。 e)失粘时间试验 失粘时间表征修补材料的固化速变，以修 补材料的凝固时间来计算。 试验是在作流动度试验时，每隔1 h拉起 复盖在试件上的薄膜，若拉起时修补材料粘在 薄膜上，说明其未完全固化；若材料不粘在薄 膜上，则说明其已完全固化，记录其完全固化 的时间即为失粘时间。经过在较干燥的季节和 潮湿季节所作的试验其失牯时间分别为3 h和 9 h 这表明该修补材料具备了在施工现场作快 速施工和短期内开放交通的条件。 f)针人度试验 针人度试验是测定修补材料在外力作用下 抵抗变形的能力，或者在夏季高温时对砂石等 杂物嵌入的抵抗能力，它是修补材料“技术粘 度”(条件粘度)的指标之一，也反映了修补材 料的韧性。 试验采用针人度试验仪，测定温度25℃圆 锥针贯人时间为5 s时的贯人深度，结果列于 表5。 g)老化试验 为了考察修补材料的耐热老化性能，进行 了加速老化试验，将试件在55℃的温度条件下 连续恒温250、500、750、1 000、1 250 h后分 别测定其弹性复原率。在恒温1 250 h后其复 原率为89 。与表4弹性复原率试验结果比 较，说明该修补材料的抗老化性能稳定。 h)物理力学性能的综合评价 鉴于我国缺乏对沥青路面裂缝修补材料的 研究，而无这种材料的技术标准，但以所得试 验结果与某些国外技术标准进行对照可以看 出： 1)推荐的修补材料按ASTM 试验，与美 国研制的产品指标比较基本接近，弹性复原率 优于美国研制的产品，直接粘结强度优于外商 引进的产品； 2)沥青含量接近美国产品{ 3)本研究的其它试验项目均符台有关考 核指标。 3 修~t,-r艺及注意事项 该修补材料，经在沪嘉、莘松高速公路上 的试验路试验和生产性试验，效果良好。为了 进一步推广使用，特将有关施工工艺及注意事 项总结如下： 3．1 施工工艺 a)把裂缝的旧迹凿掉，使其露出新碴并成 V形槽，去掉迹上松动部分及尘土等。 b)用压力>O．5 MPa的空压机吹去缝中 的灰后，用钢丝刷把松动部分浮土杂物从缝槽 中完全除净，特别是下面裂缝中的尘土、杂物 一定要吹干净，以免影响修补效果。 c)配制所需数量的修补材料按比例称重， 然后在小型搅拌桶内搅拌均匀； d)经搅拌后的混合物倒人挤压枪内，并 施以微小压力将修补材料灌人裂缝中，使裂缝 充满为止，上部缝口不要灌满、溢出； e)等10余分钟后检查所灌材料是否沉 下，如有下沉，则再及时灌人。 f)按天气和温度情况，可在5 h至1昼夜 内开放交通。 3．2 注意事项 a)为保障高速公路上车辆的快速、安全运 行，施工时要尽量减少对交通的影响，并确保 施工人员的安全，可采用单向车道封闭交通进 行半路幅施工； b)为确保吹风和清理缝内杂物的效果，雨 天后道路必须经太阳曝晒5 d以上，将缝晒透、 晒干。 c)灌缝效果的好坏，除与缝壁是否有残灰 有关外 还与拓(凿)缝的深度有较大的关系， 对较宽的缝，要凿得深一些，经试验分为四类， 如表6所示。 寰6 囊麓种类 ·6· d)由于作裂缝修补前，不可能先对裂缝一 一钻孔及超声波检测，因此在灌缝时要密切注 意灌琏材料的下沉状况，并及时补灌，以免影 响粘结效果。 e)现场灌注时一定要按设计配方配料。 4 结语 上海彭浦建筑防水公司等单位共同研制的 沥青路面裂缝修补材料，经在沪嘉、莘橙高等 级道路试验路上试验和生产性试验结果可得出 以下结论： 4．1 在路面整体强度足够的条件下，该修补材 料对缝宽1～4 C1TI裂缝进行修补，常温施工具 有粘结力强，弹性好，能耐高、低温，可在短 时间内开放交通等优点，经二年的行车考验，修 补效果是满意的。 4．2 根据施工工艺的要求，可将凿缝、刷吹、 灌缝三道工序安排6个操作人员进行流水作 业，则每天可修补16条缝(车道宽1O．75m)， 修补一条缝约需材料8 kg，按1995年的设备、 人工和材料单价计算，修补费用约为14．72元 ／延米，这与不对裂缝予以修补及以乳化沥青 和黄砂进行修补比较，显然具有明显的经济效 益，又大大改善行车条件，因而社会效益也是 显著的。

需要此文献的朋友，请扫描二维码联系客服，免费发送。