交通主干道坑槽病害修復(fù)存在的問題及解決方法

葉　青　石帥鋒　王燕芳

(貴州宏信創(chuàng)達(dá)工程檢測咨詢有限公司，貴州 貴陽　550014)

0　引言

瀝青路面因其具有平整度好、行車舒適、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡便等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。目前，城市中交通主干道大多為瀝青路面，為保證城市交通的通暢發(fā)揮著至關(guān)重要作用。然而在使用過程中，隨著交通量的日益俱增、超載問題嚴(yán)重，加之環(huán)境條件的影響如暴雨、高溫等，導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)車轍、裂縫、坑槽等病害，其中尤其以坑槽病害最為嚴(yán)重。

城市交通主干道坑槽病害修復(fù)有別于高速公路、省道等路面，其主要表現(xiàn)在所要修復(fù)的主干道車流量大，交通繁忙，主干道作為城市的大動(dòng)脈決定了其必須時(shí)刻保持通暢，一旦因?yàn)榭硬鄄『π迯?fù)而長時(shí)間封閉交通，則極易產(chǎn)生交通大堵塞；而如果發(fā)現(xiàn)主干道存在著坑槽病害不及時(shí)修復(fù)，特別是暴雨過后，大量的坑槽突發(fā)性產(chǎn)生，則會嚴(yán)重影響頻繁來往的車輛正常行駛，甚至出現(xiàn)交通事故，繼而發(fā)生交通堵塞，主干道坑槽病害修復(fù)陷入修即堵，不修也堵的窘境。正是城市交通主干道坑槽病害存在著這樣的特殊性，導(dǎo)致雖然坑槽病害修復(fù)相關(guān)材料技術(shù)已經(jīng)得到國內(nèi)外的大量研究，但綜述坑槽病害的目前修復(fù)技術(shù)，并無適用于城市交通主干道這種具有明顯獨(dú)特性的坑槽病害修復(fù)技術(shù)，未有系統(tǒng)性的對其從修復(fù)材料到修復(fù)工藝提出一整體設(shè)計(jì)方案。

基于此，本文首先分析了交通主干道坑槽病害修復(fù)存在的問題，其次，從修復(fù)材料和修復(fù)工藝兩方面著手研究，系統(tǒng)性提出一整套適用于交通主干道坑槽病害修復(fù)的方案。

1　存在的問題

1)坑槽修復(fù)的遲滯性。

在雨后，交通主干道部分瀝青路面會突然出現(xiàn)大量的坑槽，而這些突發(fā)性坑槽則大多不被養(yǎng)護(hù)部門所重視，沒有做到及時(shí)修復(fù)，未修復(fù)的坑槽會進(jìn)一步擴(kuò)大，形成坑槽帶，車輛行駛過程中遇到坑槽則不得不降低速度或改變路線，嚴(yán)重影響后面車輛的行駛，極易導(dǎo)致交通事故的產(chǎn)生；甚至若未及時(shí)發(fā)現(xiàn)坑槽，直接行駛通過，則可能會對車輛產(chǎn)生極大損傷，形成的坑槽帶對車輛巨大沖擊力則易導(dǎo)致車輛發(fā)生拋錨、斷軸事故。

2)修復(fù)時(shí)間長、安全性低。

坑槽修復(fù)經(jīng)常要長時(shí)間封閉交通，在主干道上進(jìn)行坑槽修補(bǔ)時(shí)，由于車流量大，長時(shí)間封閉交通后極易產(chǎn)生道路堵塞問題，且在不斷有重載車輛行駛通過或小型車輛快速通過施工現(xiàn)場而加速超車行駛的情況下，施工人員的安全難以有效保障，隨著封閉交通時(shí)間越長，施工時(shí)間越長，其安全系數(shù)越是急劇下降。

3)修補(bǔ)料的局限性。

修補(bǔ)坑槽用的材料主要包括熱補(bǔ)料和冷補(bǔ)料，熱補(bǔ)料雖然修補(bǔ)質(zhì)量相對冷補(bǔ)料高，然而其施工時(shí)間長，所需設(shè)備多，施工工藝復(fù)雜，對施工人員的技術(shù)操作水平有較高要求，且對溫度敏感、潮濕環(huán)境下無法施工；冷補(bǔ)料相對熱補(bǔ)料施工時(shí)間短，無需加熱，可適用于面積小、分散的坑槽，施工簡單等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對坑槽的及時(shí)、快速修復(fù)，然而冷補(bǔ)料普遍存在著易出現(xiàn)弱接縫，潮濕環(huán)境下施工修補(bǔ)質(zhì)量大幅降低，在車輛、雨水耦合作用下，短時(shí)間內(nèi)即會產(chǎn)生二次破壞，使用壽命短的問題。

因此，基于考慮以上坑槽病害修復(fù)中存在的問題，瀝青路面坑槽病害修復(fù)技術(shù)應(yīng)從修復(fù)材料和修復(fù)工藝兩方面著手改進(jìn)，坑槽修復(fù)及時(shí)化、施工簡便快速化、修復(fù)質(zhì)量持久化應(yīng)是養(yǎng)護(hù)部門日常工作中針對坑槽修復(fù)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。

2　修復(fù)材料及修復(fù)工藝的優(yōu)化

2.1　優(yōu)選修復(fù)材料

目前，坑槽病害修復(fù)常用材料為熱拌瀝青混合料，采用熱拌瀝青混合料修復(fù)坑槽時(shí)，需將其從拌和站運(yùn)輸至現(xiàn)場，運(yùn)輸過程中混合料溫度逐漸降低，因此，運(yùn)輸距離遠(yuǎn)近對修復(fù)時(shí)間和修復(fù)質(zhì)量有較大的影響。且瀝青路面修復(fù)時(shí)需要切割設(shè)備、銑刨設(shè)備、攤鋪設(shè)備以及碾壓設(shè)備等，設(shè)備復(fù)雜且施工配備人員較多，對工人操作水平有較高要求。設(shè)備現(xiàn)場能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及工人的技能水平很大程度上影響著修復(fù)時(shí)間。根據(jù)對采用熱拌瀝青混合料修復(fù)坑槽病害所需時(shí)間的調(diào)查可知，以修復(fù)坑槽1 m3量計(jì)算知，從運(yùn)輸、切割、銑刨、噴灑、攤鋪、碾壓到最后開放交通整個(gè)過程平均需要4 h～5 h。而冷拌冷鋪修復(fù)材料所需施工設(shè)備及人員配備較少，且對工人操作水平有較低的要求，易于通過優(yōu)化施工工藝而構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化施工流程。也可通過專用于冷補(bǔ)料的便捷式養(yǎng)護(hù)車實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場即拌即用，從而大幅縮短修復(fù)時(shí)間。因此，針對交通主干道坑槽病害的修復(fù)宜采用冷補(bǔ)料[1-3]，實(shí)現(xiàn)施工簡便快速化。

坑槽病害修復(fù)所用冷補(bǔ)料主要分為三種類型[4]，包括液體瀝青類、乳化瀝青類和環(huán)氧瀝青類。液體瀝青類是指采用石油溶劑對瀝青進(jìn)行稀釋而得到液體瀝青，再將其與集料拌和，一定條件下即可配制成冷補(bǔ)瀝青混合修復(fù)料，其可長時(shí)間儲存，施工時(shí)間短，但強(qiáng)度較低，受環(huán)境因素影響大；乳化瀝青類是指乳化瀝青代替?zhèn)鹘y(tǒng)高溫加熱瀝青與集料拌和制備而得，其節(jié)約資源，對環(huán)境影響小，但修復(fù)時(shí)間長，初始強(qiáng)度低；環(huán)氧瀝青類指采用環(huán)氧樹脂、固化劑和其他添加劑加入瀝青中，經(jīng)交聯(lián)固化反應(yīng)而形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物，再將環(huán)氧瀝青與礦料進(jìn)行拌和制備而得，其強(qiáng)度高、剛度大、穩(wěn)定性及水穩(wěn)定性優(yōu)良，但環(huán)氧瀝青使用條件復(fù)雜，且成本高，施工難度大。綜上可知，目前所采用的冷補(bǔ)料各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，并不能完全適用交通主干道坑槽病害的修復(fù)，無法實(shí)現(xiàn)施工簡便快速化、修復(fù)質(zhì)量持久化。

由上述可知，液體瀝青類冷補(bǔ)料施工時(shí)間較短，施工時(shí)將成品的液體瀝青類冷補(bǔ)料攤鋪到開挖后的坑槽中，直接碾壓后即可開放交通。但自身強(qiáng)度低、弱接縫的缺點(diǎn)縮短了其使用壽命，制約其應(yīng)用推廣。因此，考慮冷補(bǔ)瀝青混合料施工時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)在此基礎(chǔ)上，著手從原材料組成優(yōu)化改進(jìn)其強(qiáng)度，可采用改性瀝青如SBS改性瀝青作為基質(zhì)瀝青，尋找或研發(fā)更為合適的新型溶劑，制備出強(qiáng)度大幅提高的改性冷補(bǔ)瀝青混合料。改性冷補(bǔ)瀝青混合料可實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，長時(shí)間儲存，能夠隨用隨取，相比熱拌瀝青混合料需在坑槽修復(fù)的前幾個(gè)小時(shí)進(jìn)行制備，可節(jié)約大量時(shí)間。同時(shí)，考慮冷補(bǔ)瀝青混合料與舊路面的弱粘結(jié)，在將改性冷補(bǔ)瀝青混合料攤鋪至坑槽中后，可在其上面灑布一層由水性環(huán)氧樹脂、固化劑、干粉和砂子組成的表面功能材料，因該表面功能材料具有較高流動(dòng)性，使其可滲入接縫處，固化后可將修復(fù)料與舊路面牢固的粘結(jié)在一塊。同時(shí)，將修復(fù)材料表面石料固化粘結(jié)，從而提高了修復(fù)材料表面的耐磨性能，提高表面層的密實(shí)度，繼而延長修復(fù)材料的使用壽命。另外，該表面功能材料可以迅速凝結(jié)固化，封閉交通時(shí)間短。由于只是在表面灑布一層表面功能材料，在發(fā)揮其作用的同時(shí)，成本增長幅度并不顯著，長期考慮社會與經(jīng)濟(jì)效益，此種優(yōu)化修復(fù)方法更為優(yōu)異，且能夠?qū)崿F(xiàn)修復(fù)質(zhì)量持久化。

2.2　修復(fù)工藝

除了修復(fù)材料對交通主干道路面坑槽病害修復(fù)時(shí)效性、修復(fù)質(zhì)量有明顯影響外，修復(fù)工藝也是影響坑槽病害修復(fù)效果的重要因素。傳統(tǒng)坑槽病害修復(fù)方法主要流程包括：1)開挖成型。依據(jù)坑槽大小，劃定矩形或方形坑槽，采用切割機(jī)、風(fēng)鎬或銑刨機(jī)開挖成型；2)坑槽清理。使用大功率吹風(fēng)機(jī)對坑槽中雜物進(jìn)行清除；3)涂刷粘結(jié)層。在坑槽壁面和底面涂抹粘結(jié)材料；4)攤鋪修復(fù)材料；5)碾壓修復(fù)材料；6)新舊界面處理。在新舊界面接縫處灑布乳化瀝青等材料[5，6]。

傳統(tǒng)修復(fù)工藝存在著眾多不足之處，如開挖成型的坑槽為矩形或方形，這種開挖結(jié)構(gòu)在修復(fù)材料修復(fù)后，易在坑槽四角出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，導(dǎo)致邊角產(chǎn)生斷開，出現(xiàn)二次破壞的問題。另外，現(xiàn)在坑槽開挖采用的切割機(jī)，施工效率低下，勞動(dòng)強(qiáng)度高，施工時(shí)間中較大部分被切割所占用。因此，提高開挖效率、改變坑槽開挖形狀可大幅縮短修復(fù)時(shí)間、延長修復(fù)后使用壽命。

圓形坑槽[7-9]因可有效避免應(yīng)力集中現(xiàn)象，同時(shí)可使修復(fù)材料壓實(shí)均勻，與舊路面牢固粘結(jié)，配合使用圓形坑槽銑刨機(jī)可大幅提高施工效率。坑槽并非必須開挖后再修復(fù)，對于坑槽底部承載力滿足通行條件且基層無損害的，只需將坑槽周邊松動(dòng)瀝青混合料剔除，清理干凈坑槽內(nèi)部雜物，然后依據(jù)坑槽既有形狀攤鋪修復(fù)材料并進(jìn)行碾壓，由此可大幅縮短施工時(shí)間，保障施工人員的安全。而現(xiàn)場可采用回彈儀對坑槽底部承載力進(jìn)行快速評定。

3　整套方案設(shè)計(jì)

綜上研究，可形成針對交通主干道坑槽病害快速修復(fù)的一整套方案。具體施工方案如下：

1)研究坑槽是否需開挖。

采用回彈儀對坑槽底部承載力進(jìn)行測試，當(dāng)承載力無法滿足通行要求時(shí)，采用圓形坑槽銑刨機(jī)對坑槽進(jìn)行開挖；若承載力滿足通行要求時(shí)，則無需開挖，只需除掉坑槽周圍已松動(dòng)的瀝青混合料塊。

2)清理雜物。

采用掃把或背負(fù)式馬路吹風(fēng)機(jī)清除坑槽內(nèi)部雜物。

3)灑布粘結(jié)層。

在坑槽壁及底部灑布乳化瀝青。

4)攤鋪改性冷補(bǔ)瀝青混合料。

將工廠制備好的改性冷補(bǔ)瀝青混合料攤鋪至坑槽中。

5)碾壓。

使用小型壓路機(jī)對冷補(bǔ)料進(jìn)行碾壓。

6)灑布表面功能材料。

在碾壓后的修復(fù)材料表面灑布一層表面功能材料，并再次碾壓2遍以上。

7)開放交通。

養(yǎng)生30 min后即可開放交通。

4　結(jié)語

我國公路交通重載、大流量特征明顯，超載現(xiàn)象普遍，加之自然環(huán)境復(fù)雜，施工質(zhì)量難以有效保證，這些不利因素相互作用，致使瀝青路面早期出現(xiàn)坑槽病害現(xiàn)象比較嚴(yán)重。特別是交通主干道坑槽病害修復(fù)一直是一難題。本文分析了交通主干道坑槽病害修復(fù)中存在的問題，基于此提出了坑槽修復(fù)及時(shí)化、施工簡便快速化、修復(fù)質(zhì)量持久化的修復(fù)理念，從修復(fù)材料和修復(fù)工藝兩方面著手改進(jìn)優(yōu)化，提出了一整套針對交通主干道病害快速修復(fù)的方案，以解決交通主干道坑槽病害修復(fù)中的難題，促進(jìn)坑槽病害修復(fù)技術(shù)的發(fā)展。