高速公路路面坑槽修補(bǔ)技術(shù)的研究

景 春 生

(山西省靈丘公路管理段，山西 靈丘 034400)

高速公路路面破壞形式中坑槽是一種比較常見的病害，它對(duì)路面的行車存在一定的安全隱患。對(duì)于路面坑槽產(chǎn)生的原因進(jìn)行研究，可以更好的預(yù)防路面坑槽的發(fā)生。同時(shí)對(duì)路面坑槽的修補(bǔ)研究分析，可以延長(zhǎng)路面的使用壽命。

1 路面坑槽的表現(xiàn)形式

高速公路路面出現(xiàn)坑槽之前一定會(huì)出現(xiàn)征兆：如唧漿、泛水、白斑等現(xiàn)象。路面出現(xiàn)的征兆不是單一的形式出現(xiàn)，也可能是一些組合形式。坑槽宜發(fā)生的路段多為道路表面整體蒼白，伴隨著白斑點(diǎn)的發(fā)生?？硬鄣某跗诔霈F(xiàn)的時(shí)候表面出現(xiàn)泛水現(xiàn)象，逐步發(fā)展為唧漿、表面顆粒脫漏，部分路段形成車轍。隨著行車荷載的作用以及汽車尾部形成的真空吸力造成病害處繼續(xù)破壞擴(kuò)大，最終形成坑槽影響路面行車安全。位于行車道的坑槽一旦形成在雨水充沛的條件下會(huì)快速發(fā)展，3 d～5 d的時(shí)間可以擴(kuò)大到原來(lái)的4倍～5倍的面積。同時(shí)路面的鋪筑起步位置。

2 坑槽破壞前混合料的性能

混合料破壞必然是在外力的作用下產(chǎn)生疲勞破壞形成的。為更好的減少坑槽的發(fā)生，必須研究坑槽處混合料的性能。為此在坑槽破壞處附近以及路肩處的混合料鉆芯取樣，進(jìn)行混合料試驗(yàn)分析比對(duì)。抽提試驗(yàn)、壓實(shí)度試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、馬歇爾試驗(yàn)、殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)。然后比較兩處的技術(shù)指標(biāo)，得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。兩處比較油石比相差0.35%，壓實(shí)度相差0.7%，凍融劈裂相差13.4%，殘留穩(wěn)定度相差12.4%。空隙率相差3.2%。從指標(biāo)上看破壞前的凍融劈裂指標(biāo)相差較大，殘留穩(wěn)定度相差的數(shù)據(jù)也能反映差距。這兩個(gè)指標(biāo)都是反映路面水損害的指標(biāo)，這兩個(gè)指標(biāo)都受到油石比的影響是必然的。礦料的級(jí)配影響是有局限性的。因?yàn)榭硬鄣钠茐氖蔷植课恢?，不是大面積破壞，說(shuō)明礦料級(jí)配局部不穩(wěn)定，側(cè)重于施工過程造成的主因。從分析中可以看出油石比的大小是坑槽出現(xiàn)的關(guān)鍵。在施工過程中高速公路的油石比控制在±0.3%范圍是有道理的。

這樣可以采取以下措施：拌制的瀝青混合料不能采用再生的混合料，必須是新拌和的混合料。在修補(bǔ)坑槽的瀝青混合料的油石比要控制在最佳油石比上限，混合料的級(jí)配細(xì)集料稍微偏多，設(shè)計(jì)的過程中以數(shù)據(jù)指標(biāo)為控制方向，保證填筑混合料的質(zhì)量，減少坑槽發(fā)生的幾率。

3 坑槽修補(bǔ)工藝

目前坑槽修補(bǔ)工藝主要有冷切挖補(bǔ)法就地?zé)嵩偕盍戏▏娡糠ǖ?，其中冷切挖補(bǔ)法是使用最多的方法[1]，施工的工藝如下：

1)確定病害的面積：確定坑槽的修補(bǔ)面積不是坑槽破壞的面積，而是要確定坑槽與四周平順不變化的位置，用粉筆畫出所需修補(bǔ)的矩形面積。在此基礎(chǔ)上擴(kuò)大10 cm作為維修的標(biāo)準(zhǔn)面積。

2)鑿除坑槽：利用沖擊鉆對(duì)劃線處進(jìn)行鑿除，鑿除的截面是鋸齒形狀。利于新舊路面的結(jié)合。鑿除的深度一般為中上面層，病害一般很難涉及到下面層。

3)清掃基坑：保持坑槽底面和四周干燥潔凈，必要時(shí)對(duì)坑槽采用紅外加熱處理。保證新混合料與舊混合料增強(qiáng)粘結(jié)力。

4)涂刷粘層油：涂刷粘層油的時(shí)候最好采用煤焦油基的材料其滲透能力強(qiáng)。在坑槽四周以及底槽涂刷乳化改性瀝青，厚度不超過1 mm,待到乳化瀝青破乳以后表面形成一層黑色的瀝青時(shí)，再進(jìn)行鋪筑。涂刷的用量大約在0.4 kg/m2～0.6 kg/m2。

5)瀝青混合料拌制與保溫：瀝青混合料的填筑需要保持合適的碾壓溫度。混合料的溫度控制有兩種方式：一種是專門的維修車輛進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拌合，由于拌合的數(shù)量較少，混合料的溫度不宜控制。另一種方式是運(yùn)輸車輛采取保溫措施。小的數(shù)量可以采用保溫桶進(jìn)行保溫。高速公路混合料的維修要求是需要專門機(jī)械拌制。這里建議采用專門的大型拌合樓拌制的瀝青混合料作為填筑混合料。改性混合料的出廠溫度控制在180 ℃～190 ℃之間，生產(chǎn)的油石比比最佳油石比高0.2%，礦粉添加一般為石灰?guī)r磨制的粉料。填筑的混合料一般為密級(jí)配混合料，拌合的過程中必須添加3 mm～5 mm的碎石，增加混合料的穩(wěn)定性。

6)混合料的填筑：填筑混合料時(shí)，先將混合料填筑坑槽的四個(gè)角落，然后再將混合料填筑到坑槽中去，填筑的速度要快，盡量減少混合料溫度的散失。

7)混合料的壓實(shí)：碾壓的設(shè)備選配的壓實(shí)設(shè)備激震力應(yīng)不小于10 kN[1]，先順著車道快速穩(wěn)壓瀝青混合料1遍，然后再垂直路面方向碾壓瀝青混合料1遍。然后再開振動(dòng)碾壓3遍～4遍，觀察坑槽表面的凹凸?fàn)顩r。表面呈現(xiàn)凸面為合理的狀態(tài)，然后再圓弧形碾壓將混合料壓平到與原路面一致的情況。最后采用靜壓的方式消除輪跡。

8)封邊處理：碾壓完畢以后，清掃坑槽四周的浮動(dòng)的瀝青混合料。然后再采用密封膠帶密封坑槽四周，形成5 cm～10 cm寬的防水層。

9)壓實(shí)度的質(zhì)量控制：坑槽的壓實(shí)度控制不同于規(guī)范要求的控制方法，在坑槽表面取芯進(jìn)行壓實(shí)度測(cè)定，二次對(duì)路面造成破壞，有滲水的潛在危害。一般是在施工的過程中，利用體積計(jì)算法的方法進(jìn)行壓實(shí)度控制。用體積法控制的壓實(shí)度按照100%去控制。碾壓時(shí)表面以平整為標(biāo)準(zhǔn)比再進(jìn)行碾壓。當(dāng)碾壓溫度低于80 ℃的時(shí)候禁止碾壓[2]。

4 常溫環(huán)氧混合料的修補(bǔ)

熱拌瀝青混合料施工過程比較麻煩，需要加熱拌合、振動(dòng)碾壓，它的性能隨著碾壓溫度的變化而變化，本身存在一定的缺陷。為了解決修補(bǔ)的問題，現(xiàn)在采用環(huán)氧樹脂混合料在常溫下修補(bǔ)，解決了熱拌瀝青混合料的缺陷。作為瀝青結(jié)合料使用的常溫型環(huán)氧改性瀝青由組分E、組分F共兩組分組成。組分E是一種由環(huán)氧樹脂及增韌劑、增容劑、活性稀釋劑組成的勻質(zhì)合成物，組分F是一種由石油瀝青、固化劑、固化促進(jìn)劑和流變助劑組成的勻質(zhì)合成物[3]。選用的環(huán)氧樹脂流動(dòng)性宜在20 mm以上，在常溫下固化時(shí)間在4 h以上。

常溫型環(huán)氧改性瀝青混合料技術(shù)指標(biāo)：馬歇爾穩(wěn)定度(kN)不小于40，流值(0.1 mm)20～40;殘留穩(wěn)定度(%)不小于85；動(dòng)穩(wěn)定度(次/mm)不小于3 000；低溫彎曲應(yīng)變?chǔ)苔拧? 800[4]。拌合的過程中采用瀝青拌合樓環(huán)氧混合料直接計(jì)量，碎石不需要加熱，拌合45 s,對(duì)于修補(bǔ)的混合料要求設(shè)計(jì)的混合料空隙率在1%～3%之間,設(shè)計(jì)的空隙率宜偏低限。必要的時(shí)候人工抹平混合料即可，該工藝簡(jiǎn)單實(shí)用但是成本較高。

5 修補(bǔ)的注意事項(xiàng)

1)修補(bǔ)坑槽后，經(jīng)過一段時(shí)間觀察，發(fā)現(xiàn)修補(bǔ)的混合料會(huì)出現(xiàn)以下狀況，修補(bǔ)的瀝青混合料質(zhì)量良好，而和它接觸的混合料發(fā)生變形。在四周接縫的位置出現(xiàn)裂縫和松散現(xiàn)象。這是由于新舊瀝青混合料的剛度不一致，導(dǎo)致出現(xiàn)啃邊現(xiàn)象。因此在修筑坑槽的時(shí)候，觀察坑槽四周混合料質(zhì)量的性能。如果坑槽四周混合料的質(zhì)量較好的時(shí)候，按照規(guī)范的要求進(jìn)行施工。如果四周的混合料的質(zhì)量較差的時(shí)候，需要調(diào)整混合料的流值、空隙率。使混合料的勁度模量降低，保持與原來(lái)的混合料性能一致。

2)如果坑槽四周的混合料處于半松散狀態(tài)，施工完畢以后可以在混合料表面噴灑乳化瀝青，降低水對(duì)路面的損害，減少坑槽的破壞。

6 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)坑槽的病害形式以及產(chǎn)生的原因進(jìn)行初步分析，再尋找出形成坑槽的因素。在施工過程中嚴(yán)格施工工藝，保證坑槽修補(bǔ)的性能。同時(shí)介紹了常溫環(huán)氧混合料的性能，簡(jiǎn)單易行，便于維修。通過以上的介紹增強(qiáng)了對(duì)坑槽病害處理的認(rèn)識(shí)，為以后坑槽處理進(jìn)行良好的鋪墊。