高速公路沥青路面坑槽修补方法研究

2010-12-13韩震华北高速公路股份有限公司北京100176

天津科技 2010年6期

韩震（华北高速公路股份有限公司北京100176）

高速公路沥青路面坑槽修补方法研究

韩震（华北高速公路股份有限公司北京100176）

高速公路沥青路面由于各种原因容易产生多种病害，其中坑槽是常见病害之一，严重地影响路面的质量和使用寿命，为行车造成了安全隐患。旨在对沥青路面坑槽病害形成原因、修补方法、工艺等进行论述，探索方便、简易的施工方法以用于高速公路沥青路面的日常养护维修中。

高速公路沥青路面沥青混合料坑槽修补

0 引言

近年来，高速公路在我国有了突飞猛进的发展，截止到2009年底，我国高速公路通车总里程达到6.5万km，居于世界第二位。长期以来，公路建设一直是我国公路发展的首要任务，但是如今我国早期修建的高等级公路大量进入养护期，新建路面由于各种原因出现病害，这些问题值得我们关注。根据对实际沥青路面破损形式的分析资料可知，在各类破损形式中，坑槽所占比重最大，在沥青路面养护维修工作当中，对坑槽的维修工作也最为普遍，而且频率最高、难度较大。这类破损对沥青路面的使用性能和使用寿命影响也较大。

坑槽是沥青路面典型的病害，它不仅严重影响路面的表面功能和使用性能，对安全也有很大的影响。坑槽修补主要是针对坑槽、局部网裂、龟裂等病害的修补和加强，同时还可对局部沉陷、拥包以及滑移裂缝等病害进行修补。通常沥青路面坑槽修补的施工工艺为：测定破坏部分的范围和深度，按“圆洞方补”的原则，划出大致与路中心线平行或垂直的挖槽修补轮廓线（正方形或长方形）。开槽应开凿到稳定部分，槽壁要垂直，并将槽底、槽壁清除干净。在干净的槽底、槽壁薄刷一层粘结沥青，随即填铺备好的沥青混合料；新填补部分应略高于原路面，待行车压实稳定后保持与原路面相平。

1 坑槽的表现形式及形成机理

1.1 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。这类坑槽是数量最多的一类。

1.2 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。由于近年来高速公路的中上面层均采用密级配混合料，同时对预防性养护加强，对坑槽及时修补，因而此类坑槽产生数量不是太多。

1.3 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，最终会导致坑槽出现。这类坑槽完全形成后通常深度都大于10 cm，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。该种病害相对来说很少。

1.4 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，沥青铺装层在车辆荷载和水的共同作用下形成剥落和蜕皮，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。

归根结底沥青路面形成坑槽病害主要是因为路面沥青的粘附性差、沥青路面和结构层的空隙率过大、铺装层开裂等原因导致水分渗入，而沥青路面面层排水系统设计不当，渗入的水分又无法及时排出，防水层被破坏，形成坑槽。

除了水损坏造成沥青路面形成坑槽以外，在高速公路建设过程中质量控制不足也有重要影响：①施工时混合料温度太高，使沥青老化，粘结力降低，脆性增加，在行车载荷作用下易形成坑槽；混合料温度太低，使摊铺不够均匀，压实不充分，导致压实度不够，也易形成坑槽。②路面的下面层标高控制不严，导致沥青上面层结构厚度不够，从而在行车载荷作用下，这部分混合料易被“带走”，形成坑槽。

2 修补工艺论述

沥青路面坑槽修补方法有许多种，大体上可分为3种：冷料冷补工艺、热料热补工艺和热料冷补工艺。每种方法都有各自的特点，适应的情况也不同，施工人员要根据实际情况选择相应适当的方法。

2.1 冷料冷补工艺

适用于应急性维修。首先要将坑槽内的污物、泥浆等清除干净，将调配好的冷补料倒入坑槽，铺涂均匀，保证坑槽内的冷补料材料充足，但不要漫出坑槽。再使用路碾机压实路面，比较深的坑槽要进行分层填补冷补料和分层压实。如果修补的压实度达不到要求，投入使用后会出现路面下沉现象，此时需进一步填充冷补料再压实。所以在实际操作过程中为避免出现下沉的现象，通常用冷补料填充的坑槽要比周边路面高出5～10 mm。冷补工艺操作时间短，修补10 min后即可投入使用。它还有施工方便的优点，但是修补后的材料与原路面的粘结性不好，在雨水冲刷和行车载荷作用下，修补后的路面通常2个月后要再次进行修补。这只是一种临时性的修补措施，可以及时解决影响安全的路面破坏。

2.2 热料热补工艺

热修补技术比冷修补技术更能满足质量要求。热修补技术的原理是应用辐射加热的方式加热沥青路面坑槽处，使沥青材料恢复到熔融状态，通过再生，再填充新料，使用压路机将路面压实，能够达到比冷修补更好的修补效果。但是施工的时间要比冷修补周期长，而且成本也相对高些。热修补技术通常需要配备昂贵的修护设备，原始性投资较大，但是每次修补的原料价格较低廉，通常修补后的坑槽路面可再次使用一年以上时间。这种修补技术适用于具有独立养护职能的高速公路养护单位，可以发挥长久优势。

2.3 热料冷补工艺

热料冷补工艺适合雨季对相应的受损路面进行抢修。沥青路面在投入使用后如果碰上雨季就会出现大量坑槽现象，如果不及时进行修补，这种坑槽就会恶化，严重影响路面的使用。热料冷补工艺的原理是暂时使用冷补料沿高速公路沿线填充坑槽，用压路机压实，使路面暂时满足通车要求，等雨停后再用热修补的技术设备及辐射加热的方式在坑槽处修补沥青路面的坑槽。这种工艺结合了两种修补技术的优点，使路面的修补不受时间和温度的限制。

2.4 其他工艺

除了上述几种坑槽修补方法外，还有一些特殊方法。比如采用沥青混合料预制块修补，对沥青路面破损处开槽修补的尺寸应等于预制块的倍数，预制块之间的接缝用填缝料填塞。此种坑槽修补方法较为简单，修补料的配比较易控制，密实度能得到保证。日本还研究出一种称为“荒川式斜削施工法”，此法是在返土、压平和补铺沥青混合料前，先将被切坑槽的边缘用特制工具切成45°斜坡形，然后再用喷燃器将边缘烧成粗糙形状，接着再铺压沥青混合料。这样可使新料和旧料紧密吻合在一起，不易出现裂缝。