1、沥青路面坑槽修补工艺的探讨徐伟伟沿海养护处南沈灶养护中心摘 要 ：根据沥青混凝土路面坑槽破坏的机理以及沥青路面坑槽修补的最终目的，结合沿海高速公路日常养护中坑槽修补的各种材料和工艺的应用探讨，提出获得理想维修效果的具体要求。关键词：沥青路面 坑槽 工艺 探讨1 概述坑槽是沥青路面的典型病害，严重影响路面的平整度和行车的舒适性。若不及时修补，在交通荷载和水的综合作用下，破坏会较快发展，造成养护费用的增加并严重危及驾乘人员的安全。本文根据沥青路面坑槽修补的最终目的，对比研究沿海高速日常养护中坑槽的不同修补材料和修补工艺（冷料冷补、热料热补和热料冷补），使之能达到理想的维修效果。2 坑槽破损和维修机
2、理2.1 坑槽破损主要表现形式（1）表面层产生坑槽。由于沥青路面上面层混合料局部空隙率较大，沥青与石料间的粘附力不强，路表水（雨水或雪水）进入并滞留在表面层沥青混合料中，在行车荷载尤其是重载车辆的不断作用下，产生的动水压力使表面层的沥青从石料表面剥落下来，沥青路面便会出现局部松散破损。散落的石料被车轮甩出，路面自上而下逐渐会形成坑槽。这类坑槽通常深度为 25cm，在沥青路面早期破坏中是各类坑槽中最早产生，也是产生数量最多的一类。（2）表面层和中面层同时产生坑槽。当沥青路面表面层和中面层都是空隙率较大的半开级配沥青混合料，而底面层为空隙率较小的密级配沥青混合料时，路表的自由水较易渗入并滞留在表面
3、层和中面层内。行车荷载的作用使得中、上面层内的沥青剥落，沥青混合料失去粘结强度，导致路表面产生网裂、形变（局部沉陷）和向外侧推挤，并最终出现粒料分离。粒料被行车作用带离，最终形成坑槽。此类坑槽完全形成后深度一般为 8-10cm.由于近年来高速公路的中上面层均采用密级配混合料，同时对预防性养护的重视，对坑槽及时修补，因而此类坑槽产生数量不是太多。（3）底面层和基层间产生坑槽。此类病害容易发生在翻浆现象非常严重的路面，在重载车辆作用下，自由水产生很大的压力冲刷基层混合料表层细料，形成灰白色浆。在动水压力和孔隙水压力的反复作用下，使得整个面层范围内的基层粒料出现松散，并反射到面层，形成恶性循环，最终
4、会导致坑槽出现。这类坑槽完全形成后通常深度都大于 10cm，并且绝大多数都在车流量较大的行车道上或重载车辆较多的道路上。发生该类病害时，通常基层也已严重破坏，而且在形成坑槽之前路面亦表现出其他破坏现象而需要治理。因而该种病害相对来说很少。（4）桥面铺装层等构造物产生坑槽。由于水泥混凝土梁与沥青铺装层的材料差异较大，层间粘结处的变形不一致，为了减少桥面的水损坏，对桥面防水层和粘结层的要求越来越高。但由于种种原因，使得层间局部粘附性较差，并出现分层，使得沥青铺装层在车辆荷载和水的共同作用下形成剥落，最终产生坑槽。在日常养护中，桥面翻浆现象比较严重，每次连续雨天过后桥面容易出现坑槽，由于桥面铺装层一
5、般在 10cm，因而该类坑槽相对来说都不算深，约 3-5cm. 2.2 沥青路面坑槽的维修机理沥青路面产生坑槽破损不仅严重影响路面的表面功能和使用性能。更对安全有很大的影响。坑槽及时修补的功效，总的来说可以概括为如下几点：（1）恢复沥青混凝土路面的表面功能，恢复行车的平顺性和舒适性。（2）坑槽的破坏减薄了结构层，及时修补能恢复路面的局部强度和承载能力。（3）弥补坑槽破损处原有路面的强度和耐水性的不足，具有明显的补强作用。（4）改善破损处承受车辆和水等外部荷载的进一步破坏扩展，做到防治结合。3 坑槽修补材料的研究3.1 坑槽冷修补材料。沿海高速养护使用的是安固补路通，这种快速补路材料呈黑色颗粒状
6、固体，有石油溶剂气味，不溶于水，无腐蚀性，符合环保要求。一般有 2 种集料规格：第一种主要骨料粒径为 8-10mm，可用来修补深度在 30mm 以上的坑槽；另一种主要骨料粒径为 3-5mm，可用来修补深度在 30mm 以下的坑槽。因沿海高速路面坑塘多为 30mm 以上，所以采购材料都是第一种规格。该种安固补路通材料无需加热或搅拌，无需特别工具或技能，操作简单方便，自由流动性高，与其他材料粘结性强，可以在低温、酷暑等气候下实现对路面坑槽的 24h 修补。修补完工可立即开放交通，解决了传统路面因受养护期、气候、材料等因素，而使路面坑槽不能及时修补，或者在修补过程中严重影响交通的固有弊病。其一般为桶
7、装，密封桶装储存可长达 10 个月以上。开桶后，用剩余料不会短时硬化固结，在 1 个月内仍可正常使用。3.2 坑槽热修补材料。用于日常养护的热修补材料主要为各种规格的沥青混合料，由于沿海高速一般的坑槽为 3-10cm 左右，为了保证修补处的压实度，不发生离析现象。根据实际经验，选择常用的规格为 AC-13 及添加改性剂这类粒径较小的集料。该种材料对高温防车辙、低温抗裂缝、雨季抗水损坏具有显著效果。4 坑槽修补工艺的研究4.1 冷料冷补工艺该施工工艺主要用于应急性修补，通常先要开槽成型，将待补坑槽松散物、灰尘或淤泥清除，倒入冷补料。松铺系数为 1.2-1.5，摊铺均匀，保证坑槽周边材料充足，但不
8、要漫散至坑槽边沿外的路面。后用平板夯压实，深度在 6cm 以上的坑槽必须分层投料夯实。若密实度不足，则经车辆行驶碾压，修补处会略有下沉，此时不必挖除坑内原填冷补材料，只需将更细一级的冷补料铺上压实即可。为防止此类情况的发生，通常使修补后坑槽地表面略高于周围路面约 510mm。运行一段时间修补处即会与路面持平。每桶 25kg 装的冷补材料可修补面积约为 50cm*50cm、深 4.5cm 左右的坑槽。使用冷补材料只需要大约 10min即可开放交通。4.2 热料热补工艺随着养护设备的发展，逐渐采用加热设备进行路面的就地热修补，能较好地解决接缝的问题，并且热修补技术明显提高施工质量。我们使用的设备是
9、英达科技公司生产的“修路王”设备，其主要原理是采用 100高强度辐射热加热墙，先将沥青路面加热、耙松、喷洒乳化沥青，使沥青料再生，再加入热的新料，用自带的压路机将其压实，能够达到很好的修补效果。这类就地热修补设备的主要工艺包括：（1）测定破坏部分的范围与深度，按“圆洞方补、斜洞正补”的原则，划出坑槽修补轮廓线（正方形或长方形），适当外移 5 cm 左右，使得接缝处理效果更好；（2）将加热板调整到合适的位置，选择适当的加热区域；（3）用加热板加热待修的区域，可以自行设定时间，一定时间后路面被软化；（4）耙松软化的路面，切边；（5）喷洒乳化沥青形成一层粘接沥青，从料仓中输出一直保温的新的沥青混合料
10、；（6）摊铺整平，再喷洒适量乳化沥青作为再生剂；（7）由边部向中间反复压实 46 遍；（8）清理作业区域，开放交通，通常夏季开放交通略晚。一般情况下修路王修补加热墙面积范围内的病害大概需要 20 min，修复后接缝密合、平整、美观、耐久。4.3 热料冷补工艺通常路面在通车几年后，一场雨会引起全线路面出现几百、上千个坑槽。为了确保行车安全，我们采用综合养护车热修补设备加热仓保温热料，对坑槽进行修补。使用切缝机切除路面损坏部分，槽内清理干净后喷洒乳化沥青，然后摊铺沥青混合料，整平后使用综合养护车自带的小型压路机由边部向中间反复压实 46 遍,最后在接缝处刷上 TL2000 进行防水处理。5 修补工
11、艺的寿命周期费用分析沿海高速公路南沈灶养护中心管辖段坑槽破损表现形式主要有以下两种，主线路面损坏主要是表面层产生坑槽和桥面铺装层上产生坑槽，例如东台和南沈灶互通主线桥由于桥面铺装层有剥落现象，产生坑槽比较严重。南沈灶养护中心在处理影响交通应急的路面坑塘时，选用安固补路通材料，此材料修补后可以及时开放交通，2010 年冷料冷补坑塘单层共计面积 85.23 米 2；对于修补数量多的坑槽，多采用购买江苏鸿海建设工程有限公司生产的 AC-13 沥青混合料修补，2010 年热料冷补坑塘单层共计 339.2 米 2。通过沿海高速南沈灶养护中心管辖段所修补的路面实践经验，分析如下：（1） 冷修补技术。对于冷
12、补材料修补坑槽，可以充分发挥施工方便、开放交通快的优点，但由于与原路面较薄弱的粘结性，在行车荷载和雨水的不断冲刷下其最终的修补寿命通常达到 2 个月左右即需要再次处理。对于 50cm*50 cm 的表面层坑槽，通常需要一桶25kg 的冷料，这是一种应急性的修补措施，可以解决临时性的影响安全的坑槽修补。但作为全线的日常使用，相对来说价格偏高。（2） 热补技术通常需要配备较昂贵的修路设备，一次性投资较大，但是每次的原始材料成本非常低，通过对路面病害修补的合理安排、统筹规划，日常养护成本将可以降到最低。通常采用热修补技术修复的坑槽能达到 1 年以上才需要再次修补，而有的已达到了永久性修复的水平。对于
13、具有独立养护职能的高速公路养护单位，采用大型热再生修路设备，无论从经济效益，还是公路养护质量，均具有明显的优势。6 结束语沥青路面坑槽的修补质量除与修补材料的性能有很大关系外，还在很大程度上取决于坑槽修补的工艺方法。通过研究沿海高速实际养护作业中的冷料冷补、热料冷补以及热料热补 3 种工艺，认为冷料冷补作为应急性修补具有很好的适用性；而热料冷补适合大量的坑槽修补；热料热补尽管初期设备投资较大，但通过病害修补的合理安排，其每次的养护成本并不高，并且修补的质量明显优于其他工艺，是高速公路养护单位日常养护的首选工艺。参考文献： 【1】 高速公路养护管理手册 人民交通出版社 【2】 路基路面工程 人民交通出版社 【3】 路基路面施工与质量控制 人民交通出版社
