淺談瀝青路面病害的處理

郭太龍

(邢臺(tái)路橋建設(shè)總公司)

在瀝青混凝土路面中,坑槽是瀝青路面的典型病害之一。嚴(yán)重影響路面的平整度和行車(chē)的舒適性、安全性?？硬郛a(chǎn)生后破壞會(huì)較快發(fā)展,造成養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的增加并嚴(yán)重危及駕乘人員的安全。

1 坑槽破損和維修機(jī)理

1.1 坑槽產(chǎn)生的原因

由于瀝青路面上面層混合料局部配合比差,油石比較小、空隙率較大、瀝青與石料的粘附力弱,路表水(雨水或雪水)進(jìn)入并滯留在表面層瀝青混合料中,在行車(chē)荷載尤其是重載車(chē)輛的沖擊力作用下,產(chǎn)生的動(dòng)水壓力使表面層的瀝青從石料表面剝落下來(lái),瀝青路面便會(huì)出現(xiàn)局部松散破損。散落的石料被車(chē)輪甩出,路面自上而下逐漸形成坑槽。這類(lèi)坑槽通常深為 2～5 cm,這是瀝青路面早期破壞中是各類(lèi)坑槽中最早產(chǎn)生,也是產(chǎn)生數(shù)量最多的一類(lèi)。

在低等級(jí)公路中,底面層和基層間產(chǎn)生坑槽,此類(lèi)病害容易發(fā)生在翻漿現(xiàn)象嚴(yán)重的路面,在重載車(chē)輛作用下,自由水產(chǎn)生很大的壓力沖刷基層混合料表層細(xì)料,形成灰白色漿。在動(dòng)水壓力和孔隙水壓力的反復(fù)作用下,使得整個(gè)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),最終導(dǎo)致坑槽出現(xiàn)。這類(lèi)坑槽完全形成后通常深度都大于10 cm,并且絕大多數(shù)都在車(chē)流量較大的行車(chē)道上或重載車(chē)輛較多的廠礦道路上。發(fā)生該類(lèi)病害時(shí),通?；鶎右驯粐?yán)重破壞,而且在形成坑槽之前路面亦表現(xiàn)出其他破壞現(xiàn)象而需要治理。

1.2 瀝青路面坑槽的維修機(jī)理

瀝青路面產(chǎn)生坑槽破損不僅影響路面的表面功能和使用性能,更對(duì)安全產(chǎn)生很大的影響。及時(shí)修補(bǔ)坑槽可達(dá)到以下效果。

(1)恢復(fù)瀝青混凝土路面的表面功能,恢復(fù)行車(chē)平順性和舒適性。

(2)坑槽的破壞減薄了結(jié)構(gòu)層,及時(shí)修補(bǔ)能恢復(fù)路面的局部強(qiáng)度和承載能力。

(3)彌補(bǔ)坑槽破損處原有路面的強(qiáng)度和耐水性的不足,具有明顯的補(bǔ)強(qiáng)作用。

(4)提高破損處承受車(chē)輛和水等外部荷載的能力,防止進(jìn)一步破壞,做到防治結(jié)合。

2 確定坑槽修補(bǔ)材料

(1)坑槽冷修補(bǔ)材料。這類(lèi)快速補(bǔ)路材料為黑色顆粒狀固體,有石油溶劑氣味。不溶于水,無(wú)腐蝕性,符合環(huán)保要求。一般有兩種集料規(guī)格。第一種主要骨料粒徑為 8～10mm,可用來(lái)修補(bǔ)深度在 30mm以上的坑槽:另一種主要骨料粒徑為 3～5mm,可用來(lái)修補(bǔ)深度在 30 mm以下的坑槽。

該種材料無(wú)需加熱或攪拌,無(wú)需特別工具或技能,操作簡(jiǎn)單方便,自由流動(dòng)性高,與其他材料粘結(jié)性強(qiáng),可以在低溫、酷暑等氣候下實(shí)現(xiàn)對(duì)路面坑槽的 24 h修補(bǔ)。修補(bǔ)完工可立即開(kāi)放交通,解決了傳統(tǒng)路面因受養(yǎng)護(hù)期、氣候、材料最低購(gòu)買(mǎi)量的制約,而使路面坑槽不能及時(shí)修補(bǔ),或者在修補(bǔ)過(guò)程中嚴(yán)重影響交通的固有弊病。其一般為桶裝,密封桶裝儲(chǔ)存可長(zhǎng)達(dá) 10個(gè)月以上。開(kāi)桶后,用剩余料不會(huì)短時(shí)硬化固結(jié),在 1個(gè)月內(nèi)仍可正常使用。

(2)坑槽熱修補(bǔ)材料。用于日常養(yǎng)護(hù)的熱修補(bǔ)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 5 cm左右,為了保證修補(bǔ)處的壓實(shí)度,不發(fā)生離析現(xiàn)象。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),選擇日常用的熱料規(guī)格主要為 AC-16或 AC-13及添加改性劑的粒徑較小的集料。

3 坑槽修補(bǔ)工藝

(1)冷料冷補(bǔ)工藝。該施工工藝主要用于應(yīng)急性修補(bǔ),通常先要開(kāi)槽成型,將待補(bǔ)坑槽松散物、灰塵或淤泥清除干凈,再用風(fēng)力滅火機(jī)進(jìn)行強(qiáng)吹。倒入冷補(bǔ)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。然后用夯錘或振動(dòng)式路碾機(jī)壓實(shí)(日常施工時(shí)通常采用平板夯,如遇特殊情況可直接使用夯錘),深度在 6 cm以上的坑槽必須分層投料夯實(shí)。若密實(shí)度不足,則經(jīng)車(chē)輛行駛碾壓,修補(bǔ)處會(huì)略有下沉,此時(shí)不必挖除坑內(nèi)原填冷補(bǔ)材料,只需將更細(xì)一級(jí)的冷補(bǔ)料鋪上壓實(shí)即可。為防止此類(lèi)情況的發(fā)生,通常使修補(bǔ)后坑槽地表面略高于周?chē)访婕s 5～10mm)。運(yùn)行一段時(shí)間修補(bǔ)處即會(huì)與路面持平。每桶 25 kg裝的冷補(bǔ)材料可修補(bǔ)面積約為 50 cm×50cm、深4.5 cm左右的坑槽。使用冷補(bǔ)材料只需要大約10min即可開(kāi)放交通。該施工工藝一般在低等級(jí)公路上應(yīng)用較廣泛。

(2)熱料熱補(bǔ)工藝。隨著養(yǎng)護(hù)設(shè)備的發(fā)展,逐漸采用加熱設(shè)備進(jìn)行路面的就地?zé)嵝扪a(bǔ),能較好地解決接縫的問(wèn)題,并且熱修補(bǔ)技術(shù)可明顯提高施工質(zhì)量。市場(chǎng)上使用的設(shè)備如英達(dá)科技公司生產(chǎn)的“修路王”設(shè)備以及河南高遠(yuǎn)養(yǎng)護(hù)公司生產(chǎn)的熱修補(bǔ)設(shè)備等,其主要原理是采用 100%高強(qiáng)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(jī)將其壓實(shí),能夠達(dá)到很好的修補(bǔ)效果。

這類(lèi)就地?zé)嵝扪a(bǔ)設(shè)備的主要工藝如下。

測(cè)定破壞部分的范圍與深度,按“圓洞方補(bǔ)、斜洞正補(bǔ)”的原則,劃出坑槽修補(bǔ)輪廓線(正方形或長(zhǎng)方形),適當(dāng)外移5 cm左右,使得接縫處理效果更好。將加熱板調(diào)整到合適的位置,選擇適當(dāng)?shù)募訜釁^(qū)域。用加熱板加熱待修的區(qū)域,可以自行設(shè)定時(shí)間,一定時(shí)間后路面被軟化。耙松軟化的路面,切邊。噴灑乳化瀝青形成一層粘接瀝青,從料倉(cāng)中輸出一直保溫的新的瀝青混合料。攤鋪整平,再?lài)姙⑦m量乳化瀝青作為再生劑。由邊部向中間反復(fù)壓實(shí) 4～6遍。清理作業(yè)區(qū)域,開(kāi)放交通,通常夏季開(kāi)放交通略晚。

一般情況下修路王修補(bǔ)加熱墻面積范圍內(nèi)的病害大概需要 20m in,修復(fù)后接縫密合、平整、美觀、耐久。

(3)熱料冷補(bǔ)工藝。熱料冷補(bǔ)適合于雨天搶救性修復(fù)。通常路面在通車(chē)幾年后,一場(chǎng)雨會(huì)引起全線路面出現(xiàn)幾百、上千個(gè)坑槽。為了確保行車(chē)安全,可以利用熱修補(bǔ)設(shè)備的加熱倉(cāng)保溫?zé)崃?沿線填補(bǔ)坑槽。此時(shí)不用對(duì)原始坑槽進(jìn)行處理,填滿后直接壓實(shí),待好天后用加熱墻對(duì)原修補(bǔ)坑槽接縫處進(jìn)行加熱處理。這樣既達(dá)到了道路安全防范的應(yīng)急處理,同時(shí)也不影響路面的修補(bǔ)質(zhì)量,此措施越來(lái)越多地被高速公路養(yǎng)護(hù)單位在雨天施工時(shí)所采用。

4 修補(bǔ)工藝的壽命周期費(fèi)用分析

(1)冷修補(bǔ)技術(shù)。根據(jù)養(yǎng)護(hù)的大量實(shí)踐,冷補(bǔ)材料修補(bǔ)坑槽可以充分發(fā)揮施工方便、開(kāi)放交通快的優(yōu)點(diǎn),但由于與原路面較薄弱的粘結(jié)性,在行車(chē)荷載和雨水的不斷沖刷下其最終的修補(bǔ)壽命通常只有2個(gè)月左右之后需要再次處理。對(duì)于50 cm×50 cm的表面層坑槽,通常需要一桶 25 kg的冷料。這是一種應(yīng)急性的修補(bǔ)措施,可以解決臨時(shí)性的影響安全的坑槽修補(bǔ)。但作為全線的日常使用,相對(duì)來(lái)說(shuō)價(jià)格偏高。

(2)熱修補(bǔ)技術(shù)。就地?zé)嵝扪a(bǔ)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(dāng)于瀝青混合料的材料價(jià)格加上所耗費(fèi)的液化氣價(jià)格,通過(guò)對(duì)路面病害修補(bǔ)的合理安排、統(tǒng)籌規(guī)劃,日常養(yǎng)護(hù)成本將可以降到最低。通常采用熱修補(bǔ)技術(shù)修復(fù)的坑槽能達(dá)到 1a以上才需要再次修補(bǔ),而有的已達(dá)到了永久性修復(fù)的水平。具有獨(dú)立養(yǎng)護(hù)職能的高速公路養(yǎng)護(hù)單位采用大型熱再生修路設(shè)備,無(wú)論經(jīng)濟(jì)效益還是公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量,均具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

冷料冷補(bǔ)作為應(yīng)急性修補(bǔ)具有很好的適用性,而熱料冷補(bǔ)適合雨天大量的坑槽修補(bǔ)。熱料熱補(bǔ)盡管初期設(shè)備投資較大,但通過(guò)病害修補(bǔ)的合理安排,每次的養(yǎng)護(hù)成本并不高,并且修補(bǔ)的質(zhì)量明顯優(yōu)于其他工藝,是高速公路養(yǎng)護(hù)單位日常養(yǎng)護(hù)的首選工藝。