沥青路面坑槽破损机理与修补技术研究
2019-08-03王永浩
王永浩
摘 要:进入21世纪之后,新建公路发展速度逐步趋于平缓,公路养护工作已成为公路部门的工作重点。坑槽修补是常见的养护工作之一,掌握沥青路面坑槽破损机理,采取切实可行的修补技术显得尤为重要。为此,该文在充分了解坑槽破损修补机理的基础上,结合具体工程案例,对施工中存在的技术难点进行了分析,并提出了相应的解决方案,通过规范各项施工工序,进一步提升修补效果。
关键词:沥青路面;坑槽破损;修补技术
中图分类号:U416 文献标志码:A
1 坑槽破损修补机理
在沥青路面上,坑槽属于一种常见的局部破损现象,如果不及时修补坑槽,在长期冲击荷载的影响下,极易损坏局部路段。坑槽修补的病害主要包括坑槽、局部网裂及龟裂等,同时还能修补局部沉陷、滑移裂缝等。按照坑槽破损程度可将其划分为以下几种,具体见表1。
目前,在沥青路面坑槽修补中,往往先将破坏部分的范围、深度准确测定出来,基于“圆洞方补”原理,可将垂直或平行于路中心线的挖槽修补轮廓线划出,该轮廓线形状以正方形、长方形为准。需开槽至稳定部分,且垂直槽壁,并清理干净槽底、槽壁。随后将一层黏结沥青均匀涂刷到槽底、槽壁部位,并将准备好的沥青混合料填铺其上,相比原路面,新填补部位应高出一些,当行车压实、稳定之后,即可保证新填补部位和原路面高度一致。
2 工程概况
该道路工程属于亚热带季风气候,全年气温较高,且降雨量充沛,年平均雨天为151天,全年降雨量集中于4~9月份。该路段自通车运营以来,交通量日益增多,经行车荷载及自然因素影响,路面逐渐出现了大量不同程度的病害问题,原路面结构为4cmAC-13沥青混合料+6cmAC-20沥青混合料+8cmAC-25沥青混合料,其中坑槽病害较为严重。作为沥青混凝土路面常见病害之一,坑槽修补方法较多,当前常选用“冷凿热补法”进行坑槽修补处理。但在以往工程实践中,该修补法常常会遇到以下问题:第一,修补坑槽之后,未处理接缝;或常从接缝部位损坏;第二,碾压线路不规范,具有较大随意性,从而导致碾压密实度与设计要求不符;第三,卸料过程中,料口高度较大,铲料时极易出现沥青混合料离析问题。
2.1 主要技术难点
针对上述问题,可见该工程选用此修补法具有一定技术难度,主要技术难点如下。
(1)冷接缝为冷凿热补法的主要接缝形式,新旧材料之间黏结性较差,进而影响新旧材料的整体性能。同时,接缝位置属于最易损坏部位,渗水问题严重,在整个施工中,如何提升坑槽新旧材料之间的黏结力成了关键。
(2)坑槽修补具有局部、面积小的特点,因此碾压时,无法全面碾压,属于局部碾压,这种情况下修补面密实度难以保证。
2.2 解决方案
结合工程建设实际情况,为解决上述技术难点,需改进传统坑槽修补方法,经试验段检测可知,该改进技术具有良好的施工效果,可有效延长修补后路面的使用寿命。
(1)选取裂缝贴封缝。
(2)为确保坑槽四边新旧路面接缝紧密结合,新料摊铺过程中,需向坑槽外扩100 mm铺设新料,并通过铁耙从外向内进行施工。
(3)按照局部碾压法进行碾压施工,碾压线路为:四边-中心、前后-左右交替碾压。
3 沥青路面坑槽破损修补施工工艺
3.1 施工材料选择
(1)沥青混凝土。根据“同质修补”的原则,合理选用修补材料。经试验决定选用沥青混凝土混合料AC-13I,其配合比为12 mm~15 mm集料:6 mm~12 mm集料:0 mm~6 mm集料︰矿粉︰沥青=31︰18︰48︰3︰5.43,马歇尔试验结果见表2。
3.2 施工流程
(1)处置范围。为保证所有松散路面均被凿除,需合理确定处置范围,可按上述处置方法,向坑槽外扩100 mm作为处置范围。同时,按照“圆洞方补”原理,划出处置范围大概位置,以矩形为准,保证轮廓线平行或垂直于路面中心线,且设置到密实的路面。
(2)路面切割。顺着所划轮廓线通过切缝机进行切缝,要求切缝交叉位置搭接宽度满足设计要求,严禁超切、漏切,且在处置层厚度以内控制切缝深度。
当坑槽深度超过70 mm,修补需一层一层进行,层间搭接以阶梯状为准,一般在100 mm左右控制搭接宽度。切割的过程中,需同时放水,避免出现扬尘情况。
(3)凿除路面。切缝过程中,极易有水留在坑槽附近,可选用鼓风机吹干。凿除路面时,一般选用的凿除工具为风镐、电镐等,在与切缝相距50 mm处,逐步从处治部位-处置层-坑底稳定部位一步一步处理。
(4)坑槽清理。凿除路面后,坑槽内极易产生大量松散料,为此,在洒布沥青材料前,需选用专用工具將坑槽清理干净,细小颗粒清理则选用鼓风机即可,并吹干坑槽。
(5)涂洒沥青。待坑槽干燥程度符合设计要求后,可在其四周与底部位置均匀涂洒一层沥青,每平方米沥青用量可控制在0.8 kg,严禁漏涂。
(6)掺加沥青混合料。加热沥青混合料,普通沥青材料温度控制在140 ℃~150 ℃,改性沥青混合料略高,温度可控制在160 ℃~170 ℃,且保证施工过程中温度不低于该值。随后按照1︰30松铺系数进行混合料掺加。针对施工中卸料口高度问题,需合理控制卸料口与路面之间的距离,铲料过程中严禁扬场,避免材料离析。
(7)混合料修整。在工作面100 mm处置范围内铺筑完成加热的新料,通过铁耙从外到内进行施工,保证坑槽边缘被细料充分填充。为避免出现离析情况,可选取不带齿的铁耙耙平坑槽表面的沥青混合料,如果表面粗集料较多,或堆积,需及时将部分粗粒铲除。
(8)混合料碾压。按照从四边到中心及前后左右交替碾压的方式进行碾压施工,相比压路机轮宽,碾压重叠宽度约为1/3左右。针对新旧路面接缝位置,需骑缝碾压,或选用45°斜压。
该工程碾压选用小型振动压路机即可,按照1遍静压、3遍振压的方式施工,待完成静压后,需及时对新补路面表面、新旧路面接缝位置进行详细检查,如果存在缺料情况,需及时进行新料补充及碾压。
(9)裂缝贴封缝。根据接缝长度,将裂缝贴裁剪好,随后将裂缝贴一面的薄膜撕掉,并做另一面保留。随后与接缝对齐进行黏结,确保接缝与裂缝贴中心对准。待裂缝贴黏贴好之后,通过压路机进行碾压固定。
(10)开放交通。当沥青混合料冷却至设计温度之后,可及时将路面安全设施去除,并开放交通。
4 沥青路面坑槽破损修补效果分析
图1、图2分别为同时期、同路段修补的2个坑槽,通车2年后,2种修补法路面区别显著,其中,采用裂缝贴封缝改进工艺的坑槽,通车2年后基本无损坏,而传统工艺的坑槽,则在接缝部位逐步产生损坏现象。由此表明,选用该改进工艺,坑槽修补效果显著。
5 结语
综上所述,近年来,随着我国国民经济的不断提高,公路交通网络逐步完善,人们对公路工程的施工质量越来越重视。在公路工程中,沥青路面坑槽修补施工作为重要的施工技术,具有烦琐的施工流程和较大的施工难度,如果处理不好,极易产生更大的病害,这就需要施工单位充分掌握技术要点,加强路面坑槽处理,从而提高行车的安全性能,降低交通事故率。
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