改進(jìn)挖補(bǔ)法在高速公路坑槽修補(bǔ)中的應(yīng)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(bǔ)法的改進(jìn)及細(xì)化

傳統(tǒng)挖補(bǔ)法的施工工序?yàn)椋悍艠印_槽→坑槽清理→界面處理→坑內(nèi)推平攤鋪→振動(dòng)壓實(shí)→噴灑粘結(jié)劑封縫防水→外觀質(zhì)量檢查。

改進(jìn)及細(xì)化后的工序?yàn)椋悍艠印『Σ课婚_槽并測(cè)定開槽深度→精度切割配合液壓鎬進(jìn)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(jié)合壓實(shí)→噴灑粘結(jié)劑及貼封帶加強(qiáng)封縫防水→外觀及試驗(yàn)質(zhì)量檢查。

1.1 挖補(bǔ)法工藝的改進(jìn)

1.1.1 封縫防水的改進(jìn)

在壓實(shí)后對(duì)新舊結(jié)構(gòu)接縫處，噴灑瀝青類粘結(jié)劑，并增加貼縫帶進(jìn)行封閉加強(qiáng)，使其達(dá)到真正的無縫修補(bǔ)，且美觀，經(jīng)過對(duì)封縫防水部分改進(jìn)，對(duì)接縫的結(jié)合、平整度和封縫防水有了質(zhì)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(jié)構(gòu)與方式的改進(jìn)

1)結(jié)構(gòu)形式。在結(jié)構(gòu)形式上，由垂直壁面改為坑槽頂面點(diǎn)斜30°左右至底面的斜坡面，使新舊結(jié)構(gòu)處的接縫為斜接縫，使得結(jié)合面變大，提高了兩者間的粘結(jié)性能，分散了車輛在通過新舊結(jié)合處的拉應(yīng)力和剪應(yīng)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(xì)切割。在開槽上，采用帶深度控制功能的切割機(jī)和液壓鎬配合進(jìn)行精度開挖，液壓鎬對(duì)原地面擾動(dòng)輕且能帶來較好的施工環(huán)境，帶深度控制功能的切割機(jī)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(jié)構(gòu)的結(jié)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(jī)

(b)改進(jìn)的結(jié)構(gòu)形式及切割方式圖2 改進(jìn)后結(jié)構(gòu)形式及切割方式

精細(xì)切割計(jì)算式：

斜坡寬度(a)=坑槽修補(bǔ)深度(h)×(tan30°)

等分段切割深度為=切割等分段長(zhǎng)度/(tan30°)

精細(xì)切割線根據(jù)寬度進(jìn)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(bǔ)法工藝的細(xì)化

1)在開挖上，應(yīng)以路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)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(jié)合及壓實(shí)質(zhì)量得到提升；由于荷載作用于坑槽縱縫緊靠外側(cè)為最不利荷載條件,因此，盡量避免將壁縫設(shè)置在輪跡帶上，且開挖輪廓線距病害邊緣線最小距離不應(yīng)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(nèi)干燥上，使用加熱設(shè)備對(duì)槽內(nèi)進(jìn)行加熱，在干燥同時(shí)也軟化坑槽周邊的原地面，使新舊結(jié)合面的接縫不再是冷接縫而是熱接縫，促進(jìn)二者結(jié)合，提高修補(bǔ)質(zhì)量。

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

4)在卸料上，新料應(yīng)卸在開挖坑槽外的原地面上，防止因卸落重力，使槽內(nèi)卸料位置的松浦厚度與周邊產(chǎn)生差異，造成壓實(shí)度不足；卸料時(shí)應(yīng)對(duì)離析但不影響使用的新料進(jìn)行人工調(diào)整后，通過人工用鐵鏟二次向開挖槽內(nèi)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(xì)顆粒材料，以提高坑槽周邊材料的密實(shí)度和壓實(shí)后新舊結(jié)構(gòu)間的平整度，用稍粗的材料置于修補(bǔ)區(qū)域下層，來保證新料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)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(yùn)輸、卸料過程中受到物理作用、溫度差異、機(jī)械裝置等因素影響，不可避免會(huì)產(chǎn)生局部材料離析，填料時(shí)棄除明顯離析的部分新料，防止修補(bǔ)塊局部空隙率變大導(dǎo)致的二次水損破壞。

7)在碾壓的順序上，應(yīng)靜壓振壓相結(jié)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(shí)度，在形成初步密實(shí)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(jī)的共振完成對(duì)深層材料的碾壓，達(dá)到最終密實(shí)。最后進(jìn)行收光靜壓，保證最終平整度。

1.3 質(zhì)量檢查

鑒于坑槽修補(bǔ)的小面積特點(diǎn)，其驗(yàn)收方式以無損檢測(cè)為主，通常結(jié)合日常巡查進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽檢核對(duì)驗(yàn)收，必要時(shí)應(yīng)定期組織抽樣檢測(cè)驗(yàn)收。驗(yàn)收檢查的項(xiàng)目一般采用外觀質(zhì)量、滲水系數(shù)和構(gòu)造深度。

2 工程實(shí)踐與分析

2.1 工程概況

福泉高速公路全長(zhǎng)共 154 km(K2076+319～K2230+742)，其中宏路、驛坂由專業(yè)坑槽修補(bǔ)的外協(xié)隊(duì)伍進(jìn)行，而莆田則是由福泉公司養(yǎng)護(hù)站員工自行修復(fù)。在機(jī)械上三個(gè)轄區(qū)均采用修補(bǔ)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(gè)拌和站進(jìn)行供料，轄區(qū)養(yǎng)護(hù)站則對(duì)修補(bǔ)材料進(jìn)行定期或不定期的抽檢，較大程度上縮小了各轄區(qū)機(jī)械和材料上的差異。

2.2 三轄區(qū)實(shí)驗(yàn)段指標(biāo)數(shù)據(jù)采集(見表1～2)

由表1及表2對(duì)比分析，可以看出莆田轄區(qū)坑槽路段修補(bǔ)前后的PCI與RQI的指標(biāo)有較高的提升,且質(zhì)量抽檢上的合格率也較其他轄區(qū)高，尤其是滲水指標(biāo)平均值即將接近100%，使防水效果得到質(zhì)的提升，而宏路、驛坂轄區(qū)的坑槽路段修補(bǔ)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(fù)修補(bǔ)的現(xiàn)象。

表1 年初路面檢測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)

表2 年末路面檢測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)及質(zhì)量驗(yàn)收抽檢結(jié)果

2.3 三轄區(qū)實(shí)驗(yàn)段經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析(見表3)

表3 各年轄區(qū)維修費(fèi)用及病害處置費(fèi)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(fèi)比重相對(duì)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(fèi)比重相對(duì)較小，本研究針對(duì)坑槽類損害費(fèi)用進(jìn)行了單獨(dú)統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)比了近三年的該類費(fèi)用及增幅，采用了改進(jìn)工藝的莆田路段在修復(fù)費(fèi)用逐年遞增的情況下，保持了2018年、2019年維修費(fèi)用增幅明顯較其他兩個(gè)路段降低，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看莆田段落的養(yǎng)護(hù)成本得到一定的降低。

3 分析及結(jié)論

對(duì)傳統(tǒng)的挖補(bǔ)法進(jìn)行工藝改進(jìn)及細(xì)化后，經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，無論是路面檢測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)或是經(jīng)濟(jì)效益方面均有顯著優(yōu)勢(shì)。

1)質(zhì)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(kuò)大、加深并匯集在一起，由影響行車舒適性轉(zhuǎn)變?yōu)榇嬖谛熊嚢踩馁|(zhì)變。改進(jìn)后的修補(bǔ)工藝提高了新結(jié)構(gòu)的粘附性、抗剪和抗拉能力以及防水能力，細(xì)化后的修補(bǔ)工藝使修補(bǔ)后的質(zhì)量得到整體的提升。使路面破損狀況指數(shù)PCI、路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI、滲水合格率、外觀合格率等指標(biāo)均有明顯提高，各年優(yōu)勢(shì)均充分體現(xiàn)。

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

由此可知，好的、細(xì)的挖補(bǔ)法修補(bǔ)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(bǔ)后的瀝青路面繼續(xù)使用壽命更長(zhǎng)，從而減緩大、中修的時(shí)機(jī)，其養(yǎng)護(hù)成本更低，更經(jīng)濟(jì)，希望能夠給類似工程提供參考和借鑒。

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