瀝青路面坑槽快速修補(bǔ)技術(shù)施工工藝研究

韓 贛 高明月

（長沙理工大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院，湖南 長沙410114）

瀝青路面常用的坑槽修補(bǔ)方式主要有熱補(bǔ)、冷補(bǔ)以及熱再生修補(bǔ)等方式[1]。熱補(bǔ)需要專門的設(shè)備對瀝青混合料進(jìn)行加熱，工序繁瑣，所以關(guān)閉交通時(shí)間長，對周圍環(huán)境也有一定的影響，在溫度很低的狀況下無法展開，坑槽較深時(shí)，槽底的修補(bǔ)材料不能均勻受熱，舊的瀝青易產(chǎn)生老化。冷補(bǔ)關(guān)閉交通時(shí)間短，但其未對病害位置進(jìn)行有效的處置，新舊料之間的粘結(jié)性能差，易出現(xiàn)松散現(xiàn)象，導(dǎo)致再次出現(xiàn)病害。熱再生修補(bǔ)的新舊料摻配比例沒有標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方法，坑槽底面病害得不到徹底的處理，關(guān)閉交通時(shí)間較長，維修后坑槽附近區(qū)域仍會出現(xiàn)破損[2-3]。

針對以上修補(bǔ)方式的不足，瀝青路面裝配式快速修補(bǔ)坑槽技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，該方法是將修補(bǔ)材料及其成型過程從施工現(xiàn)場移至工廠，預(yù)制的修補(bǔ)材料可根據(jù)實(shí)際需要的性能制作，可以更好的滿足路面修補(bǔ)要求，修補(bǔ)質(zhì)量高，減少了現(xiàn)場加熱拌和的環(huán)節(jié)，縮短了施工時(shí)間，達(dá)到快速開放交通的目的，也保護(hù)了環(huán)境。為保證高質(zhì)量快速的修補(bǔ)，得采用特定的材料，研究制定特有的施工工藝流程。

1 瀝青路面坑槽修補(bǔ)材料

對瀝青路面坑槽進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)，需根據(jù)坑槽的損傷程度、施工環(huán)境以及路面等級等因素選擇合適的修補(bǔ)材料。隨著坑槽修補(bǔ)的深入研究，高性能材料逐漸被研發(fā)并投入使用。目前瀝青路面坑槽修補(bǔ)材料根據(jù)施工工藝不同大致分為冷拌瀝青混合料和熱拌瀝青混合料兩種，其中冷補(bǔ)料又分為稀釋瀝青類、乳化瀝青類和樹脂固化類。相關(guān)文獻(xiàn)表明[4]，環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑較SBS 粘結(jié)劑和SBR 粘結(jié)劑具有更理想的修補(bǔ)效果，基于此本文采用自主研發(fā)的環(huán)氧樹脂類材料對瀝青路面坑槽進(jìn)行維修。

1.1 環(huán)氧樹脂混凝土的預(yù)制

環(huán)氧樹脂混合料的粘結(jié)材料主要是由A、B 兩組分按照一定的比例混合而成，其中A 組分為環(huán)氧樹脂E-51,B 組分為固化劑與其他添加劑的混合物，A、B 組分混合后應(yīng)盡快與集料進(jìn)行拌和。

環(huán)氧樹脂混凝土修補(bǔ)塊中采用的集料主要是石灰?guī)r碎石，選用的集料符合施工規(guī)范對集料的質(zhì)量技術(shù)要求?？紤]到坑槽修補(bǔ)需要并且易于密實(shí)，環(huán)氧樹脂混合料的級配不宜太粗，所以環(huán)氧樹脂混合料的級配選取AC-10 混合料級配中值，其各篩孔通過率如表1 所示。

以環(huán)氧樹脂混合料碾壓成型為例，具體操作過程如下：

表1 環(huán)氧樹脂混合料級配

（1）選擇合適的容器，將A、B 組分按質(zhì)量比A:B=3:1 的比例進(jìn)行混合，并在30s 內(nèi)用攪拌器攪拌均勻，A、B 組分充分?jǐn)嚢韬罅⒓磁c集料進(jìn)行拌和，其中拌和質(zhì)量比是結(jié)合料：集料=1:10；拌和均勻后選擇適宜的量放入成型儀器中碾壓成型，本文中成型方式是瀝青混凝土車轍板成型，注意控制修補(bǔ)塊厚度。混合料的密度大約為3.1g/cm3；

（2）將碾壓成型的修補(bǔ)塊常溫條件下養(yǎng)護(hù)三天，然后脫模。

操作過程中需注意的是：第一，粘結(jié)料B 組分由于其組成材料密度不同，久置后出現(xiàn)分層現(xiàn)象，使用之前需搖勻；第二，A、B組分混合后迅速發(fā)生固化反應(yīng)，粘結(jié)料流動(dòng)性在10min 內(nèi)逐漸減小，所以A、B 組分混合后應(yīng)立即與級配碎石混合，攪拌均勻放入成型儀器中（10min 內(nèi)完成）碾壓成型。

1.2 封水材料和找平材料

坑槽修補(bǔ)后，封水材料處理的接縫位置因拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的作用使得新舊料存在被拉開或者剪開的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)修補(bǔ)后的坑槽如果被水侵入，會過早的損壞。為配合快速修補(bǔ)工作，本文中采用的封水材料是文獻(xiàn)[5]中研發(fā)出的PERA 環(huán)氧灌縫材料，經(jīng)試驗(yàn)測定，該材料能夠快速固化，具有良好的施工性能和路用性能。

由于施工技術(shù)限制，對坑槽病害位置進(jìn)行切割鑿除后，其底面平整度較差，若直接放置修補(bǔ)塊，修補(bǔ)塊受力不均勻或底部可能存在脫空從而導(dǎo)致修補(bǔ)塊過早的出現(xiàn)損傷，所以需要對坑底進(jìn)行找平處理。找平材料是文獻(xiàn)[6]中研發(fā)出的環(huán)氧砂漿，即在文獻(xiàn)[6]研發(fā)的BET 膠黏劑基礎(chǔ)上增加稀釋劑制備出環(huán)氧砂漿膠結(jié)料，與標(biāo)準(zhǔn)砂按照3:1 的比例進(jìn)行拌和。環(huán)氧砂漿在250C和600C 條件下在不同的材料組合中具有良好的抗剪能力，最小剪切強(qiáng)度是0.59MPa，抗剪強(qiáng)度結(jié)果如表2 所示。

表2 250C和600C條件下環(huán)氧砂漿在不同材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）

2 瀝青路面坑槽裝配式修補(bǔ)工藝

2.1 修補(bǔ)工藝原理

相對于傳統(tǒng)的修補(bǔ)方式，坑槽病害位置進(jìn)行切割鑿除后，一般采用熱補(bǔ)或熱再生修補(bǔ)，但這兩種修補(bǔ)方式都需加熱和壓實(shí)，工序復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；若采用冷補(bǔ)方式，冷補(bǔ)混合料需要壓實(shí)，由于冷補(bǔ)混合料粘結(jié)能力不足，坑槽壁面接縫位置或者修補(bǔ)材料自身在復(fù)雜環(huán)境的作用下易出現(xiàn)松散，輪載帶走部分集料，修補(bǔ)后的坑槽再次出現(xiàn)損壞。這三種養(yǎng)護(hù)方式均需對修補(bǔ)材料進(jìn)行壓實(shí)，而相關(guān)研究表明[7-8]，修補(bǔ)材料的壓實(shí)度與坑槽的修補(bǔ)質(zhì)量緊密相關(guān)，所以本文所述的瀝青路面坑槽裝配式養(yǎng)護(hù)技術(shù)采用修補(bǔ)材料提前預(yù)制的方式進(jìn)行修補(bǔ)，既保證了修補(bǔ)的質(zhì)量，又達(dá)到了快速開放交通的目的。

下面結(jié)合圖1 說明瀝青路面坑槽裝配式快速養(yǎng)護(hù)技術(shù)的工藝原理。首先按照挖補(bǔ)式坑槽修補(bǔ)的方式對坑槽位置進(jìn)行切割鑿除，切割形狀為矩形，坑槽底部保證基本平整，無松散、無明水，隨后對切割后坑槽附近的粉塵進(jìn)行打掃，保證一個(gè)良好的修補(bǔ)環(huán)境；其次，測量出坑槽的尺寸，從預(yù)制塊上切割出適宜尺寸的修補(bǔ)塊；在坑槽深度方向標(biāo)記出找平位置，采用找平材料進(jìn)行底面補(bǔ)強(qiáng)和找平；最后，放置修補(bǔ)塊，對坑槽四周的接縫位置進(jìn)行處理，使坑槽封水材料能夠很好的將修補(bǔ)塊和舊路面相粘結(jié)，同時(shí)也防止水進(jìn)入坑槽，減小修補(bǔ)后的坑槽二次損壞的可能性。

圖1 工藝原理圖

2.2 修補(bǔ)工藝流程

瀝青路面裝配式快速養(yǎng)護(hù)的施工工藝主要包括坑槽開挖成型、基坑處理、找平、拼裝、接縫處理五個(gè)步驟，與傳統(tǒng)的施工工藝相比，增加了對坑底的找平，這是為了解決預(yù)制塊底部與凹凸不平的槽底貼合困難的問題，使得坑槽底部能與修補(bǔ)材料能夠很好的粘結(jié)?？硬垩b配式修補(bǔ)工藝缺少了對修補(bǔ)材料的壓實(shí)，可減少因施工問題導(dǎo)致的坑槽修補(bǔ)質(zhì)量不佳，容易過早再次出現(xiàn)破損的現(xiàn)象。

2.2.1 坑槽開挖和清理

明確路面破損的邊界和深度，按照“圓洞方補(bǔ)、斜洞正補(bǔ)”的原則，劃出大致的矩形開槽輪廓線，待修補(bǔ)處不劃至輪廓線內(nèi)；沿此輪廓線進(jìn)行開挖，切割刀片始終與路面保持垂直作業(yè)；切割完成后，沿輪廓線邊緣向中部區(qū)域進(jìn)行破碎，嚴(yán)格控制破碎區(qū)域不超過輪廓線；對坑槽進(jìn)行開挖成型后，清理破碎后的廢料，使用吹風(fēng)機(jī)將坑槽內(nèi)包括坑槽附近的灰塵和雜物進(jìn)行清掃，保留坑槽壁面和底面堅(jiān)實(shí)和基本平整，這有利于提高封水材料和找平材料與原路面和修補(bǔ)塊的粘結(jié)能力。

2.2.2 基坑處理

觀察基坑的狀態(tài)，若坑底存在松散區(qū)域或破碎不徹底的較大凸起，則再次進(jìn)行小范圍鑿除作業(yè)，并使用掃帚清掃基坑，確保坑底堅(jiān)實(shí)且基本平整。對坑內(nèi)潮濕處重點(diǎn)作業(yè)，直至潮濕處無明顯水漬。采用校正直尺，依照修補(bǔ)塊厚度，沿切縫縫壁自上而下量取相同厚度，并用記號筆進(jìn)行標(biāo)記。

2.2.3 環(huán)氧砂漿找平

將配制分裝好的BET 粘結(jié)劑A、B 組份各取一份（A 組份的分裝質(zhì)量為600g/份，B 組份為200g/份），倒入鐵桶中，用攪拌鉆上下順時(shí)針攪拌5 分鐘左右直至各組分混合均勻。

2.2.4 修補(bǔ)塊拼裝

在預(yù)制塊上用粉筆沿著校正直尺劃出與坑槽相同尺寸的矩形輪廓線，并沿著輪廓線將修補(bǔ)塊切下，將修補(bǔ)塊水平吊起，調(diào)整修補(bǔ)塊位置、方向，使之與基坑邊界平齊，然后沿豎直方向放入基坑，整個(gè)拼裝過程始終保持修補(bǔ)塊與地面平行。

2.2.5 接縫處理

將配制分裝好的PERA 材料A，B 組份各取一份（A 組份的分裝質(zhì)量為500g/份，B 組份為210g/份），倒入塑料桶中，使用專用攪拌器順時(shí)針攪拌，至混合漿液為均勻的淡黃色，即停止攪拌。將灌縫槍末端橡膠管置于混合漿液中，槍頭針管對準(zhǔn)接縫處，操作灌縫槍，使?jié){液注入縫中，直至縫中膠面高度不再下降并且與路面平齊。40min 后，每隔5min 檢查膠面是否指干（用手指無法畫出明顯痕跡），指干后即可開放交通。

3 結(jié)論

依據(jù)瀝青路面坑槽裝配式修補(bǔ)原理，采用環(huán)氧樹脂混凝土作為預(yù)制的修補(bǔ)材料，利用已研發(fā)成功的找平材料和封水材料分別用來找平和壁面接縫處理，研究出該修補(bǔ)方式的施工工藝。