瀝青路面坑槽修補工藝的研究

1、瀝青路面坑槽修補工藝的研究        摘 要：根據(jù)瀝青混凝土路面坑槽破壞的機理以及瀝青路面坑槽修補的最終目的，結(jié)合高速公路日常養(yǎng)護中坑槽修補的各種材料和工藝的應(yīng)用研究，提出獲得理想維修效果的具體要求。 引言 坑槽是瀝青路面的典型病害，嚴重影響路面的平整度和行車的舒適性。若不及時修補，在荷載和水的綜合作用下。破壞會較快，造成養(yǎng)護費用的增加并嚴重危及駕乘人員的安全。由于其安全隱患大，通常在高速公路的養(yǎng)護管理中明確提出了“坑槽不過夜”的養(yǎng)護要求。本文根據(jù)瀝青路面坑槽修補的最終目的，對比研究日常養(yǎng)護中坑槽的不

2、同修補材料和修補工藝f冷料冷補、熱料熱補和熱料冷補），使之能達到理想的維修效果。以期對坑槽修補材料和修補工藝的應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)作用。 1、坑槽破損和維修機理 1.1坑槽破損主要表現(xiàn)形式 （1）表面層產(chǎn)生坑槽由于瀝青路面上面層混合料局部空隙率較大、瀝青與石料問的粘附力不強，路表水（雨水或雪水）進入并滯留在表面層瀝青混合料中，在行車荷載尤其是重載車輛的不斷作用下，產(chǎn)生的動水壓力使表面層的瀝青從石料表面剝落下來，瀝青路面便會出現(xiàn)局部松散破損。散落的石料被車輪甩出，路面自上而下逐漸會形成坑槽。這類坑槽通常深度為25cm，在瀝青路面早期破壞中是各類坑槽中最早產(chǎn)生，也是產(chǎn)生數(shù)量最多的一類。 （2）表面層

3、和中面層同時產(chǎn)生坑槽當瀝青路面表面層和中面層都是空隙率較大的半開級配瀝青混合料，而底面層為空隙率較小的密級配瀝青混合料時，路表的自由水較易滲入并滯留在表面層和中面層內(nèi)。行車荷載的作用使得中、上面層內(nèi)的瀝青剝落，瀝青混合料失去粘結(jié)強度，導(dǎo)致路表面產(chǎn)生網(wǎng)裂、形變（局部沉陷）和向外側(cè)推擠，并最終出現(xiàn)粒料分離。粒料被行車作用帶離，最終形成坑槽，此類坑槽完全形成后深度一般為8-10cm.由于近年來高速公路的中上面層均采用密級配混合料，同時對預(yù)防性養(yǎng)護的重視，對坑槽及時修補，因而此類坑槽產(chǎn)生數(shù)量不是太多。 （3）底面層和基層問產(chǎn)生坑槽此類病害容易發(fā)生在翻漿現(xiàn)象非常嚴重的路面，在重載車輛作用下，自由水產(chǎn)生很

4、大的壓力沖刷基層混合料表層細料，形成灰白色漿。在動水壓力和孔隙水壓力的反復(fù)作用下，使得整個面層范圍內(nèi)的基層粒料出現(xiàn)松散，并反射到面層，形成惡性循環(huán)。最終會導(dǎo)致坑槽出現(xiàn)。這類坑槽完全形成后通常深度都大于10cm，并且絕人多數(shù)都在車流量較大的行車道上或重載車輛較多的道路上。發(fā)生該類病害時，通?；鶎右惨褔乐仄茐模以谛纬煽硬壑奥访嬉啾憩F(xiàn)出其他破壞現(xiàn)象而需要治理。因而該種病害相對來說很少。 （4）橋面鋪裝層等構(gòu)造物產(chǎn)生坑槽由于水泥混凝土梁與瀝青鋪裝層的材料差異較大，層問粘結(jié)處的變形不一致，為了減少橋面的水損壞，對橋面防水層和粘結(jié)層的要求越來越高。但由于種種原因，使得層間局部粘附性較差，并出現(xiàn)分層，

5、使得瀝青鋪裝層在車輛荷載和水的共同作用下形成剝落和稅皮，最終產(chǎn)生坑槽。在日常養(yǎng)護中，橋面翻漿現(xiàn)象比較嚴重，每次連續(xù)雨天過后橋面容易出現(xiàn)坑槽，由于橋面鋪裝層一般在10cm，因而該類坑槽相對來說都不算深，約3-5cm.  1.2瀝青路面坑槽的維修機理瀝青路面產(chǎn)生坑槽破損不僅嚴重影響路面的表面功能和使用性能。更對安全有很大的影響?？硬奂皶r修補的功效，總的來說可以概括為如下幾點： （1）恢復(fù)瀝青混凝土路面的表面功能，恢復(fù)行車的、平順性和舒適性。 （2）坑槽的破壞減薄了結(jié)構(gòu)層，及時修補能恢復(fù)路面的局部強度和承載能力。 （3）彌補坑槽破損處原有路面的強度和耐水性的不足，具有明顯的補強作用。 （4

6、）改善破損處承受車輛和水等外部荷載的進一步破壞擴展，做到防治結(jié)合。 2、坑槽修補材料的研究 2.1坑槽冷修補材料這類快速補路材料呈黑色顆粒狀固體，有石油溶劑氣味。不溶于水，無腐蝕性，符合環(huán)保要求。一般有2種集料規(guī)格。第一種主要骨料粒徑為8-10mm，可用來修補深度在30mm以上的坑槽：另一種主要骨料粒徑為3-5mm，可用來修補深度在30mm以下的坑槽。 該種材料無需加熱或攪拌，無需特別工具或技能，操作簡單方便，自由流動性高，與其他材料粘結(jié)性強，可以在低溫、酷暑等氣候下實現(xiàn)對路面坑槽的24h修補。修補完工可立即開放交通，解決了傳統(tǒng)路面因受養(yǎng)護期、氣候、材料最低購買量的制約，而使路面坑槽不能及時修

7、補。或者在修補過程中嚴重影響交通的固有弊病。其一般為桶裝，密封桶裝儲存可長達10個月以上。開桶后，用剩余料不會短時硬化固結(jié)，在1個月內(nèi)仍可正常使用。 2.2坑槽熱修補材料用于日常養(yǎng)護的熱修補材料主要為各種規(guī)格的瀝青混合料，由于一般的坑槽只有5cm左右，為了保證修補處的壓實度，不發(fā)生離析現(xiàn)象。根據(jù)實際經(jīng)驗，選擇日常用的熱料規(guī)格主要為AC-16或AC-13及添加改性劑的這類粒徑較小的集料。1         3、坑槽修補工藝的研究3.1冷料冷補工藝該施工工藝主要用于應(yīng)急性修補，通常先要開槽成型，將待補坑槽松散物、灰塵或

8、淤泥清除，倒入冷補料。松鋪系數(shù)為1.2-1.5，攤鋪均勻，保證坑槽周邊材料充足。但不要漫散至坑槽邊沿外的路面。后用夯錘或振動式路碾機壓實（日常施工時通常采用平板夯，如遇特殊情況可直接使用夯錘），深度在6cm以上的坑槽必須分層投料夯實。若密實度不足，則經(jīng)車輛行駛碾壓，修補處會略有下沉，此時不必挖除坑內(nèi)原填冷補材料，只需將更細一級的冷補料鋪上壓實即可。為防止此類情況的發(fā)生，通常使修補后坑槽地表面略高于周圍路面約510mm）。運行一段時間修補處即會與路面持平。每桶25kg裝的冷補材料可修補面積約為50 cm50cm、深4.5cm左右的坑槽。使用冷補材料只需要大約10min即可開放。3.2熱料熱補工藝

9、隨著養(yǎng)護設(shè)備的，逐漸采用加熱設(shè)備進行路面的就地?zé)嵝扪a，能較好地解決接縫的問題，并且熱修補技術(shù)明顯提高施工質(zhì)量。市場上使用的設(shè)備如英達科技公司生產(chǎn)的“修路王”設(shè)備以及河南高遠養(yǎng)護公司生產(chǎn)的熱修補設(shè)備等，其主要原理是采用100高強度輻射熱加熱墻，先將瀝青路面加熱、耙松、噴灑乳化瀝青，使瀝青料再生，再加入熱的新料，用自帶的壓路機將其壓實，能夠達到很好的修補效果。這類就地?zé)嵝扪a設(shè)備的主要工藝包括：（1）測定破壞部分的范圍與深度，按“圓洞方補、斜洞正補”的原則，劃出坑槽修補輪廓線（正方形或長方形），適當外移5 cm左右，使得接縫處理效果更好。（2）將加熱板調(diào)整到合適的位置，選擇適當?shù)募訜釁^(qū)域。（3）用加

10、熱板加熱待修的區(qū)域，可以自行設(shè)定時間，一定時間后路面被軟化。（4）耙松軟化的路面，切邊。（5）噴灑乳化瀝青形成一層粘接瀝青，從料倉中輸出一直保溫的新的瀝青混合料。（6）攤鋪整平，再噴灑適量乳化瀝青作為再生劑。（7）由邊部向中間反復(fù)壓實46遍。（8）清理作業(yè)區(qū)域，開放交通，通常夏季開放交通略晚。一般情況下修路王修補加熱墻面積范圍內(nèi)的病害大概需要20 min，修復(fù)后接縫密合、平整、美觀、耐久。3.3熱料冷補工藝熱料冷補適合于雨天搶救性修復(fù)。通常路面在通車幾年后，一場雨會引起全線路面出現(xiàn)幾百、上千個坑槽。為了確保行車安全，可以利用熱修補設(shè)備的加熱倉保溫?zé)崃希鼐€填補坑槽。此時不用對原始坑槽進行處理，

11、填滿后直接壓實，待好天后用加熱墻對原修補坑槽接縫處進行加熱處理。這樣既達到了道路安全防范的應(yīng)急處理，同時也不影響路面的修補質(zhì)量，此措施越來越多地被高速公路養(yǎng)護單位在雨天施工時所采用。4、修補工藝的壽命周期費用分析4.1冷修補技術(shù)根據(jù)養(yǎng)護的大量實踐，對于冷補材料修補坑槽，可以充分發(fā)揮施工方便、開放交通快的優(yōu)點，但由于與原路面較薄弱的粘結(jié)性，在行車荷載和雨水的不斷沖刷下其最終的修補壽命通常達到2個月左右即需要再次處理。對于50 cmx50 em的表面層坑槽，通常需要一桶25kg的冷料。這是一種應(yīng)急性的修補措施?？梢越鉀Q臨時性的影響安全的坑槽修補。但作為全線的日常使用，相對來說價格偏高。4.2熱修補技術(shù)就地?zé)嵝扪a技術(shù)通常需要配備較昂貴的修路設(shè)備，一次性投資較大，但是每次的原始材料成本非常低，相當于瀝青混合料的材料價格加上所耗費的液化氣價格，通過對路面病害修補的合理安排、統(tǒng)籌規(guī)劃，日常養(yǎng)護成本將可以降到最低。通常采用熱修補技術(shù)修復(fù)的坑槽能達到1年以上才需要再次修補，而有的已達到了永久性修復(fù)的水平。對于具有獨立養(yǎng)護職能的高速公路養(yǎng)護單位，采用大型熱再生修路設(shè)備，無論從效益，還是公路養(yǎng)護質(zhì)量，均具有明顯的優(yōu)勢。5、結(jié)語瀝青路面坑槽的修補質(zhì)量