沥青路面坑槽快速修复技术应用研究

吉晓东　孙　超（.昆山鹿通路桥养护有限公司，江苏　昆山　　5300；.昆山市公路管理处，江苏　昆山　5300）



沥青路面坑槽快速修复技术应用研究

吉晓东1孙超2
（1.昆山鹿通路桥养护有限公司，江苏昆山215300；2.昆山市公路管理处，江苏昆山215300）

摘要：本文对昆山市城北大道某路段沥青路面的坑槽病害进行调研，分析坑槽产生原因及当前沥青路面坑槽修复技术存在的不足，总结了坑槽修复技术应满足的要求。在此基础上，提出采用冷拌环氧沥青砂浆对沥青路面进行坑槽修复的快速修复技术，介绍了冷拌环氧沥青砂浆的材料组成设计，并采用该修复技术对昆山市城北大道某路段进行坑槽修复应用。

关键词：沥青路面；坑槽成因；修复技术；环氧沥青砂浆

0. 引言

坑槽作为沥青路面常见病害之一，不仅严重影响行车舒适性与安全性，而且会缩短路面的使用寿命。因此，沥青路面坑槽的养护修复是道路养护单位的主要工作之一。对坑槽修复而言，采用修复材料进行填封是主要的处理方式，而修复材料按拌和温度可分为热补料和冷补料，相应的修复技术则称为热修复技术和冷修复技术。相对于热修复技术，冷修复技术不需对材料进行加热，节能环保，更符合国家倡导绿色交通的理念，是未来坑槽修复技术的发展趋势。然而，采用普通冷补料进行坑槽修补时，由于冷补料的强度形成与冷补液的挥发快慢程度有关，普通冷补料要达到高等级公路的通车强度至少需要48h甚至更长时间。长时间的交通封闭对道路交通流的正常运行会产生不利的影响，因此，亟需对坑槽快速冷修复技术进行研究，减少交通封闭时间。本文以昆山市城北大道某路段坑槽修复为工程背景，对城北大道坑槽病害进行调研，分析当前先进的坑槽修复技术应满足的要求。在此基础上，研究提出采用冷拌环氧砂浆进行沥青路面坑槽修复的冷修复技术，并应用该技术对该路段进行坑槽修复。

表2坑槽快速修复新技术与当前修复技术的对比

表3冷拌环氧主要力学性能指标

1. 城北大道坑槽病害成因调研

表1试验路段路面结构类型及厚度

昆山市绕城公路城北大道是昆山市规划公路网中昆山市外环线的重要组成部分，全线长21.097km，均采用沥青混凝土路面结构，结构参数见表1。

试验路段自建成通车以来，交通量大，重载车辆多，导致了不同程度的路面病害。其中以裂缝、坑槽为主。坑槽病害成因是多方面的，笔者通过实地调研分析，将试验路段坑槽病害成因归为以下几类。

1.1其他病害发展而成

试验路段路面的病害除了裂缝和坑槽，还有局部路面的松散和网裂。由于城北大道在昆山市公路网中的重要地位，该路段交通量极大，而且重载车辆多，属于重交通道路。此外，该地区位于北亚热带湿润季风气候区，常年年平均水量1063mm，属于多雨地区。局部松散、网裂等病害由于路表水进入并滞留在表面层沥青混合料中，在大量重载交通和雨水的共同作用下，动水压力的反复作用使表面层的沥青从石料表面剥落下来，逐渐转化为坑槽。

1.2意外事故造成

据昆山市交通部门统计资料显示，城北大道具有一定的交通事故发生率，交通事故的发生导致路面被硬物或重物砸伤，车辆燃油泄漏导致路面沥青材料溶解，沥青与集料间的黏聚力下降而脱落等也是城北大道坑槽成因之一。

1.3基层病害影响

由表1中城北大道路面结构参数可知，城北大道沥青路面属于半刚性沥青路面。在日常坑槽修复对沥青面层开挖后发现，部分基层发生了不同程度地开裂、松散等。受地面水下渗和地下水上升的影响以及重载交通的作用，半刚性基层向上发展导致路面坑槽的形成。

2. 沥青路面坑槽修复技术需求

在长期对沥青路面养护的研究与工程实践中，已经形成了许多坑槽修复技术。而随着沥青路面养护技术的发展，部分坑槽修复技术已经不能满足当前的需求。对路面养护管理单位而言，寻求先进的坑槽修复技术，是有效进行沥青路面坑槽养护修复的关键。随着社会经济的发展，车辆数量和道路交通量都急剧增长，路面病害的产生也越来越频繁。因此，对先进的沥青路面坑槽修复技术进行研究显得尤为重要。先进的面修复技术应该满足以下几个要求。

2.1修复寿命长

部分修复材料性能较差，修复工艺不合理，坑槽修复后很快地再次发生破坏。频繁的修补给养护单位带来不必要的时间和经济损失，影响养护单位口碑和道路的正常运营。因此，沥青路面坑槽修复应具有1年以上的使用寿命。

2.2强度形成快

对于交通繁忙路段，若修复材料强度形成较慢，修复施工需对一个或若干车道进行封闭，对交通流造成干扰，尤其在上下班高峰时期，增加交通拥堵的几率和程度，甚至影响整个路网的正常运行。修复材料强度形成快，可减少对路段交通的影响。

2.3工艺简便。

坑槽修复不宜占用太大空间，否则容易造成交通瓶颈。因此，需降低对大型设备的依赖性，修复工艺尽可能简便。此外，简便的修复工艺还能节约人力和财力。

2.4节能环保

热拌修复一方面要对材料进行加热，能源消耗量大，不节能；另一方面会产生烟雾和挥发性气体，影响施工人员的健康，同时也影响市容市貌和市民生活，与国家倡导绿色交通的政策不符。因此，城市道路应尽量采用冷拌修复技术。

2.5修复技术整体性价比较高

修复技术整体性价比高是指在相同的使用寿命周期内，修复成本较低。

3. 沥青路面坑槽快速修复新技术

3.1新技术的特点

环氧砂浆因其优异的路用性能与较长的使用寿命受到国内外同行的一致认可，常用于大跨径钢桥量铺装、高速公路沥青铺面、隧道沥青路面与机场道面等使用要求较高的路面。通过对材料反应机理进行调节，在确保材料性能的基础上，降低材料拌合温度，可在常温下拌合环氧砂浆即冷拌环氧砂浆，用于沥青路面坑槽修复。与普通预制冷拌混凝土修复技术及传统热修复技术相比，冷拌环氧砂浆修复新技术具有多方位的优势，三者的对比见表2。

从表2的对比中可以看出，采用冷拌环氧砂浆进行坑槽修复基本上可满足本文先进坑槽修复技术的需求。

3.2冷拌环氧砂浆的材料组成设计

3.2.1环氧树脂

冷拌环氧由含环氧树脂、柔韧树脂等的A组分以及混合胺的B组分组成。按ASTM试验方法对本文所用的冷拌环氧的关键力学性能指标进行测试，各项测试指标均满足要求。测试结果见表3。

3.2.2集料

本文所采用的粗集料分别为粒径范围为0～3mm的4#料和3mm～5mm的3#料。按《公路工程集料试验规程》（JTGE42-2005）中T0301和T0302试验方法对集料进行筛分，筛分结果见表4。

表4集料各筛孔累计通过率

3.2.3级配设计

环氧砂浆采用RA05的级配设计，合成级配尽可能接近级配中值。该级配属于连续级配，这种级配由大到小，逐级粒径均有，按比例搭配的砂浆具有较好的密实性，有利于阻止地面水侵入修复材料和基层，延长修复寿命（水是造成修复结构二次破坏的重要因素）。具体级配设计见表5、表6。通过沥青混合料马氏试验，确定最佳油石比为10.0%。

表5冷拌环氧砂浆级配设计

表6集料配比

在最佳油石比10%下，按上述配合比成型马歇尔试件，并按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20-2011）中T0709、T0715、T0719、T0729试验方法分别进行马歇尔稳定度试验、弯曲试验、车辙试验及冻融劈裂试验，对砂浆组成设计进行验证，所得结果均满足规范要求，见表7。

4. 新技术的工程应用：城北大道试验路段坑槽修复

4.1城北大道坑槽修复需求分析

城北大道是昆山市绕城公路外环线的重要组成部分，同时又是高速公路连接线，在昆山市公路网中具有重要地位。城北大道交通量大，重载车辆多，封闭交通时间不宜过长，修复后需能承受重载，因此，该路段坑槽修复要求施工工艺简单，修复材料能快速形成强度，并且具有良好的力学性能。

4.2城北大道坑槽修复施工

4.2.1施工前的准备

在坑槽修复施工前，先对城北大道进行详细巡检，记录病害位置、程度、数量等。并组织施工队伍，准备好修复材料和施工设备。

4.2.2工艺流程

施工流程大致可分为3个步骤：

（1）坑槽切割处理

按“圆洞方补”的开挖理念对坑槽区域进行切割处理，将需要处理的坑洞等病害用切缝机开槽后，再用铁楸将内部残留的沥青混凝土清除，用鼓风机将浮灰和松动的石料清理干净。

（2）材料配制

将环氧A组分与B组分按质量比在常温下混合均匀，搅拌1min后，按所确定的组成设计方案，将配比好的环氧树脂与级配碎石混合均匀，并在常温下充分拌合，使得环氧砂浆均匀一致，所有矿料颗粒全部裹覆环氧结合料，无花白料、死料、结团成块或离析现象时，即可倒出砂浆材料。

（3）坑槽修复

将拌合后的环氧砂浆填入待修补坑槽中。由于环氧修复剂A、B组分混合后发生化学反应，随后粘度随着时间不断增长，而混凝土须在粘度小于4000MPAs时完成碾压，因此，施工人员应在在沥青修复剂拌和后30min内完成碾压，防止固化后不易碾压。

（4）养生与开放交通

修复完成后，由于环氧材料还未完全固化，须保证充分养生一段时间，此时禁止任何人员和车辆接触修复界面。待修复位置强度达到要求后，方可开放交通。采用该修复技术进行坑槽修复，修复完成后4h方可开放交通。

表7冷拌环氧砂浆验证试验结果

图2坑槽修复施工效果

结论

（1）昆山市城北大道试验路段坑槽成因主要有3个方面，即由其他病害发展而成、意外事故造成及基层病害的影响.

（2）先进的沥青路面坑槽修复技术应满足修复寿命长、强度形成快、工艺简便、节能环保、整体性价比高等要求。

（3）提出以冷拌环氧砂浆进行坑槽修复的新技术能满足上述提出的先进坑槽修复技术的要求，也能满足昆山市城北大道的坑槽修复需求，如图2所示。

冷拌修复在昆山城北大道试验路段的修复至今已超过半年，到目前为止修复处仍保持非常好的工作状态，无二次病害发生，表明了本技术可成功应用与沥青路面的快速坑槽修复。

参考文献

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［5］JTGE42-2005，公路工程集料试验规程［S］.

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中图分类号：U416

文献标识码：A