瀝青路面坑槽快速修補技術施工工藝研究

韓 贛 高明月

（長沙理工大學 交通運輸工程學院，湖南 長沙410114）

瀝青路面常用的坑槽修補方式主要有熱補、冷補以及熱再生修補等方式[1]。熱補需要專門的設備對瀝青混合料進行加熱，工序繁瑣，所以關閉交通時間長，對周圍環(huán)境也有一定的影響，在溫度很低的狀況下無法展開，坑槽較深時，槽底的修補材料不能均勻受熱，舊的瀝青易產(chǎn)生老化。冷補關閉交通時間短，但其未對病害位置進行有效的處置，新舊料之間的粘結(jié)性能差，易出現(xiàn)松散現(xiàn)象，導致再次出現(xiàn)病害。熱再生修補的新舊料摻配比例沒有標準的設計方法，坑槽底面病害得不到徹底的處理，關閉交通時間較長，維修后坑槽附近區(qū)域仍會出現(xiàn)破損[2-3]。

針對以上修補方式的不足，瀝青路面裝配式快速修補坑槽技術應運而生，該方法是將修補材料及其成型過程從施工現(xiàn)場移至工廠，預制的修補材料可根據(jù)實際需要的性能制作，可以更好的滿足路面修補要求，修補質(zhì)量高，減少了現(xiàn)場加熱拌和的環(huán)節(jié)，縮短了施工時間，達到快速開放交通的目的，也保護了環(huán)境。為保證高質(zhì)量快速的修補，得采用特定的材料，研究制定特有的施工工藝流程。

1 瀝青路面坑槽修補材料

對瀝青路面坑槽進行修補時，需根據(jù)坑槽的損傷程度、施工環(huán)境以及路面等級等因素選擇合適的修補材料。隨著坑槽修補的深入研究，高性能材料逐漸被研發(fā)并投入使用。目前瀝青路面坑槽修補材料根據(jù)施工工藝不同大致分為冷拌瀝青混合料和熱拌瀝青混合料兩種，其中冷補料又分為稀釋瀝青類、乳化瀝青類和樹脂固化類。相關文獻表明[4]，環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑較SBS 粘結(jié)劑和SBR 粘結(jié)劑具有更理想的修補效果，基于此本文采用自主研發(fā)的環(huán)氧樹脂類材料對瀝青路面坑槽進行維修。

1.1 環(huán)氧樹脂混凝土的預制

環(huán)氧樹脂混合料的粘結(jié)材料主要是由A、B 兩組分按照一定的比例混合而成，其中A 組分為環(huán)氧樹脂E-51,B 組分為固化劑與其他添加劑的混合物，A、B 組分混合后應盡快與集料進行拌和。

環(huán)氧樹脂混凝土修補塊中采用的集料主要是石灰?guī)r碎石，選用的集料符合施工規(guī)范對集料的質(zhì)量技術要求。考慮到坑槽修補需要并且易于密實，環(huán)氧樹脂混合料的級配不宜太粗，所以環(huán)氧樹脂混合料的級配選取AC-10 混合料級配中值，其各篩孔通過率如表1 所示。

以環(huán)氧樹脂混合料碾壓成型為例，具體操作過程如下：

表1 環(huán)氧樹脂混合料級配

（1）選擇合適的容器，將A、B 組分按質(zhì)量比A:B=3:1 的比例進行混合，并在30s 內(nèi)用攪拌器攪拌均勻，A、B 組分充分攪拌后立即與集料進行拌和，其中拌和質(zhì)量比是結(jié)合料：集料=1:10；拌和均勻后選擇適宜的量放入成型儀器中碾壓成型，本文中成型方式是瀝青混凝土車轍板成型，注意控制修補塊厚度。混合料的密度大約為3.1g/cm3；

（2）將碾壓成型的修補塊常溫條件下養(yǎng)護三天，然后脫模。

操作過程中需注意的是：第一，粘結(jié)料B 組分由于其組成材料密度不同，久置后出現(xiàn)分層現(xiàn)象，使用之前需搖勻；第二，A、B組分混合后迅速發(fā)生固化反應，粘結(jié)料流動性在10min 內(nèi)逐漸減小，所以A、B 組分混合后應立即與級配碎石混合，攪拌均勻放入成型儀器中（10min 內(nèi)完成）碾壓成型。

1.2 封水材料和找平材料

坑槽修補后，封水材料處理的接縫位置因拉應力和剪應力的作用使得新舊料存在被拉開或者剪開的風險；同時修補后的坑槽如果被水侵入，會過早的損壞。為配合快速修補工作，本文中采用的封水材料是文獻[5]中研發(fā)出的PERA 環(huán)氧灌縫材料，經(jīng)試驗測定，該材料能夠快速固化，具有良好的施工性能和路用性能。

由于施工技術限制，對坑槽病害位置進行切割鑿除后，其底面平整度較差，若直接放置修補塊，修補塊受力不均勻或底部可能存在脫空從而導致修補塊過早的出現(xiàn)損傷，所以需要對坑底進行找平處理。找平材料是文獻[6]中研發(fā)出的環(huán)氧砂漿，即在文獻[6]研發(fā)的BET 膠黏劑基礎上增加稀釋劑制備出環(huán)氧砂漿膠結(jié)料，與標準砂按照3:1 的比例進行拌和。環(huán)氧砂漿在250C和600C 條件下在不同的材料組合中具有良好的抗剪能力，最小剪切強度是0.59MPa，抗剪強度結(jié)果如表2 所示。

表2 250C和600C條件下環(huán)氧砂漿在不同材料的抗剪強度（MPa）

2 瀝青路面坑槽裝配式修補工藝

2.1 修補工藝原理

相對于傳統(tǒng)的修補方式，坑槽病害位置進行切割鑿除后，一般采用熱補或熱再生修補，但這兩種修補方式都需加熱和壓實，工序復雜，費時費力；若采用冷補方式，冷補混合料需要壓實，由于冷補混合料粘結(jié)能力不足，坑槽壁面接縫位置或者修補材料自身在復雜環(huán)境的作用下易出現(xiàn)松散，輪載帶走部分集料，修補后的坑槽再次出現(xiàn)損壞。這三種養(yǎng)護方式均需對修補材料進行壓實，而相關研究表明[7-8]，修補材料的壓實度與坑槽的修補質(zhì)量緊密相關，所以本文所述的瀝青路面坑槽裝配式養(yǎng)護技術采用修補材料提前預制的方式進行修補，既保證了修補的質(zhì)量，又達到了快速開放交通的目的。

下面結(jié)合圖1 說明瀝青路面坑槽裝配式快速養(yǎng)護技術的工藝原理。首先按照挖補式坑槽修補的方式對坑槽位置進行切割鑿除，切割形狀為矩形，坑槽底部保證基本平整，無松散、無明水，隨后對切割后坑槽附近的粉塵進行打掃，保證一個良好的修補環(huán)境；其次，測量出坑槽的尺寸，從預制塊上切割出適宜尺寸的修補塊；在坑槽深度方向標記出找平位置，采用找平材料進行底面補強和找平；最后，放置修補塊，對坑槽四周的接縫位置進行處理，使坑槽封水材料能夠很好的將修補塊和舊路面相粘結(jié)，同時也防止水進入坑槽，減小修補后的坑槽二次損壞的可能性。

圖1 工藝原理圖

2.2 修補工藝流程

瀝青路面裝配式快速養(yǎng)護的施工工藝主要包括坑槽開挖成型、基坑處理、找平、拼裝、接縫處理五個步驟，與傳統(tǒng)的施工工藝相比，增加了對坑底的找平，這是為了解決預制塊底部與凹凸不平的槽底貼合困難的問題，使得坑槽底部能與修補材料能夠很好的粘結(jié)。坑槽裝配式修補工藝缺少了對修補材料的壓實，可減少因施工問題導致的坑槽修補質(zhì)量不佳，容易過早再次出現(xiàn)破損的現(xiàn)象。

2.2.1 坑槽開挖和清理

明確路面破損的邊界和深度，按照“圓洞方補、斜洞正補”的原則，劃出大致的矩形開槽輪廓線，待修補處不劃至輪廓線內(nèi)；沿此輪廓線進行開挖，切割刀片始終與路面保持垂直作業(yè)；切割完成后，沿輪廓線邊緣向中部區(qū)域進行破碎，嚴格控制破碎區(qū)域不超過輪廓線；對坑槽進行開挖成型后，清理破碎后的廢料，使用吹風機將坑槽內(nèi)包括坑槽附近的灰塵和雜物進行清掃，保留坑槽壁面和底面堅實和基本平整，這有利于提高封水材料和找平材料與原路面和修補塊的粘結(jié)能力。

2.2.2 基坑處理

觀察基坑的狀態(tài)，若坑底存在松散區(qū)域或破碎不徹底的較大凸起，則再次進行小范圍鑿除作業(yè)，并使用掃帚清掃基坑，確保坑底堅實且基本平整。對坑內(nèi)潮濕處重點作業(yè)，直至潮濕處無明顯水漬。采用校正直尺，依照修補塊厚度，沿切縫縫壁自上而下量取相同厚度，并用記號筆進行標記。

2.2.3 環(huán)氧砂漿找平

將配制分裝好的BET 粘結(jié)劑A、B 組份各取一份（A 組份的分裝質(zhì)量為600g/份，B 組份為200g/份），倒入鐵桶中，用攪拌鉆上下順時針攪拌5 分鐘左右直至各組分混合均勻。

2.2.4 修補塊拼裝

在預制塊上用粉筆沿著校正直尺劃出與坑槽相同尺寸的矩形輪廓線，并沿著輪廓線將修補塊切下，將修補塊水平吊起，調(diào)整修補塊位置、方向，使之與基坑邊界平齊，然后沿豎直方向放入基坑，整個拼裝過程始終保持修補塊與地面平行。

2.2.5 接縫處理

將配制分裝好的PERA 材料A，B 組份各取一份（A 組份的分裝質(zhì)量為500g/份，B 組份為210g/份），倒入塑料桶中，使用專用攪拌器順時針攪拌，至混合漿液為均勻的淡黃色，即停止攪拌。將灌縫槍末端橡膠管置于混合漿液中，槍頭針管對準接縫處，操作灌縫槍，使?jié){液注入縫中，直至縫中膠面高度不再下降并且與路面平齊。40min 后，每隔5min 檢查膠面是否指干（用手指無法畫出明顯痕跡），指干后即可開放交通。

3 結(jié)論

依據(jù)瀝青路面坑槽裝配式修補原理，采用環(huán)氧樹脂混凝土作為預制的修補材料，利用已研發(fā)成功的找平材料和封水材料分別用來找平和壁面接縫處理，研究出該修補方式的施工工藝。