瀝青路面坑槽修補質(zhì)量的影響因素及控制方法

吳道新

(河南省交通運輸廳公路管理局，河南鄭州 450016)

0 引言

坑槽屬于瀝青路面最常見的病害之一，它不僅會明顯加快路面損壞速度，還會導致道路基層的破壞，嚴重影響行車舒適度，甚至威脅行車安全［1-3］?？硬郛a(chǎn)生的直接原因是路面局部區(qū)域內(nèi)的瀝青混合料出現(xiàn)松散、脫落，而其誘因是水損害，在水的浸泡和行車載荷的作用下，路面瀝青黏結膜逐漸失效，同時水分滲入路面下的結構層，也會破壞整個路面的強度，形成網(wǎng)狀裂縫，最終混合料脫落產(chǎn)生坑槽［4-8］。此外，混合料的級配設計、原材料的質(zhì)量和路基施工質(zhì)量等其他因素也會導致路面坑槽的產(chǎn)生。

目前坑槽修補工藝主要有冷切挖補法、就地熱再生、填料法、噴涂法等，其中冷切挖補法是使用最多的方法［9-11］。本文以此工藝為研究對象，依據(jù)全面質(zhì)量管理的方法，分析影響坑槽修補質(zhì)量的因素，進而提出施工過程中主要注意事項及關鍵控制點，從而提高坑槽修補的質(zhì)量，實現(xiàn)真正意義上的精細修補。

1 坑槽修補的質(zhì)量影響因素

1.1 施工人員

公路養(yǎng)護施工的時間主要集中在每年4月至11月，而且瀝青混合料的施工溫度一般都在160℃左右，施工人員一直處于暴曬、炎熱的施工環(huán)境中，工作條件惡劣。施工人員以農(nóng)民工為主，文化水平較低。因此，在整個施工過程中，務必配備一名負責任的工長，管理好施工隊伍，嚴格按每一道工序的要求施工;現(xiàn)場做好交通預警和防暑措施，避免施工過程中出現(xiàn)車禍、暈厥等安全事故。

1.2 施工機械

坑槽修補是一項綜合性工作，用到的施工工具和機械繁雜，具體見表1。

表1 坑槽修補所需的施工工具及機械

施工機械伴隨著整個施工過程，直接影響坑槽修補質(zhì)量，尤其是施工的關鍵設備，如果采用較先進的機型，會明顯提高施工質(zhì)量《公路養(yǎng)護技術規(guī)范》(JTG H10—2009)中要求:高速公路和一級公路路面病害的維修應采用機械作業(yè)，所使用的瀝青混合料宜集中廠拌，并采取保溫措施，其他等級的公路應逐步提高維修作業(yè)的機械化水平。在坑槽修補的整個過程中，直接影響施工質(zhì)量的主要設備是保溫運輸箱(或綜合養(yǎng)護車)和壓實設備。由于坑槽的不連續(xù)性，整個施工持續(xù)時間長，一車料的施工時間長達1個工作日，若保溫運輸設備不能很好地實現(xiàn)保溫功能，導致成品料溫度過低，將會嚴重影響壓實度。相反，如果混合料溫度過高，瀝青將發(fā)生離析，影響成品料中的油石比，降低混合料的黏結性能。壓實設備直接影響坑槽修補后的壓實度，壓實度不足，混合料在坑槽中的黏結力不夠，路面強度明顯降低，修補料極易脫落，施工質(zhì)量得不到保證［12-14］。

1.3 施工材料

冷切挖補法使用的瀝青混合料主要來源于拌合站出品的成品料和現(xiàn)場再生料。養(yǎng)護單位需提前搜索養(yǎng)護標段原路面的施工資料，記錄好原始路面級配。對于使用超過5年的路段，建議提前取樣分析，記錄好路面材料的級配。采用同級配材料進行修補更有利于提高坑槽修補的質(zhì)量。選擇拌合站的成品料，關鍵是選配好合適的瀝青混合料保溫箱;對于現(xiàn)場再生料，主要控制瀝青加注量，若瀝青加注過多，會引起泛油等次生病害［15-16］。目前市場上銷售的綜合養(yǎng)護車，主要存在以下問題。

(1)舊料加熱過程中，過分追求加熱速率，導致瀝青老化，嚴重影響坑槽修補質(zhì)量。

(2)攪拌鍋容積不足導致單鍋加熱料不能完成單個坑槽的修補，延長施工時間，使首鍋料降溫幅度過大，嚴重影響施工質(zhì)量。

(3)養(yǎng)護車自帶的旋風除塵設備效果較差，施工過程中煙氣大。

(4)舊料現(xiàn)場熱再生后的質(zhì)量沒有拌合站出品料好，因此行業(yè)標準明確指出，高等級公路養(yǎng)護不用現(xiàn)場再生料。

1.4 施工工藝

圖1 冷切挖補法工藝

冷切挖補坑槽的主要施工工藝如圖1所示，該工藝為目前行業(yè)標準推廣的工藝。通過施工調(diào)查及資料收集了解到，所有施工隊均認可該工藝，只是施工過程中為了節(jié)省成本、提高施工速度，大多數(shù)施工均未嚴格按照此標準實行，最突出的表現(xiàn)有2個方面，合格修補料的來源和界面劑的涂刷?？硬坌扪a施工沒有得到足夠的重視和現(xiàn)場監(jiān)督，導致不能嚴格執(zhí)行施工工藝，每一個環(huán)節(jié)都容易出現(xiàn)“偷工減料”的現(xiàn)象，因此施工現(xiàn)場的自我監(jiān)督尤其重要，現(xiàn)場工長責任重大。界面黏結劑涂刷不均勻的情況如圖2所示，部分區(qū)域及坑槽底部均未涂抹，且坑槽的周邊切割不均勻。此外，施工環(huán)境潮濕不宜進行坑槽修補，否則新舊結合面強度較差，極易再次損壞?？硬坌扪a原材料不合理的情況如圖3所示，一般10 d左右修補會徹底失效，造成極大的浪費。

圖2 界面黏結劑涂刷不均勻

圖3 坑槽修補原材料不合理

1.5 施工環(huán)境

坑槽修補施工起始于每年的4、5月份，11月份前基本會停止施工。不利的施工環(huán)境主要指雨天，雨水會嚴重影響坑槽內(nèi)新舊料的黏合，并加劇拌合料溫降，影響坑槽修補料的質(zhì)量。坑槽修補施工一般位于交通主干道上，施工前務必做好警示工作，施工后做好瀝青混合料的養(yǎng)生，待坑槽修補處溫度降低至50℃后方可開放交通，并設置告示牌，開放交通2 h之內(nèi)在修補處不得緊急制動。

2 控制坑槽修補質(zhì)量的主要策略

由以上分析可知，要提高坑槽的修補質(zhì)量，應主要在施工前、施工中、施工后3個時間段加強控制。

2.1 做好施工前的準備工作

養(yǎng)護單位加強對責任路段的監(jiān)測，對發(fā)現(xiàn)的坑槽或路面開裂較嚴重的區(qū)域，應及早進行修補，避免坑槽的進一步擴大，嚴防路面中層和基層的損壞［17］。養(yǎng)護單位還需記錄好路面修建時的相關資料，重點記錄路面材料的級配情況以及路面鋪層的厚度，以便指導修補料的選用、修補料數(shù)量的儲備和施工過程中坑槽切割深度的設計。

施工前需做好準備工作，如調(diào)試好施工設備，帶齊相應的施工工具、機械及安全警示標識，做到進場便施工，施工過程順暢，離場工地整潔。

2.2 加強施工過程的管理

組建一套較穩(wěn)定的施工隊伍，選派一位懂施工、負責任且安全意識高的人員為施工隊長，嚴格按照坑槽修補工藝流程實施，對于不合格的地方要堅決返工［18］。施工前，務必按要求布置好現(xiàn)場施工警示標識，確保施工人員、工具、料渣不超過施工警示區(qū)域。整個施工環(huán)節(jié)的主要控制點如下。

(1)坑槽切邊務必要超出損壞面(包括龜裂、網(wǎng)裂部位)周圍10 cm，在未損壞部位切槽時切槽要規(guī)整，切深設置與面層厚度一致，盡量避免切縫相交處過切。

(2)破碎時務必將整個面層清除，保證坑底平整，清除坑底黏結不牢固的毛料，將坑槽清掃干凈，不得留有任何殘渣。

(3)現(xiàn)場界面黏結劑要涂刷均勻，尤其是坑槽四壁，涂層厚度盡量不超過1 mm。

(4)瀝青混合料攤鋪時注意坑槽邊角的填充，人工攤鋪時優(yōu)先鋪好邊角混合料。

(5)鋪好混合料后，第一時間開始壓實，可優(yōu)先壓實坑槽邊角結合處，然后逐一按順序壓實，在瀝青混合料溫度低于80℃之前，可一直持續(xù)壓實，選配的壓實設備激震力應不小于10 kN［19］。

(6)壓實完畢后，清理現(xiàn)場，待混合料溫度降至50℃左右后開放交通。

2.3 加強施工后的記錄及巡檢

施工完成后做好施工記錄，包括混合料的級配、坑槽面積和深度、施工天氣、日期等關鍵參數(shù)，為下次同工段的坑槽修補提供參考。觀測并記錄每個坑槽修補后的質(zhì)量，每半年定期對比坑槽的修補質(zhì)量，分析影響坑槽修補質(zhì)量的關鍵因素，持續(xù)改進施工，實現(xiàn)精細修補，提高整個道路的通暢性、舒適性，延長道路的使用壽命。

3 坑槽精細修補主要施工機械推薦

坑槽修補過程所用到的工具及施工機械(表1)，除了綜合養(yǎng)護車和瀝青保溫運輸箱之外，其他設備均為市場上常見的設備。

3.1 瀝青混合料保溫運輸箱

瀝青混合料保溫運輸箱主要用來對瀝青混合料進行保溫，如圖4所示，其主要特點是:環(huán)保，溫度控制精確、合理，不會產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。該設備主要用于高速公路、一級公路及城市道路的坑槽修補。

圖4 瀝青混合料保溫運輸箱

3.2 單滾筒綜合養(yǎng)護機

單滾筒綜合養(yǎng)護機主要用作破碎后的舊料加熱，如圖5所示。在將舊料重新拌勻的過程中添加一定量的瀝青及其他輔助添加劑，提高再生料的質(zhì)量。其主要特點是:雙燃燒器工作，加熱速度快，細長滾筒結構避免混合料發(fā)生老化。單滾筒綜合養(yǎng)護機主要用于省道及以下低等級公路。

圖5 單滾筒綜合養(yǎng)護機

4 結語

坑槽的修補質(zhì)量是路面狀況指數(shù)PCI的重要影響因子。隨著社會的發(fā)展，汽車數(shù)量激增，人們對路面質(zhì)量的要求越來越高，全國已出現(xiàn)數(shù)起因為坑槽導致的交通事故，受害者將相關養(yǎng)護單位告上法庭的案例。道路坑槽引起的關注程度越來越高，許多地方養(yǎng)護施工標準均明確提到坑槽修補的相關管理規(guī)定。本文就如何提高坑槽修補質(zhì)量，從而延長路面的使用壽命，真正意義上實現(xiàn)坑槽精細修補，提出了合理的施工控制方法，并推薦了合適的施工機械，為養(yǎng)護施工一線作業(yè)提供切實可行的參考。隨著社會進步，人們對環(huán)境保護、施工舒適性、勞動強度等方面的關注度提高，坑槽的機械化、智能化、綠色化修補技術將會是未來養(yǎng)護工程的發(fā)展方向。

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