高速公路瀝青路面坑槽病害的養護

陳欣

（河北省高速公路集團有限公司青銀分公司，石家莊 050021）

1 引言

瀝青路面具有行車舒適、振動偏小、表面平坦、路用性能好及施工養護簡便等優點，被廣泛用作高速公路路面。高速公路使用過程中，在受到車輛荷載、氣溫等外界因素的影響后，通常會出現車轍、裂縫、泛油和坑槽等病害，影響路用性能[1]。其中，坑槽是瀝青路面一種出現概率較高的病害，若不及時處理會導致路面材料發生脫落、松散，從而形成更大的坑槽，使其路面結構被破壞，威脅駕駛人員的生命安全。目前，我國的坑槽修補技術水平已有很大的提高，但仍處于粗獷式修補階段。本文依據實際養護工程對坑槽病害的養護進行綜合研究，可為高速公路坑槽病害養護提供一定技術指導。

2 坑槽類型及修補方法

2.1 坑槽類型

2.1.1 欠壓實型坑槽

欠壓實型坑槽主要是因為壓實不足造成的，施工時混合料溫度較高，導致瀝青出現嚴重老化，使瀝青路面脆性增加，集料與礦料之間黏結力不足，在行車荷載的作用下產生坑槽。或瀝青混合料溫度過低，攤鋪時出現攤鋪不均勻導致壓實欠缺而出現坑槽[2]。

2.1.2 厚度不均勻坑槽

主要是下層結構標高尺寸不合格，導致上部瀝青材料厚度不均，甚至有些零件的厚度很難達到設計標準的要求，而整車一些材料在車輛運行時被帶走，然后出現坑槽問題。

2.1.3 水損壞型坑槽

瀝青路面運行中水毀坑的發生率較高，形成較慢。首先，由于水以水膜或水蒸氣的形式進入瀝青和集料內部，導致黏結性能差，在車輛荷載反復作用下，導致路面出現松動和顆粒流失的問題，從而形成坑槽病害。

2.2 修補方法

2.2.1 熱補法

熱補法是目前瀝青路面坑槽修補常用的方法，主要采用加熱方式為紅外加熱方法，通過對坑槽進行加熱，在其軟化后用專屬機械對加熱路面進行耙送、填補熱料，是一種永久的修補方法。

2.2.2 冷補法

冷修補法是一種在正常或低溫條件下快速修復瀝青路面坑槽的方法，主要用于緊急維修。緊急維修時，僅需把坑槽清理干凈，將冷補瀝青混合料填入槽內，然后用壓實機壓實即可。壓實路面時，也可以用推車碾壓或用鐵鍬人工壓實。

2.2.3 熱再生法

熱再生法是一種目前較為先進的瀝青路面坑槽養護方法，主要對路面坑槽處進行間歇式加熱，使坑槽處快速升溫且達到合適溫度時，對廢棄瀝青混合料進行處理，然后加入適量的新熱拌瀝青混合料或乳化瀝青，并對瀝青路面進行整平和碾壓修復[3]。

3 工程概況

某高速公路位于平原地區，全線長1 332 km，設計車道為雙向四車道，設計車速120 km/h，起點樁號為K1272+000，終點樁號為K2604+000，路基寬36 m，路基平均填高4 m，最大填高6 m，最小填高3.2 m。根據此地段道路水文地質探測結果發現，當地晝夜溫差較大，白天溫度較高且夜晚溫度下降較大，晝夜溫度幅度較大，瀝青路面出現不同程度坑槽病害，嚴重影響了行車安全和行車舒適性。因此，本文根據施工規范及該路段的路面結構，采用熱補法進行坑槽處理，并優選基層建筑材料，保證施工質量。

4 工程應用

4.1 修補材料物理性能檢測

4.1.1 瀝青性能

本文進行坑槽修補時所采用瀝青為乳化瀝青，其質量是瀝青混合料是否滿足修補的重要因素，根據JTG F 40—2004《公路瀝青路面施工技術規范》對其進行物理性能檢測。

4.1.2 集料性能

通常在選取集料時按照就地取材原則，所選取的碎石要具有以下特點且滿足應力吸收層集料要求。

1）硬度：要具有一定的壓碎值和磨耗值，以滿足行車荷載的需求。

2）巖性：選擇堿性或中性集料，避免酸性集料。

3）表面特征：選擇表面粗糙、粒徑較大且形狀多為立方體的集料。

4）黏附性：要求具有較強的黏附性，以確保雨季時，在行車荷載以及水壓力下不會導致瀝青與集料的脫離。

4.1.3 水泥

本項目在施工時所采用的水泥為32.5普通硅酸鹽水泥，并對其物理性質進行物理實驗，其實驗結果見表1。

表1 水泥物理性能指標表

綜上所述，本文所選用的瀝青、集料及水泥均滿足路面坑槽修補施工。

4.2 施工工藝

1）施工前準備。施工前將路面清理干凈，確保坑槽內部干凈、干燥整潔無雜質，提前檢查機械設備，并進行開機檢查，確保機械設備可以正常運行，對病害路段進行交通管制。

2）確定坑槽面積及開挖。10 cm以上的正方形區域沿病害部位外圍向外擴大，作為坑槽的修復區域。在確定病害處理范圍后，使用切割設備挖掘受損路面，并確保坑底平整。。

3）添加原材料及壓實。坑槽內部清理完成之后，將黏層油噴灑于坑槽內部，用量為0.4~0.6 kg/m2。然后將配置好的乳化瀝青修補劑放置坑槽中，用小型振動壓路機進行壓實。

4）開放交通。坑槽修補之久，將路面打掃干凈，養護兩小時后，方可開放交通。

4.3 路用性能檢測

4.3.1 高溫穩定性

瀝青混合料在高溫情況下在經過車輛荷載的反復作用下，不產生車轍、擁包、推移等病害的能力為高溫穩定性，即瀝青路面在高溫時仍具有良好的強度和剛度。通常對試件進行車轍試驗，以動穩定度作為評價瀝青混合料的高溫穩定性指標，其公式如式（1）所示：

式中，DS為動穩定度，次/mm；d1為對應時間t1的變形量，mm；d2為對應時間t2的變形量，mm；C1為修正系數，取1.0；C2為試件系數，取1.0；N為試件輪碾速度，取42次/min。

本文對修補前后路面高溫穩定性進行車轍試驗，其試驗結果如表2及圖1所示。

表2 車轍試驗數據表

圖1 修補前后動穩定度對比圖

由圖1可知，修補前，試件A的動穩定度為2 753次/min；試件B的動穩定度為2 678次/min；試件C的動穩定度為3 127次/min；平均動穩定度為2 853次/min；其動穩定度值均大于技術要求值（大于2 400次/min）。修補后，試件D的動穩定度為3 762次/min；試件E的動穩定度為3 659次/min；試件F的動穩定度為3 811次/min；平均動穩定度為3 744次/min；其動穩定度值均大于技術要求值（大于2 400次/min）。由上述數據可知，修補后路面滿足高溫性能，道路可正常運行。

4.3.2 平整度檢測

路面平整度能夠反映瀝青路面的行車舒適性，本文在坑槽修補之后，根據規范要求采用3 m直尺測得路面平整度，據JTG F 80—2004《公路工程質量檢驗評定標準》瀝青路面3 m直尺測量值允許誤差為3 mm。并根據公式將試驗路段3 m直尺測量值轉換為國際平整度指數（IRI值），試驗路段IRI指數檢測結果見表3，轉換公式如式（2）所示：

式中，X為3 m直尺測量值，mm。

表3 試驗路段I RI指數

由表3可知，K1272+230+K1272+330段的IRI平均值為0.26 m/km；K1272+330+K1272+430段的IRI平均值為0.58 m/km；K1272+430+K1272+530段的IRI平均值為0.68 m/km；依據JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術規范》要求段的IRI應當小于2 m/km，而本項目4條試驗路段的IRI均遠遠小于2 m/km均滿足規范要求，說明熱補修補后已改善瀝青路面平整度，滿足道路施工質量要求且保證行車安全和舒適度。

5 結語

本文對瀝青路面坑槽病害進行研究，結合實際工程對不同坑槽形成原因進行介紹，并闡述了不同坑槽修補方法如何應用。在養護工程中，檢測熱修補方法所采用的修補材料的物理指標是否滿足施工要求，對施工工藝也進行了詳細闡述。同時檢測了修補完成后路面的高溫穩定性及路面平整度，結果表明，高溫穩定性及平整度均滿足路用使用性能，可為高速公路坑槽病害養護提供一定技術指導。