改进挖补法在高速公路坑槽修补中的应用

邹君俊

(福建省福泉高速公路有限公司，福建 福州 350001)

1 挖补法的改进及细化

传统挖补法的施工工序为：放样→开槽→坑槽清理→界面处理→坑内推平摊铺→振动压实→喷洒粘结剂封缝防水→外观质量检查。

改进及细化后的工序为：放样→病害部位开槽并测定开槽深度→精度切割配合液压镐进行开槽→坑槽清理→坑槽加热干燥→界面处理→坑外卸料及不合格料处置→人工二次铲料摊铺→静、振结合压实→喷洒粘结剂及贴封带加强封缝防水→外观及试验质量检查。

1.1 挖补法工艺的改进

1.1.1 封缝防水的改进

在压实后对新旧结构接缝处，喷洒沥青类粘结剂，并增加贴缝带进行封闭加强，使其达到真正的无缝修补，且美观，经过对封缝防水部分改进，对接缝的结合、平整度和封缝防水有了质的提升，如图1所示。

(a)无贴缝防水

(b)有贴缝防水图1 贴缝防水

1.1.2 坑槽开挖结构与方式的改进

1)结构形式。在结构形式上，由垂直壁面改为坑槽顶面点斜30°左右至底面的斜坡面，使新旧结构处的接缝为斜接缝，使得结合面变大，提高了两者间的粘结性能，分散了车辆在通过新旧结合处的拉应力和剪应力，并加大受力面，从而削弱了拉裂和剪切破坏的力能。

2)精细切割。在开槽上，采用带深度控制功能的切割机和液压镐配合进行精度开挖，液压镐对原地面扰动轻且能带来较好的施工环境，带深度控制功能的切割机则能降低开挖的难度，且能保留较好坡度和开挖面，为新旧结构的结合提供良好的条件，如图2所示。

(a)带深度控制功能的切割机

(b)改进的结构形式及切割方式图2 改进后结构形式及切割方式

精细切割计算式：

斜坡宽度(a)=坑槽修补深度(h)×(tan30°)

等分段切割深度为=切割等分段长度/(tan30°)

精细切割线根据宽度进行平均等分(根据坑槽的深度决定，n一般取值3～4)。

1.2 挖补法工艺的细化

1)在开挖上，应以路面结构层进行控制，避免夹层，使开挖后的坑底较为平整且保持较好的整体性，使原底面和新料的结合及压实质量得到提升；由于荷载作用于坑槽纵缝紧靠外侧为最不利荷载条件,因此，尽量避免将壁缝设置在轮迹带上，且开挖轮廓线距病害边缘线最小距离不应小于10 cm，防止开挖作业面及边界修饰等方面产生影响。

2)在槽内干燥上，使用加热设备对槽内进行加热，在干燥同时也软化坑槽周边的原地面，使新旧结合面的接缝不再是冷接缝而是热接缝，促进二者结合，提高修补质量。

3)在界面处理上，先对坑壁四周边缘进行喷洒，再根据底面的情况进行处理；避免边缘喷洒的过多或过少补喷后流至底部形成液坑，使粘结性降低或成型后出现泛油现象。

4)在卸料上，新料应卸在开挖坑槽外的原地面上，防止因卸落重力，使槽内卸料位置的松浦厚度与周边产生差异，造成压实度不足；卸料时应对离析但不影响使用的新料进行人工调整后，通过人工用铁铲二次向开挖槽内倒扣填料。

5)在摊铺上，从四周边缘开始向中间摊铺，先在坑槽周边轮廓线位置填细颗粒材料，以提高坑槽周边材料的密实度和压实后新旧结构间的平整度，用稍粗的材料置于修补区域下层，来保证新料的结构强度。

6)不合格料处理上，每天第一次出料，将受到柴油污染的新料弃除。由于拌和、运输、卸料过程中受到物理作用、温度差异、机械装置等因素影响，不可避免会产生局部材料离析，填料时弃除明显离析的部分新料，防止修补块局部空隙率变大导致的二次水损破坏。

7)在碾压的顺序上，应静压振压相结合，先静压两遍，由边到中、先横缝后纵缝，由低往高碾压，轮迹重叠，避免新料由中往四边推移降低中部的密实度，在形成初步密实的情况下也保证了新旧路面平顺衔接无薄层；再振压两遍，顺序与静压相同，通过材料与压路机的共振完成对深层材料的碾压，达到最终密实。最后进行收光静压，保证最终平整度。

1.3 质量检查

鉴于坑槽修补的小面积特点，其验收方式以无损检测为主，通常结合日常巡查进行现场抽检核对验收，必要时应定期组织抽样检测验收。验收检查的项目一般采用外观质量、渗水系数和构造深度。

2 工程实践与分析

2.1 工程概况

福泉高速公路全长共 154 km(K2076+319～K2230+742)，其中宏路、驿坂由专业坑槽修补的外协队伍进行，而莆田则是由福泉公司养护站员工自行修复。在机械上三个辖区均采用修补主作业，材料上采用相同配合比的沥青混合料，其中莆田、泉州使用同一个拌和站进行供料，辖区养护站则对修补材料进行定期或不定期的抽检，较大程度上缩小了各辖区机械和材料上的差异。

2.2 三辖区实验段指标数据采集(见表1～2)

由表1及表2对比分析，可以看出莆田辖区坑槽路段修补前后的PCI与RQI的指标有较高的提升,且质量抽检上的合格率也较其他辖区高，尤其是渗水指标平均值即将接近100%，使防水效果得到质的提升，而宏路、驿坂辖区的坑槽路段修补前后效果不理想，特别是宏路辖区的BK2119+000-BK2120+000路段出现了重复修补的现象。

表1 年初路面检测相关数据

表2 年末路面检测相关数据及质量验收抽检结果

2.3 三辖区实验段经济指标分析(见表3)

表3 各年辖区维修费用及病害处置费用比重表

由表3可看出宏路、驿坂辖区在坑槽松散等损坏类型上，所占辖区维修费比重相对较大，而莆田辖区坑槽松散等损坏类型所占辖区维修费比重相对较小，本研究针对坑槽类损害费用进行了单独统计分析，对比了近三年的该类费用及增幅，采用了改进工艺的莆田路段在修复费用逐年递增的情况下，保持了2018年、2019年维修费用增幅明显较其他两个路段降低，从长远来看莆田段落的养护成本得到一定的降低。

3 分析及结论

对传统的挖补法进行工艺改进及细化后，经过实践检验，无论是路面检测相关数据指标或是经济效益方面均有显著优势。

1)质量方面。坑槽病害的危害毋庸多言，若在初期没有得到较好处置，加之路面水与交通荷载的作用隐患将逐步扩大、加深并汇集在一起，由影响行车舒适性转变为存在行车安全的质变。改进后的修补工艺提高了新结构的粘附性、抗剪和抗拉能力以及防水能力，细化后的修补工艺使修补后的质量得到整体的提升。使路面破损状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI、渗水合格率、外观合格率等指标均有明显提高，各年优势均充分体现。

2)成本方面。在相同情况下，改进后的挖补法在坑槽、松散等损坏类维修费用及费用占比方面明显优于其他方式，且此种病害的维修费用也逐年较为稳步上升，可以作为预估以后各年维修费用的参考。

由此可知，好的、细的挖补法修补工艺可以提高路面的使用舒适性，放缓路面被病害损坏的速度，且修补后的沥青路面继续使用寿命更长，从而减缓大、中修的时机，其养护成本更低，更经济，希望能够给类似工程提供参考和借鉴。

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