沥青路面坑槽快速养护应用技术研究

■高明月

(长沙理工大学 交通运输工程学院，长沙 410000)

0 引言

随着我国高速公路的建设发展， 沥青路面凭借行车舒适性高、 耐久性好等优点在我国公路建设中占主体地位。沥青路面的种类、铺筑工艺以及使用性能不断拓展和改善，并较多的用于高等级道路，现代化的道路建设技术促进了道路系统的快速发展， 同时也使道路养护技术出现很多新的特点。

传统公路养护大体上分为冷补、 热补和热再生修补[1]，操作流程复杂、造价高、施工时间长，易造成交通拥堵及环境污染。 而沥青路面坑槽快速养护方法采用修补材料预制的方式，首先确保修补材料达到足够的压实度，保证其材料性能良好；其次，减少了对材料进行加热的环节，在某种程度上可以节约施工时间。交通需求的增强使如何采用简便有效的手段对路面进行养护， 已成为公路养护中的重要课题。

目前对坑槽养护的研究主要集中在修补材料的研发，研发出LB 溶剂型稀释沥青[2]、AH 型冷补混合料[3]、水性环氧冷补沥青［4］、多种矿质黏土和3 种稀释剂制备出的冷补沥青混合料［5］、改性树脂冷拌混合料［6］以及钢桥面铺装使用的环氧树脂混凝土等[7]多种材料，克服了传统冷补沥青初期强度不高、接缝粘结力弱、耐久性差等缺陷，使坑槽冷补在保证时间的同时进一步提高了坑槽冷补的质量。若采用热补法，使用沥青瓦[8]，改进了坑槽修补后路面耐久性问题。 本文采用修补块预制方式对沥青路面坑槽进行快速修补，并对其进行经济效益分析。

1 坑槽修补机理分析

沥青路面坑槽修补后， 坑槽中的修补材料在交通以及外界因素的作用下承受各种力的作用[9]。因交通原因会受压应力、拉应力、剪应力的作用，由于下雨等因素，坑槽修补后还易受到动水压力和真空吸力的作用。

1.1 受压、拉应力

在交通荷载的作用下， 坑槽内的修补材料受到压应力的作用，上层0～5cm 承受的压应力最大，轴载越大，形成的压密形变越大；当车辆驶近或者驶离坑槽位置，坑槽内材料出现拉压循环，可能会造成疲劳破坏，同时接缝处的拉应力存在新旧材料被拉开的风险。

1.2 受剪应力作用

在车辆荷载的作用下， 修补材料在不同深度受到不同大小的剪应力影响，车辆荷载越大，坑槽易产生剪切破坏。同时接缝处在剪应力的作用下，新旧材料存在被剪开的可能。 对于坑槽底面，底面边缘处存在拉弯应力，水平方向的作用效果在底缘缝隙被传递， 加之自身剪应力的作用，修补材料底面易与旧路面失去粘结作用。

2 坑槽快速养护

2.1 现场试验

本文中的试验地点位于广东深圳， 气候类型是亚热带季风气候，雨热同期，降水充沛，夏季高温多雨，加之深圳交通量大，沥青路面易产生车辙、坑槽、裂缝等病害，现场主要针对坑槽进行快速养护试验。

文中涉及的修补材料包括三大类:找平层、修补块、灌缝材料。由于修补块为实验室预制，所以对坑槽底部需要进行找平，采用的找平材料为环氧砂浆，灌缝材料为自主研发。施工过程如图1 所示。坑槽快速修补技术主要步骤主要包括坑槽清除、找平、修补块拼装、接缝处理，与传统的方法比较， 此方法可节约施工时间同时降低修补成本。 此外，该方法还可处理沥青路面龟裂、网裂等局部病害。

环氧砂浆采用干燥普通河砂， 粒径小于等于2.36mm。 修补快材料采用环氧树脂混凝土，集料是石灰岩碎石和石灰岩加工的机制砂， 粗集料和细集料的质量均符合 《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2017)有关规定。 其级配类型如表1 所示。

表1 碎石级配表

图1 坑槽修补施工步骤

2.2 施工质量控制

采用快速养护技术对坑槽进行修补时， 需要采取一定的控制措施， 保证坑槽修补后能够达到预期的修补效果，主要对修补块的预制、找平层、灌缝材料三方面进行施工质量控制。

(1)修补快预制控制。 修补块中的粘结料分为A、B 两个组分，其中A 为E-41 型环氧树脂，B 组分为固化剂和其他添加剂的混合物，B 组分长期放置会存在分层现象，在使用过程中需搅拌均匀后使用。 由于混合物有着良好的化学稳定性，分层现象的产生并不会影响力学方面的性能。 环氧树脂混凝土的拌合采用冷拌法，混合后直接拌合。最后用辗压成型仪进行碾压，保证混合了中骨料密实。

(2)找平层。坑槽切割凿除后，坑槽周围松散的颗粒以及杂物要清扫干净， 坑槽底部要平整， 突兀的部位要铲平，无明水。环氧砂浆中的粘结材料要按照一定的比例进行配制，配制好的环氧砂浆倒入坑槽中，保证砂浆面与切缝壁的标记线平齐。 后放置修补块， 并用橡胶锤轻轻击打，至板与路面平齐。

(3)灌封材料。 灌封材料A、B 组分采用搅拌器顺时针搅拌，至颜色为淡黄色停止搅拌，表明搅拌均匀。 操作灌封枪，吸入混合液，枪头对准缝隙进行接缝处理，直至缝中胶面高度不再下降并且与路面平齐。 40min 后，每隔5min检查胶面，保证在灌封料达到表干时才能开放交通。

坑槽修补完成后做好施工记录， 包括坑槽面积和深度、施工天气、日期等参数，为后期施工技术的改进提供参考。同时每隔一周观测坑槽的修补质量，分析其影响因素，持续改进施工，保证交通的畅行，提高道路的使用寿命。

3 经济效益

沥青路面坑槽修补工艺大体上有冷料冷补、 热料热补、热料冷补，结合深圳高速公路实际维修方式，本文以热补、冷补与快速养护技术进行对比分析，如表2 所示。

表2 快速养护与传统养护对比

关于以上数据，说明如下：

(1)工程造价以1m3坑槽为例，材料单价均参考试验时材料的市场价格；

(2)表中数据只对坑槽的修补材料和修补质量进行统计。

以一个修补面积为1m2， 深度为7cm 的坑槽修补为例，以一年为一个周期分析各修补方式的全周期成本，如表3 所示。

表3 一个周期快速养护与传统养护对比(单位:元)

结合表2 和表3 结果可以看出， 快速养护方式的修补材料单价大于冷补、热补，但快速养护方式修补效果优于冷补和热补，可以减少坑槽修补次数，从而减少施工成本，节约施工时间，缓解因施工带来的交通拥堵问题。

4 结论

本文提出一种对沥青路面坑槽快速养护的方法，并进行现场试验，针对关键步骤提出质量控制，并与坑槽热补、冷补两种方式进行经济效益对比分析，快速养护的效果优于热补和冷补，可以减少坑槽的修补次数，一定周期内可节约施工成本， 同时也可缓解因道路病害产生的交通拥堵问题。随着社会的进步与发展，沥青路面的养护技术将更加的先进、智能、绿色，全面保证交通畅行。