瀝青路面坑槽快速修復技術應用研究

吉曉東　孫　超（.昆山鹿通路橋養(yǎng)護有限公司，江蘇　昆山　　5300；.昆山市公路管理處，江蘇　昆山　5300）

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瀝青路面坑槽快速修復技術應用研究

吉曉東1孫超2
（1.昆山鹿通路橋養(yǎng)護有限公司，江蘇昆山215300；2.昆山市公路管理處，江蘇昆山215300）

摘要：本文對昆山市城北大道某路段瀝青路面的坑槽病害進行調(diào)研，分析坑槽產(chǎn)生原因及當前瀝青路面坑槽修復技術存在的不足，總結了坑槽修復技術應滿足的要求。在此基礎上，提出采用冷拌環(huán)氧瀝青砂漿對瀝青路面進行坑槽修復的快速修復技術，介紹了冷拌環(huán)氧瀝青砂漿的材料組成設計，并采用該修復技術對昆山市城北大道某路段進行坑槽修復應用。

關鍵詞：瀝青路面；坑槽成因；修復技術；環(huán)氧瀝青砂漿

0. 引言

坑槽作為瀝青路面常見病害之一，不僅嚴重影響行車舒適性與安全性，而且會縮短路面的使用壽命。因此，瀝青路面坑槽的養(yǎng)護修復是道路養(yǎng)護單位的主要工作之一。對坑槽修復而言，采用修復材料進行填封是主要的處理方式，而修復材料按拌和溫度可分為熱補料和冷補料，相應的修復技術則稱為熱修復技術和冷修復技術。相對于熱修復技術，冷修復技術不需對材料進行加熱，節(jié)能環(huán)保，更符合國家倡導綠色交通的理念，是未來坑槽修復技術的發(fā)展趨勢。然而，采用普通冷補料進行坑槽修補時，由于冷補料的強度形成與冷補液的揮發(fā)快慢程度有關，普通冷補料要達到高等級公路的通車強度至少需要48h甚至更長時間。長時間的交通封閉對道路交通流的正常運行會產(chǎn)生不利的影響，因此，亟需對坑槽快速冷修復技術進行研究，減少交通封閉時間。本文以昆山市城北大道某路段坑槽修復為工程背景，對城北大道坑槽病害進行調(diào)研，分析當前先進的坑槽修復技術應滿足的要求。在此基礎上，研究提出采用冷拌環(huán)氧砂漿進行瀝青路面坑槽修復的冷修復技術，并應用該技術對該路段進行坑槽修復。

表2坑槽快速修復新技術與當前修復技術的對比

表3冷拌環(huán)氧主要力學性能指標

1. 城北大道坑槽病害成因調(diào)研

表1試驗路段路面結構類型及厚度

昆山市繞城公路城北大道是昆山市規(guī)劃公路網(wǎng)中昆山市外環(huán)線的重要組成部分，全線長21.097km，均采用瀝青混凝土路面結構，結構參數(shù)見表1。

試驗路段自建成通車以來，交通量大，重載車輛多，導致了不同程度的路面病害。其中以裂縫、坑槽為主。坑槽病害成因是多方面的，筆者通過實地調(diào)研分析，將試驗路段坑槽病害成因歸為以下幾類。

1.1其他病害發(fā)展而成

試驗路段路面的病害除了裂縫和坑槽，還有局部路面的松散和網(wǎng)裂。由于城北大道在昆山市公路網(wǎng)中的重要地位，該路段交通量極大，而且重載車輛多，屬于重交通道路。此外，該地區(qū)位于北亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，常年年平均水量1063mm，屬于多雨地區(qū)。局部松散、網(wǎng)裂等病害由于路表水進入并滯留在表面層瀝青混合料中，在大量重載交通和雨水的共同作用下，動水壓力的反復作用使表面層的瀝青從石料表面剝落下來，逐漸轉(zhuǎn)化為坑槽。

1.2意外事故造成

據(jù)昆山市交通部門統(tǒng)計資料顯示，城北大道具有一定的交通事故發(fā)生率，交通事故的發(fā)生導致路面被硬物或重物砸傷，車輛燃油泄漏導致路面瀝青材料溶解，瀝青與集料間的黏聚力下降而脫落等也是城北大道坑槽成因之一。

1.3基層病害影響

由表1中城北大道路面結構參數(shù)可知，城北大道瀝青路面屬于半剛性瀝青路面。在日?？硬坌迯蛯r青面層開挖后發(fā)現(xiàn)，部分基層發(fā)生了不同程度地開裂、松散等。受地面水下滲和地下水上升的影響以及重載交通的作用，半剛性基層向上發(fā)展導致路面坑槽的形成。

2. 瀝青路面坑槽修復技術需求

在長期對瀝青路面養(yǎng)護的研究與工程實踐中，已經(jīng)形成了許多坑槽修復技術。而隨著瀝青路面養(yǎng)護技術的發(fā)展，部分坑槽修復技術已經(jīng)不能滿足當前的需求。對路面養(yǎng)護管理單位而言，尋求先進的坑槽修復技術，是有效進行瀝青路面坑槽養(yǎng)護修復的關鍵。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，車輛數(shù)量和道路交通量都急劇增長，路面病害的產(chǎn)生也越來越頻繁。因此，對先進的瀝青路面坑槽修復技術進行研究顯得尤為重要。先進的面修復技術應該滿足以下幾個要求。

2.1修復壽命長

部分修復材料性能較差，修復工藝不合理，坑槽修復后很快地再次發(fā)生破壞。頻繁的修補給養(yǎng)護單位帶來不必要的時間和經(jīng)濟損失，影響?zhàn)B護單位口碑和道路的正常運營。因此，瀝青路面坑槽修復應具有1年以上的使用壽命。

2.2強度形成快

對于交通繁忙路段，若修復材料強度形成較慢，修復施工需對一個或若干車道進行封閉，對交通流造成干擾，尤其在上下班高峰時期，增加交通擁堵的幾率和程度，甚至影響整個路網(wǎng)的正常運行。修復材料強度形成快，可減少對路段交通的影響。

2.3工藝簡便。

坑槽修復不宜占用太大空間，否則容易造成交通瓶頸。因此，需降低對大型設備的依賴性，修復工藝盡可能簡便。此外，簡便的修復工藝還能節(jié)約人力和財力。

2.4節(jié)能環(huán)保

熱拌修復一方面要對材料進行加熱，能源消耗量大，不節(jié)能；另一方面會產(chǎn)生煙霧和揮發(fā)性氣體，影響施工人員的健康，同時也影響市容市貌和市民生活，與國家倡導綠色交通的政策不符。因此，城市道路應盡量采用冷拌修復技術。

2.5修復技術整體性價比較高

修復技術整體性價比高是指在相同的使用壽命周期內(nèi)，修復成本較低。

3. 瀝青路面坑槽快速修復新技術

3.1新技術的特點

環(huán)氧砂漿因其優(yōu)異的路用性能與較長的使用壽命受到國內(nèi)外同行的一致認可，常用于大跨徑鋼橋量鋪裝、高速公路瀝青鋪面、隧道瀝青路面與機場道面等使用要求較高的路面。通過對材料反應機理進行調(diào)節(jié)，在確保材料性能的基礎上，降低材料拌合溫度，可在常溫下拌合環(huán)氧砂漿即冷拌環(huán)氧砂漿，用于瀝青路面坑槽修復。與普通預制冷拌混凝土修復技術及傳統(tǒng)熱修復技術相比，冷拌環(huán)氧砂漿修復新技術具有多方位的優(yōu)勢，三者的對比見表2。

從表2的對比中可以看出，采用冷拌環(huán)氧砂漿進行坑槽修復基本上可滿足本文先進坑槽修復技術的需求。

3.2冷拌環(huán)氧砂漿的材料組成設計

3.2.1環(huán)氧樹脂

冷拌環(huán)氧由含環(huán)氧樹脂、柔韌樹脂等的A組分以及混合胺的B組分組成。按ASTM試驗方法對本文所用的冷拌環(huán)氧的關鍵力學性能指標進行測試，各項測試指標均滿足要求。測試結果見表3。

3.2.2集料

本文所采用的粗集料分別為粒徑范圍為0～3mm的4#料和3mm～5mm的3#料。按《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTGE42-2005）中T0301和T0302試驗方法對集料進行篩分，篩分結果見表4。

表4集料各篩孔累計通過率

3.2.3級配設計

環(huán)氧砂漿采用RA05的級配設計，合成級配盡可能接近級配中值。該級配屬于連續(xù)級配，這種級配由大到小，逐級粒徑均有，按比例搭配的砂漿具有較好的密實性，有利于阻止地面水侵入修復材料和基層，延長修復壽命（水是造成修復結構二次破壞的重要因素）。具體級配設計見表5、表6。通過瀝青混合料馬氏試驗，確定最佳油石比為10.0%。

表5冷拌環(huán)氧砂漿級配設計

表6集料配比

在最佳油石比10%下，按上述配合比成型馬歇爾試件，并按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTGE20-2011）中T0709、T0715、T0719、T0729試驗方法分別進行馬歇爾穩(wěn)定度試驗、彎曲試驗、車轍試驗及凍融劈裂試驗，對砂漿組成設計進行驗證，所得結果均滿足規(guī)范要求，見表7。

4. 新技術的工程應用：城北大道試驗路段坑槽修復

4.1城北大道坑槽修復需求分析

城北大道是昆山市繞城公路外環(huán)線的重要組成部分，同時又是高速公路連接線，在昆山市公路網(wǎng)中具有重要地位。城北大道交通量大，重載車輛多，封閉交通時間不宜過長，修復后需能承受重載，因此，該路段坑槽修復要求施工工藝簡單，修復材料能快速形成強度，并且具有良好的力學性能。

4.2城北大道坑槽修復施工

4.2.1施工前的準備

在坑槽修復施工前，先對城北大道進行詳細巡檢，記錄病害位置、程度、數(shù)量等。并組織施工隊伍，準備好修復材料和施工設備。

4.2.2工藝流程

施工流程大致可分為3個步驟：

（1）坑槽切割處理

按“圓洞方補”的開挖理念對坑槽區(qū)域進行切割處理，將需要處理的坑洞等病害用切縫機開槽后，再用鐵楸將內(nèi)部殘留的瀝青混凝土清除，用鼓風機將浮灰和松動的石料清理干凈。

（2）材料配制

將環(huán)氧A組分與B組分按質(zhì)量比在常溫下混合均勻，攪拌1min后，按所確定的組成設計方案，將配比好的環(huán)氧樹脂與級配碎石混合均勻，并在常溫下充分拌合，使得環(huán)氧砂漿均勻一致，所有礦料顆粒全部裹覆環(huán)氧結合料，無花白料、死料、結團成塊或離析現(xiàn)象時，即可倒出砂漿材料。

（3）坑槽修復

將拌合后的環(huán)氧砂漿填入待修補坑槽中。由于環(huán)氧修復劑A、B組分混合后發(fā)生化學反應，隨后粘度隨著時間不斷增長，而混凝土須在粘度小于4000MPAs時完成碾壓，因此，施工人員應在在瀝青修復劑拌和后30min內(nèi)完成碾壓，防止固化后不易碾壓。

（4）養(yǎng)生與開放交通

修復完成后，由于環(huán)氧材料還未完全固化，須保證充分養(yǎng)生一段時間，此時禁止任何人員和車輛接觸修復界面。待修復位置強度達到要求后，方可開放交通。采用該修復技術進行坑槽修復，修復完成后4h方可開放交通。

表7冷拌環(huán)氧砂漿驗證試驗結果

圖2坑槽修復施工效果

結論

（1）昆山市城北大道試驗路段坑槽成因主要有3個方面，即由其他病害發(fā)展而成、意外事故造成及基層病害的影響.

（2）先進的瀝青路面坑槽修復技術應滿足修復壽命長、強度形成快、工藝簡便、節(jié)能環(huán)保、整體性價比高等要求。

（3）提出以冷拌環(huán)氧砂漿進行坑槽修復的新技術能滿足上述提出的先進坑槽修復技術的要求，也能滿足昆山市城北大道的坑槽修復需求，如圖2所示。

冷拌修復在昆山城北大道試驗路段的修復至今已超過半年，到目前為止修復處仍保持非常好的工作狀態(tài)，無二次病害發(fā)生，表明了本技術可成功應用與瀝青路面的快速坑槽修復。

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中圖分類號：U416

文獻標識碼：A