沥青路面坑槽修补质量的影响因素及控制方法

摘 要

为了提升沥青路面坑槽修补质量，针对坑槽病害形成的原因，对比常规坑槽修补工艺的优势，以最常用的冷切热补施工工艺为研究对象，从施工人员、养护机械、养护材料、施工工法、作业环境等方面分析影响坑槽修补质量的因素，总结出控制并提高坑槽修补质量的方法，并推荐适用的养护施工关键机械，指出未来公路养护施工机械的发展方向。

关键词

沥青路面 | 坑槽修补 | 冷切热补 | 质量控制

坑槽属于沥青路面最常见的病害之一，它不仅会明显加快路面损坏速度，还会导致道路基层的破坏，严重影响行车舒适度，甚至威胁行车安全［1-3］。坑槽产生的直接原因是路面局部区域内的沥青混合料出现松散、脱落，而其诱因是水损害，在水的浸泡和行车载荷的作用下，路面沥青黏结膜逐渐失效，同时水分渗入路面下的结构层，也会破坏整个路面的强度，形成网状裂缝，最终混合料脱落产生坑槽［4-8］。此外，混合料的级配设计、原材料的质量和路基施工质量等其他因素也会导致路面坑槽的产生。

目前坑槽修补工艺主要有冷切挖补法、就地热再生、填料法、喷涂法等，其中冷切挖补法是使用最多的方法［9-11］。本文以此工艺为研究对象，依据全面质量管理的方法，分析影响坑槽修补质量的因素，进而提出施工过程中主要注意事项及关键控制点，从而提高坑槽修补的质量，实现真正意义上的精细修补。

公路养护施工的时间主要集中在每年4月至11月，而且沥青混合料的施工温度一般都在160℃左右，施工人员一直处于暴晒、炎热的施工环境中，工作条件恶劣。施工人员以农民工为主，文化水平较低。因此，在整个施工过程中，务必配备一名负责任的工长，管理好施工队伍，严格按每一道工序的要求施工;现场做好交通预警和防暑措施，避免施工过程中出现车祸、晕厥等安全事故。

坑槽修补是一项综合性工作，用到的施工工具和机械繁杂，具体见表1。

施工机械伴随着整个施工过程，直接影响坑槽修补质量，尤其是施工的关键设备，如果采用较先进的机型，会明显提高施工质量《公路养护技术规范》(JTGH10-2009)中要求:高速公路和一级公路路面病害的维修应采用机械作业，所使用的沥青混合料宜集中厂拌，并采取保温措施，其他等级的公路应逐步提高维修作业的机械化水平。在坑槽修补的整个过程中，直接影响施工质量的主要设备是保温运输箱(或综合养护车)和压实设备。由于坑槽的不连续性，整个施工持续时间长，一车料的施工时间长达1个工作日，若保温运输设备不能很好地实现保温功能，导致成品料温度过低，将会严重影响压实度。相反，如果混合料温度过高，沥青将发生离析，影响成品料中的油石比，降低混合料的黏结性能。压实设备直接影响坑槽修补后的压实度，压实度不足，混合料在坑槽中的黏结力不够，路面强度明显降低，修补料极易脱落，施工质量得不到保证［12-14］。

冷切挖补法使用的沥青混合料主要来源于拌合站出品的成品料和现场再生料。养护单位需提前搜索养护标段原路面的施工资料，记录好原始路面级配。对于使用超过5年的路段，建议提前取样分析，记录好路面材料的级配。采用同级配材料进行修补更有利于提高坑槽修补的质量。选择拌合站的成品料，关键是选配好合适的沥青混合料保温箱;对于现场再生料，主要控制沥青加注量，若沥青加注过多，会引起泛油等次生病害［15-16］。目前市场上销售的综合养护车，主要存在以下问题。

(1)旧料加热过程中，过分追求加热速率，导致沥青老化，严重影响坑槽修补质量。

(2)搅拌锅容积不足导致单锅加热料不能完成单个坑槽的修补，延长施工时间，使首锅料降温幅度过大，严重影响施工质量。

(3)养护车自带的旋风除尘设备效果较差，施工过程中烟气大。

(4)旧料现场热再生后的质量没有拌合站出品料好，因此行业标准明确指出，高等级公路养护不用现场再生料。

冷切挖补坑槽的主要施工工艺如图1所示，该工艺为目前行业标准推广的工艺。通过施工调查及资料收集了解到，所有施工队均认可该工艺，只是施工过程中为了节省成本、提高施工速度，大多数施工均未严格按照此标准实行，最突出的表现有2个方面，合格修补料的来源和界面剂的涂刷。坑槽修补施工没有得到足够的重视和现场监督，导致不能严格执行施工工艺，每一个环节都容易出现“偷工减料”的现象，因此施工现场的自我监督尤其重要，现场工长责任重大。界面黏结剂涂刷不均匀的情况如图2所示，部分区域及坑槽底部均未涂抹，且坑槽的周边切割不均匀。此外，施工环境潮湿不宜进行坑槽修补，否则新旧结合面强度较差，极易再次损坏。坑槽修补原材料不合理的情况如图3所示，一般10d左右修补会彻底失效，造成极大的浪费。

坑槽修补施工起始于每年的4、5月份，11月份前基本会停止施工。不利的施工环境主要指雨天，雨水会严重影响坑槽内新旧料的黏合，并加剧拌合料温降，影响坑槽修补料的质量。坑槽修补施工一般位于交通主干道上，施工前务必做好警示工作，施工后做好沥青混合料的养生，待坑槽修补处温度降低至50℃后方可开放交通，并设置告示牌，开放交通2h之内在修补处不得紧急制动。

由以上分析可知，要提高坑槽的修补质量，应主要在施工前、施工中、施工后3个时间段加强控制。

养护单位加强对责任路段的监测，对发现的坑槽或路面开裂较严重的区域，应及早进行修补，避免坑槽的进一步扩大，严防路面中层和基层的损坏［17］。养护单位还需记录好路面修建时的相关资料，重点记录路面材料的级配情况以及路面铺层的厚度，以便指导修补料的选用、修补料数量的储备和施工过程中坑槽切割深度的设计。

施工前需做好准备工作，如调试好施工设备，带齐相应的施工工具、机械及安全警示标识，做到进场便施工，施工过程顺畅，离场工地整洁。

组建一套较稳定的施工队伍，选派一位懂施工、负责任且安全意识高的人员为施工队长，严格按照坑槽修补工艺流程实施，对于不合格的地方要坚决返工［18］。施工前，务必按要求布置好现场施工警示标识，确保施工人员、工具、料渣不超过施工警示区域。整个施工环节的主要控制点如下。

(1)坑槽切边务必要超出损坏面(包括龟裂、网裂部位)周围10cm，在未损坏部位切槽时切槽要规整，切深设置与面层厚度一致，尽量避免切缝相交处过切。

(2)破碎时务必将整个面层清除，保证坑底平整，清除坑底黏结不牢固的毛料，将坑槽清扫干净，不得留有任何残渣。

(3)现场界面黏结剂要涂刷均匀，尤其是坑槽四壁，涂层厚度尽量不超过1mm。

(4)沥青混合料摊铺时注意坑槽边角的填充，人工摊铺时优先铺好边角混合料。

(5)铺好混合料后，第一时间开始压实，可优先压实坑槽边角结合处，然后逐一按顺序压实，在沥青混合料温度低于80℃之前，可一直持续压实，选配的压实设备激震力应不小于10kN［19］。

(6)压实完毕后，清理现场，待混合料温度降至50℃左右后开放交通。

施工完成后做好施工记录，包括混合料的级配、坑槽面积和深度、施工天气、日期等关键参数，为下次同工段的坑槽修补提供参考。观测并记录每个坑槽修补后的质量，每半年定期对比坑槽的修补质量，分析影响坑槽修补质量的关键因素，持续改进施工，实现精细修补，提高整个道路的通畅性、舒适性，延长道路的使用寿命。

坑槽修补过程所用到的工具及施工机械(表1)，除了综合养护车和沥青保温运输箱之外，其他设备均为市场上常见的设备。

沥青混合料保温运输箱主要用来对沥青混合料进行保温，如图4所示，其主要特点是:环保，温度控制精确、合理，不会产生过热现象。该设备主要用于高速公路、一级公路及城市道路的坑槽修补。

单滚筒综合养护机主要用作破碎后的旧料加热，如图5所示。在将旧料重新拌匀的过程中添加一定量的沥青及其他辅助添加剂，提高再生料的质量。其主要特点是:双燃烧器工作，加热速度快，细长滚筒结构避免混合料发生老化。单滚筒综合养护机主要用于省道及以下低等级公路。

坑槽的修补质量是路面状况指数PCI的重要影响因子。随着社会的发展，汽车数量激增，人们对路面质量的要求越来越高，全国已出现数起因为坑槽导致的交通事故，受害者将相关养护单位告上法庭的案例。道路坑槽引起的关注程度越来越高，许多地方养护施工标准均明确提到坑槽修补的相关管理规定。本文就如何提高坑槽修补质量，从而延长路面的使用寿命，真正意义上实现坑槽精细修补，提出了合理的施工控制方法，并推荐了合适的施工机械，为养护施工一线作业提供切实可行的参考。随着社会进步，人们对环境保护、施工舒适性、劳动强度等方面的关注度提高，坑槽的机械化、智能化、绿色化修补技术将会是未来养护工程的发展方向。