瀝青路面坑槽修補研究

吳莉萍

（上海市浦東公路養護建設有限公司，上海市200137）

0 引言

坑槽是瀝青路面局部破損中最常出現的一種，而坑槽修補是瀝青路面日常養護維修工作中一項難度很大而又費工費時的工作。瀝青路面出現坑槽，其引起行車顛簸、振動產生的沖擊荷載是正常荷載的1.5～2倍。假如對路面坑槽不進行及時修補和加強，在荷載沖擊作用下，坑槽破損速度會加快并且連成一片，導致路段局部大面積破壞，從而嚴重影響行駛荷載的安全性和瀝青路面的使用壽命。對瀝青路面坑槽損壞形式進行研究，有助于在維修養護時對不同類型坑槽的識別，進而有利于開展坑槽修補工作，同時也可以依據不同類型、不同嚴重程度的坑槽采取相應的維修養護措施。

1 瀝青路面坑槽破損的類型

1.1 表面層產生坑槽

由于瀝青路面表面的水進入并滯留在表面層瀝青混合料中，在很多快速行駛荷載的作用下，多次產生的動水壓力使表面層的瀝青膠結料從集料表面剝落下來，路面自上而下漸漸會形成坑槽，如圖1所示。這類坑槽深度通常為2～4 cm，是各類坑槽中最早出現，也是出現數量最多的一種。由于瀝青混合料的不均勻性，坑槽總是首先產生于局部瀝青混合料空隙率較大處，故它經常是隨機分布的一個個孤立的坑槽。這類坑槽通常最多出現于以半開級配瀝青混合料為表面層的瀝青路面。

1.2 上面層和中面層同時產生坑槽

當瀝青路面上面層和中面層都是空隙率較大的半開級配瀝青混合料，而下面層為空隙率較小的密級配瀝青混合料時，路表的水比較容易滲入并且滯留在上面層和中面層內；當上面層是半開級配、中面層為密級配瀝青混合料時，降水時間較長或路表有積水，水滲入上面層后有較長時間通過中面層的薄弱處滲入到中面層，并且滯留在上面層和中面層內。大量快速行駛的荷載使此兩面層內的瀝青混合料上的瀝青從集料上剝落，從而使瀝青混合料失去粘結強度，導致路表面產生變形、網裂和推擠，最后出現崩解，許多大塊破碎料被荷載帶離，形成坑槽（見圖2）。這類坑槽完全形成后深度一般為9～10 cm。此類坑槽產生的數量不是很多，但也時常見到。

1.3 下面層和基層間產生坑槽

路表水透過瀝青面層（兩層式或三層式）滯留在下面層和基層之間，在大量高速行駛荷載作用下，自由水產生很大的壓力并沖刷基層混合料表層細料，形成灰白色漿。灰漿又被荷載壓擠，通過各種寬窄不同和形狀不同的裂縫（橫縫、縱縫、斜縫、網縫）壓擠到路表面；荷載經過后，自由水和部分灰漿又回流到下面層和基層之間，這樣一上一下，好像唧筒的吸排水作用，反復沖刷裂縫，致使裂縫兩側周圍產生新裂縫及碎裂破壞，而且時間一久會出現以裂縫為中心的局部下陷形變。當擠出的灰漿數量多時，可能立即產生坑槽；在數量少時，可使路面形成局部形變或網裂，這樣路表水更容易滲入到基層頂面，并形成惡性循環，最終導致坑槽出現（如圖3）。這類坑槽完全形成后，通常深度都大于10 cm，并且大多數都出現在荷載量較大的行車道上或重載車輛較多的公路上。

1.4 剛性組合式路面上產生坑槽

在水泥混凝土板上鋪筑薄瀝青面層的剛性組合式路面也是瀝青路面的一種，為改善雨天行車安全性和降低噪聲鋪筑的薄瀝青面層的厚度通常為3.5～4.0 cm；而為了改善行車舒適性及提高路面的平整度時，其鋪設厚度一般為5～8 cm。瀝青面層與水泥混凝土板之間的粘附性不太好，假如路表水透過瀝青面層滯留在耐水性較好的水泥混凝土板上，在行駛荷載作用下會產生唧水壓力，致使兩者之間的粘附性變得更差，并且出現分層。由于瀝青混合料攤鋪厚度的不均勻性，瀝青面層局部厚度過薄（小于4 cm），從而使得面層在行駛荷載的水平推力作用下推移而出現剝落和脫皮，最終產生坑槽（如圖4）。

這類坑槽一般常出現在橋面上，且大多數是成片出現。雖然橋梁、立體交叉和通道等構造物上瀝青混合料面層鋪裝的面積不大，但其單位面積出現坑槽的數量最多。按坑槽破損的大小及嚴重程度分類如下：

（1）輕微破損：瀝青表面層局部剝落、松散而產生的小而淺的坑槽，坑深不大于2.5 cm，坑槽面積小于1 m2。

（2）中等破損：瀝青表面層小面積剝落、松散而產生的小面積坑槽，坑深為2.5～4 cm，坑槽面積為 1～3 m2。

（3）較嚴重破損：瀝青表面層和中面層出現網裂和局部沉陷而產生的較深的小面積坑槽，坑深為4～l0 cm，坑槽面積為3 m2。

（4）嚴重破損：整個瀝青面層出現網裂和局部下陷變形而產生的深坑槽，坑深大于10 cm；或小面積坑槽連成一片成為大面積坑槽，坑槽面積大于3 m2。

2 坑槽修補方法

坑槽修補主要是針對坑槽、局部網裂、龜裂等病害的修補和加強，同時還可以對擁包、局部沉陷以及滑移裂縫等病害進行修補。通常瀝青路面坑槽修補的施工工藝為：測定破壞部分的深度和范圍，按“圓洞方補”原則，劃出大概與路中心線垂直或平行的坑槽修補輪廓線。開槽應開鑿到穩定部分，槽壁要垂直，并將槽壁與槽底清除干凈。在干凈的槽壁與槽底薄刷一層粘結瀝青，隨即填鋪備好的瀝青混合料。新填補部分應略高于原路面，待行駛荷載壓實穩定后保持與原路面相平。具體的坑槽修補方法較多，目前，根據維修工藝和維修設備的不同，一般可以分為挖補法、填料法，噴補法、熱再生法等四種方式。

2.1 挖補法

挖補法，是當前使用最廣的一類路面坑槽修補方法。它是將不規則的瀝青路面坑槽切割成矩形，并將坑槽底面挖到完好部分（或將底面病害處理徹底），從而為添加的新料提供堅實可靠的支撐，進而延長維修的壽命。其修補步驟：首先用破碎工具鏟除需補部位的舊路面；然后，噴灑瀝青粘結層，填充新的熱拌瀝青混合料；最后，攤平、壓實。由于該工藝對病害處理徹底，維修后使用壽命較長（一般可達到2～5 a），而且可維持到路面罩面或中修，所以一般將之稱為永久性修補。

2.2 填料法

填料法，是一種臨時性坑槽修補方法。其修補工序首先對坑槽內雜物、散料等進行簡單清理后（緊急時也可以不用清理），填放瀝青混合料，通常每層厚度不宜超過10～12 cm，然后將料推勻、整平，碾壓成型。

填料式坑槽修補是一種臨時性的坑槽修補方法，但當采用某些高效的修補材料時也能取得較滿意的效果。常用的填補材料有冷拌瀝青混合料（粘結料多用乳化瀝青、泡沫瀝青等）、密級配熱拌瀝青混合料以及一些專利產品等，選用粘結性能好、均勻和易性好及易碾壓密實的材料，可以延長修補坑槽的使用壽命。

2.3 噴補法

噴補法，這種技術是利用坑槽修補車進行路面坑槽機械化修補的新工藝。它是利用坑槽修補車自帶的鼓風機噴出的高強空氣流實現對坑槽內部的清潔，將乳化瀝青通過噴管噴出與輸送來的骨料相混合，通過控制噴管上的乳液、骨料和壓縮空氣3個開關，把混合料均勻、高速地噴灑到坑槽中，達到密實粘結效果，無需碾壓，也不需瀝青混凝土拌合廠配合，而且不受氣候變化影響。

2.4 熱再生法

熱再生法，將高效熱輻射加熱板放置到需修補區域，使舊瀝青路面軟化，然后耙松被軟化的舊瀝青材料，通過噴灑乳化瀝青使舊料就地再生，同時補充新瀝青混合料拌合，并攤鋪、壓實。這種方法可對舊料進行就地再生利用，減少了資源浪費與環境污染，降低了維修成本，且進行修補時不受氣候變化影響。

3 坑槽修補工藝研究

瀝青路面坑槽修補質量的好與壞，除了與修補材料的性能有很大關系外，還很大程度上決定于坑槽修補的工藝過程、工藝要求是否合理、正確。好的、精細的修補工藝，會使坑槽修補的壽命得到很大的提高，對于坑槽修補工藝的確定，通常是根據施工的實際情況來確定的。瀝青路面坑槽修補的施工工藝主要針對坑洞、局部網裂、龜裂等病害的修補和加強，以及對局部沉陷、擁包、滑移裂縫等病害的修補。結合國內外現有的坑槽修補工藝，本文按永久性修補要求，將坑槽修補的主要施工工藝過程歸納為以下六大步：（1）坑槽的成型；（2）坑槽的清理和干燥；（3）涂粘結層；（4）修補材料的準備和攤鋪；（5）坑槽的壓實；（6）封邊修整工作。

3.1 坑槽的成型

在對瀝青路面局部破損修補前，應將破損處開槽成型。首先確定路面破損部分的深度和邊界，按“圓洞方補”原則，劃出大致與路面中心線（即行車方向）垂直或平行的開槽修補輪廓線（長方形或正方形），每邊至少應進入完好路面300 mm（即挖去路面破碎、松散的舊料直至堅實部分），并沿劃好的修補輪廓線開挖坑槽，要求成型的坑槽壁應盡可能與路平面保持垂直，坑槽底部平整、堅實，最后再將挖掉的舊料刨出坑槽。

3.2 坑槽的清理和干燥

坑洞無論開過槽還是未開過槽，坑洞中總會有一些灰塵、水分、碎屑和雜物，只不過開過槽的坑洞內（特別是坑槽壁面上）水分、碎屑、雜物減少了很多。因此，開過槽的坑洞清理和干燥起來相對容易一些。為了使修補材料與坑槽壁面和底面具有良好的粘附性，坑槽壁面和底面必須徹底清理出灰塵、水分、松散顆粒和其它殘余物，從而使坑槽徹底清潔與完全干燥。

清理坑槽一般采用壓縮空氣或熱空氣吹、手動工具清掃等方法。壓縮空氣可以較有效地吹出坑槽中的灰塵、碎屑、雜物和少量水分，而熱空氣吹還能將一些水分、潮氣蒸發掉，使坑槽變得干燥。人工清掃是作為一種輔助手段，將較大塊的破碎料與其它不易吹出的殘余物清理出坑槽。

為了使坑槽完全干燥，并使坑槽壁面和底面材料被加熱軟化，應采用某種加熱裝置和方法。通過對坑槽的加熱，可以使新料與舊料間的接縫不再是冷接縫，而是熱接縫，而且可以促進新料與舊料間的相互嵌擠和融合，提高坑槽修補的耐久性。借助加熱裝置對坑槽加熱，可使坑槽修補不受潮濕、低氣溫的限制，只要不下雨，就能隨時進行修補作業。一般將坑槽壁面和底面材料加熱至140～160℃，5 cm深處加熱至70～80℃較為適宜，同時最好使加熱區域比坑槽外輪廓寬10～15 cm，以保證碾壓時修補材料能與原有路面材料較好融合。

3.3 涂粘結層

瀝青路面坑洞破損部分通過銑刨機或破碎機開槽成型后，在坑槽壁面和底面上可以看到裸露出的集料斷面，集料的斷面是光光的，沒有瀝青粘結了。假如這時直接填入級配優良、油石比恰當的修補材料，由于坑槽壁面和底面集料缺少粘結材料，會使新料與舊料間的接縫處油石比偏低，造成新料與舊料間粘附性不強。因此，在給坑槽中攤鋪修補材料之前，應先向坑槽壁面和底面上噴涂一層薄薄的、均勻的粘結材料。通過噴涂的粘結層浸潤坑槽內表面裸露出的集料，以此來提高新料與舊料間的粘結效果。當然，這時要求噴涂的粘結層材料必須與舊瀝青混合料中的集料有較好的相容性。

熱瀝青、熱改性瀝青、乳化瀝青及改性乳化瀝青都可作為坑槽壁面的粘結層材料。只是對于采用永久性修補的熱拌瀝青混合料，應以熱瀝青、熱改性瀝青為粘結層材料。粘結層材料與裂縫填封材料的準備方式一樣，不同類型粘結層材料，其備料方式是不同的。

對于粘結層材料的噴涂，一般是采用氣壓或泵吸的方式，將其從儲料罐中排出，通過專用的瀝青噴灑桿，將粘結層材料均勻地噴涂在坑槽壁面和底面上。一般要求粘結層材料噴灑量為0.4～0.6 kg/m2，噴灑量不能過多，絕對禁止在坑槽底部出現粘層油贊積，否則容易使坑槽修補后出現泛油現象，而且還會使新料與舊料間的粘結效果降低。

涂粘結層對瀝青路面坑槽修補耐久性的提高是很重要的，在完成這步工藝過程中，應注意始終保持路表面及坑槽內的清潔，避免可能的灰塵、碎屑和雜物進入坑槽中，造成粘結層被污染、弄臟，影響新鋪修補材料與原有路面舊料的粘結效果。

3.4 修補材料的準備和攤鋪

在開始進行坑槽修補前，修補設備必須提前啟動，并裝載修補所需的各種材料，如粘結層材料、瀝青結合料、骨料或預先拌好的瀝青混合料，其裝載量應至少滿足正常工作日的坑槽修補需求量。

修補材料備好后，可通過自動卸料裝置，將料卸入待修補的坑槽中。然后，采用人工攤鋪的方法，用整平板將修補材料均勻地攤鋪整平。攤鋪料時，應緩慢、連續、均勻，盡量避免混合料的離析。對于鋪設熱拌瀝青混合料來說，其料的攤鋪溫度應提高一些。一般修補坑槽的用料量很少，修補材料填入坑槽后，料溫下降得較快，為保證下一步工藝中修補材料具有較高的壓實溫度，必須將攤鋪的料溫提高一些，一般可將修補材料的攤鋪溫度設為160℃～170℃較為合適。對于新建瀝青路面，混合料攤鋪溫度和壓實溫度過高，會造成料的嚴重推移，使較大噸位的壓實無法進行。坑槽修補與新建瀝青路面不同，大部分修補材料都在挖好的坑槽內，高溫壓實時不怕修補材料產生推移，反而料的推移還有利于促進新舊料間的嵌擠、融合，提高坑槽修補的質量。

3.5 坑槽的壓實

將定量投入到坑槽內的修補材料攤鋪、整平后，必須再對修補材料進行充分的壓實。在對坑槽進行壓實時，首先壓實坑槽邊緣的修補材料，使其填入坑槽中，再壓實中間的修補材料，并連續不斷地向邊緣移動壓實，且每次應重疊壓實一定的寬度。這種壓實辦法不僅使坑槽邊的料不會掉落出坑外，而且還有助于將坑槽內的修補材料向四周擠壓，使其與原有路面的壁面壓緊。壓實裝置的壓實頭應稍小一些，一般最好不要超過坑槽的尺寸。壓實頭小一些，有利于增加壓實應力，提高壓實效果。假如坑槽尺寸比壓實頭還小，可能會使修補材料不能完全壓入坑槽內，從而造成修補坑槽表面略高于原有路面。

3.6 封邊修整工作

為了提高坑槽邊緣新舊料接縫的耐水性和粘結強度，可對其進行封邊處理。坑槽修補的封邊材料與裂縫填封材料類似，可以是熱瀝青、熱改性瀝青（用于熱拌料的永久性修補），也可以是乳化瀝青和改性乳化瀝青（用于冷拌料的修補），并通過專用的噴灑桿將封邊材料均勻、連續地噴灑在新料與舊料接縫上，再用“U”形或“V”形橡膠輥，將封邊材料成型為無槽帖封式的結構型式，只是其厚度可以再薄一些，而寬度不變。同時，為了防止封邊材料出現輪印或引起溜滑問題，可以在其上均勻地、薄薄地覆蓋一層干凈的石屑或砂，對其加以保護。

對于用熱拌瀝青混合料填補維修的坑槽，應采取自然冷卻的辦法，待坑槽表面修補材料溫度低于50℃后方可開放交通。

4 結語

隨著我國經濟的飛速發展，公路交通建設也取得了舉世矚目的成就，但隨著交通量的日益增長以及一些自然災害的影響，瀝青路面都出現了不同程度的損傷。本文通過研究以往瀝青路面坑槽修補的一些方法，結合微波對瀝青路面材料性能影響的研究，提出了一種全新的瀝青路面坑槽修補工藝理念。

[1]楊新亮，熊志江，劉安剛.瀝青路面坑槽產生的原因與修補工藝研究[J].中國水運，2007,（5）:81-82.

[2]茅荃.瀝青混凝土路面坑槽修補技術研究[J].公路，2004,(10):158-163.

[3]李紅群.微波應用于瀝青路面養護的試驗研究[J].中外公路，2007,(01):229-233.

[4]李春雷，張天，季曉東.瀝青路面坑槽修補工藝的研究田[J].養路機械與施工技術，2006，(8):34-38.

[5]張青哲，賈國華，王亞兵.微波加熱技術在瀝青加熱系統中的應用初探[J].筑路機械與施工機械化，2006，(1)：5-7.