瀝青路面坑槽快速養護應用技術研究

■高明月

(長沙理工大學 交通運輸工程學院，長沙 410000)

0 引言

隨著我國高速公路的建設發展， 瀝青路面憑借行車舒適性高、 耐久性好等優點在我國公路建設中占主體地位。瀝青路面的種類、鋪筑工藝以及使用性能不斷拓展和改善，并較多的用于高等級道路，現代化的道路建設技術促進了道路系統的快速發展， 同時也使道路養護技術出現很多新的特點。

傳統公路養護大體上分為冷補、 熱補和熱再生修補[1]，操作流程復雜、造價高、施工時間長，易造成交通擁堵及環境污染。 而瀝青路面坑槽快速養護方法采用修補材料預制的方式，首先確保修補材料達到足夠的壓實度，保證其材料性能良好；其次，減少了對材料進行加熱的環節，在某種程度上可以節約施工時間。交通需求的增強使如何采用簡便有效的手段對路面進行養護， 已成為公路養護中的重要課題。

目前對坑槽養護的研究主要集中在修補材料的研發，研發出LB 溶劑型稀釋瀝青[2]、AH 型冷補混合料[3]、水性環氧冷補瀝青［4］、多種礦質黏土和3 種稀釋劑制備出的冷補瀝青混合料［5］、改性樹脂冷拌混合料［6］以及鋼橋面鋪裝使用的環氧樹脂混凝土等[7]多種材料，克服了傳統冷補瀝青初期強度不高、接縫粘結力弱、耐久性差等缺陷，使坑槽冷補在保證時間的同時進一步提高了坑槽冷補的質量。若采用熱補法，使用瀝青瓦[8]，改進了坑槽修補后路面耐久性問題。 本文采用修補塊預制方式對瀝青路面坑槽進行快速修補，并對其進行經濟效益分析。

1 坑槽修補機理分析

瀝青路面坑槽修補后， 坑槽中的修補材料在交通以及外界因素的作用下承受各種力的作用[9]。因交通原因會受壓應力、拉應力、剪應力的作用，由于下雨等因素，坑槽修補后還易受到動水壓力和真空吸力的作用。

1.1 受壓、拉應力

在交通荷載的作用下， 坑槽內的修補材料受到壓應力的作用，上層0～5cm 承受的壓應力最大，軸載越大，形成的壓密形變越大；當車輛駛近或者駛離坑槽位置，坑槽內材料出現拉壓循環，可能會造成疲勞破壞，同時接縫處的拉應力存在新舊材料被拉開的風險。

1.2 受剪應力作用

在車輛荷載的作用下， 修補材料在不同深度受到不同大小的剪應力影響，車輛荷載越大，坑槽易產生剪切破壞。同時接縫處在剪應力的作用下，新舊材料存在被剪開的可能。 對于坑槽底面，底面邊緣處存在拉彎應力，水平方向的作用效果在底緣縫隙被傳遞， 加之自身剪應力的作用，修補材料底面易與舊路面失去粘結作用。

2 坑槽快速養護

2.1 現場試驗

本文中的試驗地點位于廣東深圳， 氣候類型是亞熱帶季風氣候，雨熱同期，降水充沛，夏季高溫多雨，加之深圳交通量大，瀝青路面易產生車轍、坑槽、裂縫等病害，現場主要針對坑槽進行快速養護試驗。

文中涉及的修補材料包括三大類:找平層、修補塊、灌縫材料。由于修補塊為實驗室預制，所以對坑槽底部需要進行找平，采用的找平材料為環氧砂漿，灌縫材料為自主研發。施工過程如圖1 所示。坑槽快速修補技術主要步驟主要包括坑槽清除、找平、修補塊拼裝、接縫處理，與傳統的方法比較， 此方法可節約施工時間同時降低修補成本。 此外，該方法還可處理瀝青路面龜裂、網裂等局部病害。

環氧砂漿采用干燥普通河砂， 粒徑小于等于2.36mm。 修補快材料采用環氧樹脂混凝土，集料是石灰巖碎石和石灰巖加工的機制砂， 粗集料和細集料的質量均符合 《公路瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2017)有關規定。 其級配類型如表1 所示。

表1 碎石級配表

圖1 坑槽修補施工步驟

2.2 施工質量控制

采用快速養護技術對坑槽進行修補時， 需要采取一定的控制措施， 保證坑槽修補后能夠達到預期的修補效果，主要對修補塊的預制、找平層、灌縫材料三方面進行施工質量控制。

(1)修補快預制控制。 修補塊中的粘結料分為A、B 兩個組分，其中A 為E-41 型環氧樹脂，B 組分為固化劑和其他添加劑的混合物，B 組分長期放置會存在分層現象，在使用過程中需攪拌均勻后使用。 由于混合物有著良好的化學穩定性，分層現象的產生并不會影響力學方面的性能。 環氧樹脂混凝土的拌合采用冷拌法，混合后直接拌合。最后用輾壓成型儀進行碾壓，保證混合了中骨料密實。

(2)找平層。坑槽切割鑿除后，坑槽周圍松散的顆粒以及雜物要清掃干凈， 坑槽底部要平整， 突兀的部位要鏟平，無明水。環氧砂漿中的粘結材料要按照一定的比例進行配制，配制好的環氧砂漿倒入坑槽中，保證砂漿面與切縫壁的標記線平齊。 后放置修補塊， 并用橡膠錘輕輕擊打，至板與路面平齊。

(3)灌封材料。 灌封材料A、B 組分采用攪拌器順時針攪拌，至顏色為淡黃色停止攪拌，表明攪拌均勻。 操作灌封槍，吸入混合液，槍頭對準縫隙進行接縫處理，直至縫中膠面高度不再下降并且與路面平齊。 40min 后，每隔5min檢查膠面，保證在灌封料達到表干時才能開放交通。

坑槽修補完成后做好施工記錄， 包括坑槽面積和深度、施工天氣、日期等參數，為后期施工技術的改進提供參考。同時每隔一周觀測坑槽的修補質量，分析其影響因素，持續改進施工，保證交通的暢行，提高道路的使用壽命。

3 經濟效益

瀝青路面坑槽修補工藝大體上有冷料冷補、 熱料熱補、熱料冷補，結合深圳高速公路實際維修方式，本文以熱補、冷補與快速養護技術進行對比分析，如表2 所示。

表2 快速養護與傳統養護對比

關于以上數據，說明如下：

(1)工程造價以1m3坑槽為例，材料單價均參考試驗時材料的市場價格；

(2)表中數據只對坑槽的修補材料和修補質量進行統計。

以一個修補面積為1m2， 深度為7cm 的坑槽修補為例，以一年為一個周期分析各修補方式的全周期成本，如表3 所示。

表3 一個周期快速養護與傳統養護對比(單位:元)

結合表2 和表3 結果可以看出， 快速養護方式的修補材料單價大于冷補、熱補，但快速養護方式修補效果優于冷補和熱補，可以減少坑槽修補次數，從而減少施工成本，節約施工時間，緩解因施工帶來的交通擁堵問題。

4 結論

本文提出一種對瀝青路面坑槽快速養護的方法，并進行現場試驗，針對關鍵步驟提出質量控制，并與坑槽熱補、冷補兩種方式進行經濟效益對比分析，快速養護的效果優于熱補和冷補，可以減少坑槽的修補次數，一定周期內可節約施工成本， 同時也可緩解因道路病害產生的交通擁堵問題。隨著社會的進步與發展，瀝青路面的養護技術將更加的先進、智能、綠色，全面保證交通暢行。