沥青路面坑槽修补工艺的研究.doc

沥青路面坑槽修补工艺的研究摘要根据沥青混凝土路面坑槽破坏的机理以及沥青路面坑槽修补的最终目的结合高速公路日常养护中坑槽修补的各种材料和工艺的应用研究提出获得理想维修效果的具体要求引言坑槽是沥青路面的典型病害严重影响路面的平整度和行车的舒适性若不及时修补在交通荷载和水的综合作用下破坏会较快发展造成养护费用的增加并严重危及驾乘人员的安全由于其安全隐患大通常在高速公路的养护管理中明确提出了坑槽不过夜的养护要求本文根据沥青路面坑槽修补的最终目的对比研究日常养护中坑槽的不同修补材料和修补工艺冷料冷补热料热补和热料冷补使之能达到理想的维修效果以期对坑槽修补材料和修补工艺的应用具有一定的指导作用坑槽破损和维修机理坑槽破损主要表现形式表面层产生坑槽由于沥青路面上面层混合料局部空隙率较大沥青与石料问的粘附力不强路表水雨水或雪水进入并滞留在表面层沥青混合料中在行车荷载尤其是重载车辆的不断作用下产生的动水压力使表面层的沥青从石料表面剥落下来沥青路面便会出现局部松散破损散落的石料被车轮甩出路面自上而下逐渐会形成坑槽这类坑槽通常深度为在中国沥青路面早期破坏中是各类坑槽中最早产生也是产生数量最多的一类表面层和中面层同时产生坑槽当沥青路面表面层和中面层都是空隙率较大的半开级配沥青混合料而底面层为空隙率较小的密级配沥青混合料时路表的自由水较易渗入并滞留在表面层和中面层内行车荷载的作用使得中上面层内的沥青剥落沥青混合料失去粘结强度导致路表面产生网裂形变局部沉陷和向外侧推挤并最终出现粒料分离粒料被行车作用带离最终形成坑槽此类坑槽完全形成后深度一般为由于近年来高速公路的中上面层均采用密级配混合料同时对预防性养护的重视对坑槽及时修补因而此类坑槽产生数量不是太多底面层和基层问产生坑槽此类病害容易发生在翻浆现象非常严重的路面在重载车辆作用下自由水产生很大的压力冲刷基层混合料表层细料形成灰白色浆在动水压力和孔隙水压力的反复作用下使得整个面层范围内的基层粒料出现松散并反射到面层形成恶性循环最终会导致坑槽出现这类坑槽完全形成后通常深度都大于并且绝人多数都在车流量较大的行车道上或重载车辆较多的道路上发生该类病害时通常基层也已严重破坏而且在形成坑槽之前路面亦表现出其他破坏现象而需要治理因而该种病害相对来说很少桥面铺装层等构造物产生坑槽由于水泥混凝土梁与沥青铺装层的材料差异较大层问粘结处的变形不一致为了减少桥面的水损坏对桥面防水层和粘结层的要求越来越高但由于种种原因使得层间局部粘附性较差并出现分层使得沥青铺装层在车辆荷载和水的共同作用下形成剥落和税皮最终产生坑槽在日常养护中桥面翻浆现象比较严重每次连续雨天过后桥面容易出现坑槽由于桥面铺装层一般在因而该类坑槽相对来说都不算深约沥青路面坑槽的维修机理沥青路面产生坑槽破损不仅严重影响路面的表面功能和使用性能更对安全有很大的影响坑槽及时修补的功效总的来说可以概括为如下几点恢复沥青混凝土路面的表面功能恢复行车的平顺性和舒适性坑槽的破坏减薄了结构层及时修补能恢复路面的局部强度和承载能力弥补坑槽破损处原有路面的强度和耐水性的不足具有明显的补强作用改善破损处承受车辆和水等外部荷载的进一步破坏扩展做到防治结合坑槽修补材料的研究坑槽冷修补材料这类快速补路材料呈黑色颗粒状固体有石油溶剂气味不溶于水无腐蚀性符合环保要求一般有种集料规格第一种主要骨料粒径为可用来修补深度在以上的坑槽另一种主要骨料粒径为可用来修补深度在以下的坑槽该种材料无需加热或搅拌无需特别工具或技能操作简单方便自由流动性高与其他材料粘结性强可以在低温酷暑等气候下实现对路面坑槽的修补修补完工可立即开放交通解决了传统路面因受养护期气候材料最低购买量的制约而使路面坑槽不能及时修补或者在修补过程中严重影响交通的固有弊病其一般为桶装密封桶装储存可长达个月以上开桶后用剩余料不会短时硬化固结在个月内仍可正常使用坑槽热修补材料用于日常养护的热修补材料主要为各种规格的沥青混合料由于一般的坑槽只有左右为了保证修补处的压实度不发生离析现象根据实际经验选择日常用的热料规格主要为或及添加改性剂的这类粒径较小的集料3坑槽修补工艺的研究31冷料冷补工艺该施工工艺主要用于应急性修补通常先要开槽成型将待补坑槽松散物灰尘或淤泥清除倒入冷补料松铺系数为1215摊铺均匀保证坑槽周边材料充足但不要漫散至坑槽边沿外的路面后用夯锤或振动式路碾机压实日常施工时通常采用平板夯如遇特殊情况可直接使用夯锤深度在6cm以上的坑槽必须分层投料夯实若密实度不足则经车辆行驶碾压修补处会略有下沉此时不必挖除坑内原填冷补材料只需将更细一级的冷补料铺上压实即可为防止此类情况的发生通常使修补后坑槽地表面略高于周围路面约510mm运行一段时间修补处即会与路面持平每桶25kg装的冷补材料可修补面积约为50cm50cm深45cm左右的坑槽使用冷补材料只需要大约10min即可开放交通32热料热补工艺随着养护设备的发展逐渐采用加热设备进行路面的就地热修补能较好地解决接缝的问题并且热修补技术明显提高施工质量市场上使用的设备如英达科技公司生产的修路王设备以及河南高远养护公司生产的热修补设备等其主要原理是采用100高强度辐射热加热墙先将沥青路面加热耙松喷洒乳化沥青使沥青料再生再加入热的新料用自带的压路机将其压实能够达到很好的修补效果这类就地热修补设备的主要工艺包括1测定破坏部分的范围与深度按圆洞方补斜洞正补的原则划出坑槽修补轮廓线正方形或长方形适当外移5cm左右使得接缝处理效果更好2将加热板调整到合适的位置选择适当的加热区域3用加热板加热待修的区域可以自行设定时间一定时间后路面被软化4耙松软化的路面切边5喷洒乳化沥青形成一层粘接沥青从料仓中输出一直保温的新的沥青混合料6摊铺整平再喷洒适量乳化沥青作为再生剂7由边部向中间反复压实46遍8清理作业区域开放交通通常夏季开放交通略晚一般情况下修路王修补加热墙面积范围内的病害大概需要20min修复后接缝密合平整美观耐久33热料冷补工艺热料冷补适合于雨天抢救性修复通常路面在通车几年后一场雨会引起全线路面出现几百上千个坑槽为了确保行车安全可以利用热修补设备的加热仓保温热料沿线填补坑槽此时不用对原始坑槽进行处理填满后直接压实待好天后用加热墙对原修补坑槽接缝处进行加热处理这样既达到了道路安全防范的应急处理同时也不影响路面的修补质量此措施越来越多地被高速公路养护单位在雨天施工时所采用4修补工艺的寿命周期费用分析41冷修补技术根据养护的大量实践对于冷补材料修补坑槽可以充分发挥施工方便开放交通快的优点但由于与原路面较薄弱的粘结性在行车荷载和雨水的不断冲刷下其最终的修补寿命通常达到2个月左右即需要再次处理对于50cmx50em的表面层坑槽通常需要一桶25kg的冷料这是一种应急性的修补措施可以解决临时性的影响安全的坑槽修补但作为全线的日常使用相对来说价格偏高42热修补技术就地热修补技术通常需要配备较昂贵的修路设备一次性投资较大但是每次的原始材料成本非常低相当于沥青混合料的材料价格加上所耗费的液化气价格通过对路面病害修补的合理安排统筹规划日常养护成本将可以降到最低通常采用热修补技术修复的坑槽能达到1年以上才需要再次修补而有的已达到了永久性修复的水平对于具有独立养护职能的高速公路养护单位采用大型热再生修路设备无论从经济效益还是公路养护质量均具有明显的优势5结语沥青路面坑槽的修补质量除与修补材料的性能有很大关系外还在很大程度上取决于坑槽修补的工艺方法本文研究了实际养护作业中的冷料冷补热料冷补以及热料热补3种工艺认为冷料冷补作为应急性修补具有很好的适用性而热料冷补适合雨天大量的坑槽修补热料热补尽管初期设备投资较大但通过病害修补的合理安排其每次的养护成本并不高并且修补的质量明显优于其他工艺是高速公路养护单位日常养护的首选工艺