高速公路沥青砼路面产生坑槽的原因及其防治措施-职称论文发表

高速公路沥青砼路面产生坑槽的原因及其防治措施
赵爱红
摘要：坑槽是沥青砼路面早期破坏的主要形式之一，应根据坑槽面积的大小，选择适宜的方法及时进行修补。
关键词：沥青混凝土路面；坑槽；防治
随着高速公路的快速发展和通车里程的不断增加，高速公路的养护问题越来越受到各级领导的关注。2001年交通部组织了首次全国高速公路养护管理大检查，从检查的结果来看，全国各地对高速公路的养护管理存在不均衡的问题，故如何提高对高速公路养护管理的水平，及时治理高速公路沥青路面出现的各种早期病害，是摆在我们面前的一个新课题，坑槽是沥青砼路面早期破坏的主要形式之一，对此应怎样进行合理有效的防治还没有总结出一套成熟的经验。下面结合笔者几年来的养护经验，进行一些粗浅的探析。
一、沥青路面坑槽产生的原因
坑槽是沥青路面的主要破坏形式之一，主要表现为路面材料松散、脱落，路面在车轮的作用下出现坑洞，影响车辆的安全与快速行驶。其产生的主要原因有：
（1）沥青混合料在施工时拌和不均匀，沥青含量相对较少，不能将集料有效地粘结在一起，在高速行驶车辆轮胎的泵吸作用下，较细的集料被吸出，导致局部松散坑槽；
（2）施工时混合料的拌和温度太高，使沥青过早老化变脆、粘结力下降；
（3）施工温度太低，混合料温度下降快，压实不充分，导致密实度不足；
（4）在路面的下面层施工时对标高控制得不好，导致沥青上面层太薄，没有形成结构厚度；
（5）道路逐年老化，以及柴油、机油和其他有机物质对沥青路面中沥青的强烈吸附和溶解作用，致使沥青路面出现大量的坑槽，给高速行驶中的车辆带来了极大的安全隐患。
二、坑槽的修补办法
目前，对高速公路路面坑槽的修补主要采用热料修补和冷料修补两类四种办法，现分别介绍如下。
1.传统的热料修补办法
使用热沥青混合料修补路面坑槽时，如果附件有沥青混凝土拌和站可以随时供料，则可以直接由拌和站提供热沥青混合料；如果附近没有沥青混凝土拌和站，那么就应该提前备好料，需用时使用专用设备对沥青混合料加热，使之温度达到适合于摊铺碾压的程度。如果没有专用的加热设备，且沥青混合料的需用量又较小，也可以用“铁锅炒料”的土办法对沥青混合料进行加热。修补用的沥青混合料的级配最好与该路建设时的相一致。使用热沥青混合料修补路面坑槽的工序如下：
（1）测定破坏部分的范围和深度，按“圆洞方补”的原则，划出大致与路中心线平行或垂直的挖槽修补轮廓（正方形或长方形）。
（2）切削坑槽。为了提供良好的粘结表面和保证压实过程中填充料的完全结合，坑槽的槽壁应垂直切削或破碎。切削时要连续作业到未破损的层面或露出基层材料
（3）清理坑槽。这道工序采用空气压缩装置最好，若坑槽已到达底层或路基，则必须进行压实，以保证今后填充料不再沉陷。如果坑槽内有水，应尽可能用压缩空气、火焰、破布或扫帚弄干，以保证混合料的粘结，对松散材料必须从坑槽周围清除。
（4）撒布沥青粘结层。适当的粘结层可以在坑槽新旧表面之间提供良好的结合条件。热沥青、改性的乳化沥青、热拌细粒混合料都可作为粘结层。但粘结层过厚会导致泛油，所以撒布粘结层应该薄一些，不宜使用扫帚或者直接浇筑。
（5）坑槽填料的摊铺。坑槽应用混合料填满，并充分压实不少于2遍。用铁锹摊铺时应一层一层地、从修补的一侧到另一侧进行作业。为了防止分离，材料应该摊开，不要扔撒或刮耙。坑槽内的材料经最后压实后，容许其表面略有超高，以待日后行车自然碾压，从而避免再发生坑槽病害。
（6）坑槽材料的压实。压实方法英语修补坑槽的大小相匹配。中小型振动夯板或静碾压路机可用于小型坑槽的修补。压实机械的操作人员应确保压实力直接作用在摊铺后的沥青混合料上面，为使坑槽边缘的混合料压密实，应从坑槽四周向客观草中间压实。
（7）密封坑槽边缘。密封坑槽边缘是为了防止路面和坑槽之间进水。只要不引起过多的沥青在坑槽填充料周围泛油，任何材料都可用于这种密封，然后撒一层细砂以吸去密封料。
填补用的混合料级配类型，宜与原路面结构、层次相一致。
2.用UD425-120型沥青路面养护车修补
UD425-120型沥青路面养护车解决了热料加热的问题。该设备是将预先购置好的沥青混合料通过该车进行现场加热、摊铺、最后碾压，从而达到快速修补的目的。UD425-120型沥青路面养护车性能指标见表1，其施工顺序与热料修补相同。
表1 UD425-120型沥青路面养护车性能指标
容量沥青混合料槽（m3） 3.25
热导油罐（L） 454
液压油（L） 113
清洗液槽（L） 37
乳化沥青罐（L） 454
空气罐（L） 121
基本尺寸上装（长×宽×高）（m） 2.74，1.98，1.09
全高度（操作最大高度）（m） 3.4
权高度（运输时）（m） 2.48
重量（空载）（kg） 7 141
转弯半径（m） 7.62
3.用PM400-48-TRK“修路王”修补
PM400-48-TRK“修路王”带有加热装置，工作时对原有的沥青混凝土进行就地热再生，再加入热的物料，这样就形成了同一物质间的热接缝。它不同于传统的修补方法，可把维修费用降低50%左右。其主要技术参数见表2.。

表2 “修路王”PM400-48-TRK主要技术参数
加热板规格外形尺寸（cm） 182.88×243.84
总热量输出（kcal/h） 700 000
储料仓容积（m3） 3.05
加热功率（kW） 4.4×6
输料系统 ф15cm螺旋机
螺旋输送机延伸部分 ф15cm螺旋机
气化器能力（L/h） 176
液压系统工作压力（Mpa） 15.0
液化器储存罐容积（L） 1 000
再生剂储存箱容积（L） 140
水箱容积（L） 140
机载压路机
技术参数型号 RSS800A
重量（kg） 465
发动机型号及功率（hp） Honda11
压辊宽度（cm） 72
激振力（KN） 15.5
压实厚度
（cm）土壤 25
沥青 10
静态线性力（N/mm） 6.5
动态线性力（N/mm） 22
废料箱容积（m3） 0.50
整车尺寸（m）
（长×宽×高） 8.665×2.57×3.5
（加热板垂直）
10.85×2.57×2.98
（加热板水平）
整车重量（kg） 11 300~12 000
PM400-48-TRK主要的施工程序为：
（1）将加热板调整到合适的位置，根据待修补的位置和面积，选择加热板的工作区域，对路面加热3min~5min，使路面软化；
（2）人工耙松经加热软化的路面；
（3）喷洒乳化沥青，使原有的沥青混合料现场再生，重新使用，同时保证接缝的密实；
（4）从沥青混合料料仓中输出沥青料；
（5）摊铺、找平；
（6）使用“修路王”配有的自行式振动压路机压实路面。
4.冷补料修补路面坑槽技术
沥青路面冷补材料的主要特点是可以在低温环境中不用对沥青混合料加热就可以直接使用。其组成成分为：集料占94%~96%，改性沥青占4%~6%，其中改性沥青由道路沥青、车用柴油沥青、沥青添加剂三部分组成。由于沥青中含有柴油和添加剂两种成分，使得冷料在自然状态下可以长时间堆放而不会结块变硬。
使用冷料修补路面坑槽的工序与热沥青混合料修补工序基本相同。
三、四种修补路面坑槽技术方法的对比
上面介绍了四种修补路面坑槽的方法，从高速公路修补的实践经验来看，其各有自己的长处和缺点，下面分别进行比较分析。
1.传统热料修补优点：修补面积厚度不受控制，修补后的路面密实、强度大；缺点：a）使用不方便，路面坑槽修补必须用热料，且温度必须达到150℃-170℃，要求能够有热料供应，或者有专用设备能够对沥青混合料加热；b）雨天和低温季节使用起来存在一定的困难。
2.养护修补车优点：一机多能，解决了热料的加热问题，具备传统方法的所有优点；缺点：产生废料。
3.修路王优点：省料，修补快，，一机多能；缺点：加热板面积受限制，冬季加热板加热速度慢。
4.冷料修补优点：不受季节限制，使用时不用加热，非常方便；缺点：a）目前市场上销售的冷补料，其级配组成基本上属于单一粒径，且集料粒径尺寸较小，因此很难压实成型；b）由于冷补料中含有柴油等成分，而且只有在柴油挥发后才能产生强度，正因为强度形成较慢，故路面坑槽的修补厚度不宜太大，一般以2cm-4cm为宜，而且修补的尺寸也不宜过大，一般不超过0.5m2。
下面以1.5m×1.5m的坑槽为例，采用上述四种方法修补坑槽的情况进行比较（见表3）。

表3 四种修补坑槽方法的比较
项目传统热料方法养护车修路王冷料
修补时间（min） 90 25 20 15
清除废沥青料（kg） 202.5 202.5 0 202.5
新沥青混合料用量（kg） 405 405 202.5 405
沥青粘合剂用量（L） 3.8 3.8 3.8 3.8
作业人员（人） 6 4 3 3
所需设备（台） 5
加热设备、压路机、切割机、运输车、手持式破碎机 3
修补车（带压路机）、切割机、手持式破碎机 1
修路王（带压路机） 4
压路机、切割机、运输车、手持式破碎机
四、结论
综上所述，对于小于0.5m2的坑槽，可采用冷料进行修补；对于1 m2-2 m2的坑槽，可采用“修路王”修补车进行修补；而对较大的坑槽，则最好采用UD425-120型沥青路面养护车进行修补。