改進挖補法在高速公路坑槽修補中的應用

鄒君俊

(福建省福泉高速公路有限公司，福建 福州 350001)

1 挖補法的改進及細化

傳統(tǒng)挖補法的施工工序為：放樣→開槽→坑槽清理→界面處理→坑內推平攤鋪→振動壓實→噴灑粘結劑封縫防水→外觀質量檢查。

改進及細化后的工序為：放樣→病害部位開槽并測定開槽深度→精度切割配合液壓鎬進行開槽→坑槽清理→坑槽加熱干燥→界面處理→坑外卸料及不合格料處置→人工二次鏟料攤鋪→靜、振結合壓實→噴灑粘結劑及貼封帶加強封縫防水→外觀及試驗質量檢查。

1.1 挖補法工藝的改進

1.1.1 封縫防水的改進

在壓實后對新舊結構接縫處，噴灑瀝青類粘結劑，并增加貼縫帶進行封閉加強，使其達到真正的無縫修補，且美觀，經(jīng)過對封縫防水部分改進，對接縫的結合、平整度和封縫防水有了質的提升，如圖1所示。

(a)無貼縫防水

(b)有貼縫防水圖1 貼縫防水

1.1.2 坑槽開挖結構與方式的改進

1)結構形式。在結構形式上，由垂直壁面改為坑槽頂面點斜30°左右至底面的斜坡面，使新舊結構處的接縫為斜接縫，使得結合面變大，提高了兩者間的粘結性能，分散了車輛在通過新舊結合處的拉應力和剪應力，并加大受力面，從而削弱了拉裂和剪切破壞的力能。

2)精細切割。在開槽上，采用帶深度控制功能的切割機和液壓鎬配合進行精度開挖，液壓鎬對原地面擾動輕且能帶來較好的施工環(huán)境，帶深度控制功能的切割機則能降低開挖的難度，且能保留較好坡度和開挖面，為新舊結構的結合提供良好的條件，如圖2所示。

(a)帶深度控制功能的切割機

(b)改進的結構形式及切割方式圖2 改進后結構形式及切割方式

精細切割計算式：

斜坡寬度(a)=坑槽修補深度(h)×(tan30°)

等分段切割深度為=切割等分段長度/(tan30°)

精細切割線根據(jù)寬度進行平均等分(根據(jù)坑槽的深度決定，n一般取值3～4)。

1.2 挖補法工藝的細化

1)在開挖上，應以路面結構層進行控制，避免夾層，使開挖后的坑底較為平整且保持較好的整體性，使原底面和新料的結合及壓實質量得到提升；由于荷載作用于坑槽縱縫緊靠外側為最不利荷載條件,因此，盡量避免將壁縫設置在輪跡帶上，且開挖輪廓線距病害邊緣線最小距離不應小于10 cm，防止開挖作業(yè)面及邊界修飾等方面產(chǎn)生影響。

2)在槽內干燥上，使用加熱設備對槽內進行加熱，在干燥同時也軟化坑槽周邊的原地面，使新舊結合面的接縫不再是冷接縫而是熱接縫，促進二者結合，提高修補質量。

3)在界面處理上，先對坑壁四周邊緣進行噴灑，再根據(jù)底面的情況進行處理；避免邊緣噴灑的過多或過少補噴后流至底部形成液坑，使粘結性降低或成型后出現(xiàn)泛油現(xiàn)象。

4)在卸料上，新料應卸在開挖坑槽外的原地面上，防止因卸落重力，使槽內卸料位置的松浦厚度與周邊產(chǎn)生差異，造成壓實度不足；卸料時應對離析但不影響使用的新料進行人工調整后，通過人工用鐵鏟二次向開挖槽內倒扣填料。

5)在攤鋪上，從四周邊緣開始向中間攤鋪，先在坑槽周邊輪廓線位置填細顆粒材料，以提高坑槽周邊材料的密實度和壓實后新舊結構間的平整度，用稍粗的材料置于修補區(qū)域下層，來保證新料的結構強度。

6)不合格料處理上，每天第一次出料，將受到柴油污染的新料棄除。由于拌和、運輸、卸料過程中受到物理作用、溫度差異、機械裝置等因素影響，不可避免會產(chǎn)生局部材料離析，填料時棄除明顯離析的部分新料，防止修補塊局部空隙率變大導致的二次水損破壞。

7)在碾壓的順序上，應靜壓振壓相結合，先靜壓兩遍，由邊到中、先橫縫后縱縫，由低往高碾壓，輪跡重疊，避免新料由中往四邊推移降低中部的密實度，在形成初步密實的情況下也保證了新舊路面平順銜接無薄層；再振壓兩遍，順序與靜壓相同，通過材料與壓路機的共振完成對深層材料的碾壓，達到最終密實。最后進行收光靜壓，保證最終平整度。

1.3 質量檢查

鑒于坑槽修補的小面積特點，其驗收方式以無損檢測為主，通常結合日常巡查進行現(xiàn)場抽檢核對驗收，必要時應定期組織抽樣檢測驗收。驗收檢查的項目一般采用外觀質量、滲水系數(shù)和構造深度。

2 工程實踐與分析

2.1 工程概況

福泉高速公路全長共 154 km(K2076+319～K2230+742)，其中宏路、驛坂由專業(yè)坑槽修補的外協(xié)隊伍進行，而莆田則是由福泉公司養(yǎng)護站員工自行修復。在機械上三個轄區(qū)均采用修補主作業(yè)，材料上采用相同配合比的瀝青混合料，其中莆田、泉州使用同一個拌和站進行供料，轄區(qū)養(yǎng)護站則對修補材料進行定期或不定期的抽檢，較大程度上縮小了各轄區(qū)機械和材料上的差異。

2.2 三轄區(qū)實驗段指標數(shù)據(jù)采集(見表1～2)

由表1及表2對比分析，可以看出莆田轄區(qū)坑槽路段修補前后的PCI與RQI的指標有較高的提升,且質量抽檢上的合格率也較其他轄區(qū)高，尤其是滲水指標平均值即將接近100%，使防水效果得到質的提升，而宏路、驛坂轄區(qū)的坑槽路段修補前后效果不理想，特別是宏路轄區(qū)的BK2119+000-BK2120+000路段出現(xiàn)了重復修補的現(xiàn)象。

表1 年初路面檢測相關數(shù)據(jù)

表2 年末路面檢測相關數(shù)據(jù)及質量驗收抽檢結果

2.3 三轄區(qū)實驗段經(jīng)濟指標分析(見表3)

表3 各年轄區(qū)維修費用及病害處置費用比重表

由表3可看出宏路、驛坂轄區(qū)在坑槽松散等損壞類型上，所占轄區(qū)維修費比重相對較大，而莆田轄區(qū)坑槽松散等損壞類型所占轄區(qū)維修費比重相對較小，本研究針對坑槽類損害費用進行了單獨統(tǒng)計分析，對比了近三年的該類費用及增幅，采用了改進工藝的莆田路段在修復費用逐年遞增的情況下，保持了2018年、2019年維修費用增幅明顯較其他兩個路段降低，從長遠來看莆田段落的養(yǎng)護成本得到一定的降低。

3 分析及結論

對傳統(tǒng)的挖補法進行工藝改進及細化后，經(jīng)過實踐檢驗，無論是路面檢測相關數(shù)據(jù)指標或是經(jīng)濟效益方面均有顯著優(yōu)勢。

1)質量方面?？硬鄄『Φ奈：ξ阌苟嘌?，若在初期沒有得到較好處置，加之路面水與交通荷載的作用隱患將逐步擴大、加深并匯集在一起，由影響行車舒適性轉變?yōu)榇嬖谛熊嚢踩馁|變。改進后的修補工藝提高了新結構的粘附性、抗剪和抗拉能力以及防水能力，細化后的修補工藝使修補后的質量得到整體的提升。使路面破損狀況指數(shù)PCI、路面行駛質量指數(shù)RQI、滲水合格率、外觀合格率等指標均有明顯提高，各年優(yōu)勢均充分體現(xiàn)。

2)成本方面。在相同情況下，改進后的挖補法在坑槽、松散等損壞類維修費用及費用占比方面明顯優(yōu)于其他方式，且此種病害的維修費用也逐年較為穩(wěn)步上升，可以作為預估以后各年維修費用的參考。

由此可知，好的、細的挖補法修補工藝可以提高路面的使用舒適性，放緩路面被病害損壞的速度，且修補后的瀝青路面繼續(xù)使用壽命更長，從而減緩大、中修的時機，其養(yǎng)護成本更低，更經(jīng)濟，希望能夠給類似工程提供參考和借鑒。

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