高速公路沥青路面坑槽病害的养护
时间：2023-03-23 22:40:02 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
陈欣
（河北省高速公路集团有限公司青银分公司，石家庄 050021）
沥青路面具有行车舒适、振动偏小、表面平坦、路用性能好及施工养护简便等优点，被广泛用作高速公路路面。高速公路使用过程中，在受到车辆荷载、气温等外界因素的影响后，通常会出现车辙、裂缝、泛油和坑槽等病害，影响路用性能[1]。其中，坑槽是沥青路面一种出现概率较高的病害，若不及时处理会导致路面材料发生脱落、松散，从而形成更大的坑槽，使其路面结构被破坏，威胁驾驶人员的生命安全。目前，我国的坑槽修补技术水平已有很大的提高，但仍处于粗犷式修补阶段。本文依据实际养护工程对坑槽病害的养护进行综合研究，可为高速公路坑槽病害养护提供一定技术指导。
2.1 坑槽类型
2.1.1 欠压实型坑槽
欠压实型坑槽主要是因为压实不足造成的，施工时混合料温度较高，导致沥青出现严重老化，使沥青路面脆性增加，集料与矿料之间黏结力不足，在行车荷载的作用下产生坑槽。或沥青混合料温度过低，摊铺时出现摊铺不均匀导致压实欠缺而出现坑槽[2]。
2.1.2 厚度不均匀坑槽
主要是下层结构标高尺寸不合格，导致上部沥青材料厚度不均，甚至有些零件的厚度很难达到设计标准的要求，而整车一些材料在车辆运行时被带走，然后出现坑槽问题。
2.1.3 水损坏型坑槽
沥青路面运行中水毁坑的发生率较高，形成较慢。首先，由于水以水膜或水蒸气的形式进入沥青和集料内部，导致黏结性能差，在车辆荷载反复作用下，导致路面出现松动和颗粒流失的问题，从而形成坑槽病害。
2.2 修补方法
2.2.1 热补法
热补法是目前沥青路面坑槽修补常用的方法，主要采用加热方式为红外加热方法，通过对坑槽进行加热，在其软化后用专属机械对加热路面进行耙送、填补热料，是一种永久的修补方法。
2.2.2 冷补法
冷修补法是一种在正常或低温条件下快速修复沥青路面坑槽的方法，主要用于紧急维修。紧急维修时，仅需把坑槽清理干净，将冷补沥青混合料填入槽内，然后用压实机压实即可。压实路面时，也可以用推车碾压或用铁锹人工压实。
2.2.3 热再生法
热再生法是一种目前较为先进的沥青路面坑槽养护方法，主要对路面坑槽处进行间歇式加热，使坑槽处快速升温且达到合适温度时，对废弃沥青混合料进行处理，然后加入适量的新热拌沥青混合料或乳化沥青，并对沥青路面进行整平和碾压修复[3]。
某高速公路位于平原地区，全线长1 332 km，设计车道为双向四车道，设计车速120 km/h，起点桩号为K1272+000，终点桩号为K2604+000，路基宽36 m，路基平均填高4 m，最大填高6 m，最小填高3.2 m。根据此地段道路水文地质探测结果发现，当地昼夜温差较大，白天温度较高且夜晚温度下降较大，昼夜温度幅度较大，沥青路面出现不同程度坑槽病害，严重影响了行车安全和行车舒适性。因此，本文根据施工规范及该路段的路面结构，采用热补法进行坑槽处理，并优选基层建筑材料，保证施工质量。
4.1 修补材料物理性能检测
4.1.1 沥青性能
本文进行坑槽修补时所采用沥青为乳化沥青，其质量是沥青混合料是否满足修补的重要因素，根据JTG F 40—2004《公路沥青路面施工技术规范》对其进行物理性能检测。
4.1.2 集料性能
通常在选取集料时按照就地取材原则，所选取的碎石要具有以下特点且满足应力吸收层集料要求。
1）硬度：要具有一定的压碎值和磨耗值，以满足行车荷载的需求。
2）岩性：选择碱性或中性集料，避免酸性集料。
3）表面特征：选择表面粗糙、粒径较大且形状多为立方体的集料。
4）黏附性：要求具有较强的黏附性，以确保雨季时，在行车荷载以及水压力下不会导致沥青与集料的脱离。
4.1.3 水泥
本项目在施工时所采用的水泥为32.5普通硅酸盐水泥，并对其物理性质进行物理实验，其实验结果见表1。
表1 水泥物理性能指标表
综上所述，本文所选用的沥青、集料及水泥均满足路面坑槽修补施工。
4.2 施工工艺
1）施工前准备。施工前将路面清理干净，确保坑槽内部干净、干燥整洁无杂质，提前检查机械设备，并进行开机检查，确保机械设备可以正常运行，对病害路段进行交通管制。
2）确定坑槽面积及开挖。10 cm以上的正方形区域沿病害部位外围向外扩大，作为坑槽的修复区域。在确定病害处理范围后，使用切割设备挖掘受损路面，并确保坑底平整。。
3）添加原材料及压实。坑槽内部清理完成之后，将黏层油喷洒于坑槽内部，用量为0.4~0.6 kg/m2。然后将配置好的乳化沥青修补剂放置坑槽中，用小型振动压路机进行压实。
4）开放交通。坑槽修补之久，将路面打扫干净，养护两小时后，方可开放交通。
4.3 路用性能检测
4.3.1 高温稳定性
沥青混合料在高温情况下在经过车辆荷载的反复作用下，不产生车辙、拥包、推移等病害的能力为高温稳定性，即沥青路面在高温时仍具有良好的强度和刚度。通常对试件进行车辙试验，以动稳定度作为评价沥青混合料的高温稳定性指标，其公式如式（1）所示：
式中，DS为动稳定度，次/mm；
d1为对应时间t1的变形量，mm；
d2为对应时间t2的变形量，mm；
C1为修正系数，取1.0；
C2为试件系数，取1.0；
N为试件轮碾速度，取42次/min。
本文对修补前后路面高温稳定性进行车辙试验，其试验结果如表2及图1所示。
表2 车辙试验数据表
图1 修补前后动稳定度对比图
由图1可知，修补前，试件A的动稳定度为2 753次/min；
试件B的动稳定度为2 678次/min；
试件C的动稳定度为3 127次/min；
平均动稳定度为2 853次/min；
其动稳定度值均大于技术要求值（大于2 400次/min）。修补后，试件D的动稳定度为3 762次/min；
试件E的动稳定度为3 659次/min；
试件F的动稳定度为3 811次/min；
平均动稳定度为3 744次/min；
其动稳定度值均大于技术要求值（大于2 400次/min）。由上述数据可知，修补后路面满足高温性能，道路可正常运行。
4.3.2 平整度检测
路面平整度能够反映沥青路面的行车舒适性，本文在坑槽修补之后，根据规范要求采用3 m直尺测得路面平整度，据JTG F 80—2004《公路工程质量检验评定标准》沥青路面3 m直尺测量值允许误差为3 mm。并根据公式将试验路段3 m直尺测量值转换为国际平整度指数（IRI值），试验路段IRI指数检测结果见表3，转换公式如式（2）所示：
式中，X为3 m直尺测量值，mm。
表3 试验路段I RI指数
由表3可知，K1272+230+K1272+330段的IRI平均值为0.26 m/km；
K1272+330+K1272+430段的IRI平均值为0.58 m/km；
K1272+430+K1272+530段的IRI平均值为0.68 m/km；
依据JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》要求段的IRI应当小于2 m/km，而本项目4条试验路段的IRI均远远小于2 m/km均满足规范要求，说明热补修补后已改善沥青路面平整度，满足道路施工质量要求且保证行车安全和舒适度。
本文对沥青路面坑槽病害进行研究，结合实际工程对不同坑槽形成原因进行介绍，并阐述了不同坑槽修补方法如何应用。在养护工程中，检测热修补方法所采用的修补材料的物理指标是否满足施工要求，对施工工艺也进行了详细阐述。同时检测了修补完成后路面的高温稳定性及路面平整度，结果表明，高温稳定性及平整度均满足路用使用性能，可为高速公路坑槽病害养护提供一定技术指导。
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