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交通主干道坑槽病害修复存在的问题及解决方法

2018-03-23石帅锋王燕芳

山西建筑 2018年16期
关键词:主干道补料摊铺

叶 青 石帅锋 王燕芳

(贵州宏信创达工程检测咨询有限公司,贵州 贵阳 550014)

0 引言

沥青路面因其具有平整度好、行车舒适、噪声低、施工期短、养护维修简便等优点而得到广泛应用。目前,城市中交通主干道大多为沥青路面,为保证城市交通的通畅发挥着至关重要作用。然而在使用过程中,随着交通量的日益俱增、超载问题严重,加之环境条件的影响如暴雨、高温等,导致沥青路面出现车辙、裂缝、坑槽等病害,其中尤其以坑槽病害最为严重。

城市交通主干道坑槽病害修复有别于高速公路、省道等路面,其主要表现在所要修复的主干道车流量大,交通繁忙,主干道作为城市的大动脉决定了其必须时刻保持通畅,一旦因为坑槽病害修复而长时间封闭交通,则极易产生交通大堵塞;而如果发现主干道存在着坑槽病害不及时修复,特别是暴雨过后,大量的坑槽突发性产生,则会严重影响频繁来往的车辆正常行驶,甚至出现交通事故,继而发生交通堵塞,主干道坑槽病害修复陷入修即堵,不修也堵的窘境。正是城市交通主干道坑槽病害存在着这样的特殊性,导致虽然坑槽病害修复相关材料技术已经得到国内外的大量研究,但综述坑槽病害的目前修复技术,并无适用于城市交通主干道这种具有明显独特性的坑槽病害修复技术,未有系统性的对其从修复材料到修复工艺提出一整体设计方案。

基于此,本文首先分析了交通主干道坑槽病害修复存在的问题,其次,从修复材料和修复工艺两方面着手研究,系统性提出一整套适用于交通主干道坑槽病害修复的方案。

1 存在的问题

1)坑槽修复的迟滞性。

在雨后,交通主干道部分沥青路面会突然出现大量的坑槽,而这些突发性坑槽则大多不被养护部门所重视,没有做到及时修复,未修复的坑槽会进一步扩大,形成坑槽带,车辆行驶过程中遇到坑槽则不得不降低速度或改变路线,严重影响后面车辆的行驶,极易导致交通事故的产生;甚至若未及时发现坑槽,直接行驶通过,则可能会对车辆产生极大损伤,形成的坑槽带对车辆巨大冲击力则易导致车辆发生抛锚、断轴事故。

2)修复时间长、安全性低。

坑槽修复经常要长时间封闭交通,在主干道上进行坑槽修补时,由于车流量大,长时间封闭交通后极易产生道路堵塞问题,且在不断有重载车辆行驶通过或小型车辆快速通过施工现场而加速超车行驶的情况下,施工人员的安全难以有效保障,随着封闭交通时间越长,施工时间越长,其安全系数越是急剧下降。

3)修补料的局限性。

修补坑槽用的材料主要包括热补料和冷补料,热补料虽然修补质量相对冷补料高,然而其施工时间长,所需设备多,施工工艺复杂,对施工人员的技术操作水平有较高要求,且对温度敏感、潮湿环境下无法施工;冷补料相对热补料施工时间短,无需加热,可适用于面积小、分散的坑槽,施工简单等优点,可实现对坑槽的及时、快速修复,然而冷补料普遍存在着易出现弱接缝,潮湿环境下施工修补质量大幅降低,在车辆、雨水耦合作用下,短时间内即会产生二次破坏,使用寿命短的问题。

因此,基于考虑以上坑槽病害修复中存在的问题,沥青路面坑槽病害修复技术应从修复材料和修复工艺两方面着手改进,坑槽修复及时化、施工简便快速化、修复质量持久化应是养护部门日常工作中针对坑槽修复的重点,也是难点。

2 修复材料及修复工艺的优化

2.1 优选修复材料

目前,坑槽病害修复常用材料为热拌沥青混合料,采用热拌沥青混合料修复坑槽时,需将其从拌和站运输至现场,运输过程中混合料温度逐渐降低,因此,运输距离远近对修复时间和修复质量有较大的影响。且沥青路面修复时需要切割设备、铣刨设备、摊铺设备以及碾压设备等,设备复杂且施工配备人员较多,对工人操作水平有较高要求。设备现场能否正常运转以及工人的技能水平很大程度上影响着修复时间。根据对采用热拌沥青混合料修复坑槽病害所需时间的调查可知,以修复坑槽1 m3量计算知,从运输、切割、铣刨、喷洒、摊铺、碾压到最后开放交通整个过程平均需要4 h~5 h。而冷拌冷铺修复材料所需施工设备及人员配备较少,且对工人操作水平有较低的要求,易于通过优化施工工艺而构建标准化施工流程。也可通过专用于冷补料的便捷式养护车实现现场即拌即用,从而大幅缩短修复时间。因此,针对交通主干道坑槽病害的修复宜采用冷补料[1-3],实现施工简便快速化。

坑槽病害修复所用冷补料主要分为三种类型[4],包括液体沥青类、乳化沥青类和环氧沥青类。液体沥青类是指采用石油溶剂对沥青进行稀释而得到液体沥青,再将其与集料拌和,一定条件下即可配制成冷补沥青混合修复料,其可长时间储存,施工时间短,但强度较低,受环境因素影响大;乳化沥青类是指乳化沥青代替传统高温加热沥青与集料拌和制备而得,其节约资源,对环境影响小,但修复时间长,初始强度低;环氧沥青类指采用环氧树脂、固化剂和其他添加剂加入沥青中,经交联固化反应而形成互穿网络结构聚合物,再将环氧沥青与矿料进行拌和制备而得,其强度高、刚度大、稳定性及水稳定性优良,但环氧沥青使用条件复杂,且成本高,施工难度大。综上可知,目前所采用的冷补料各有自己的优缺点,并不能完全适用交通主干道坑槽病害的修复,无法实现施工简便快速化、修复质量持久化。

由上述可知,液体沥青类冷补料施工时间较短,施工时将成品的液体沥青类冷补料摊铺到开挖后的坑槽中,直接碾压后即可开放交通。但自身强度低、弱接缝的缺点缩短了其使用寿命,制约其应用推广。因此,考虑冷补沥青混合料施工时间短的优点,应在此基础上,着手从原材料组成优化改进其强度,可采用改性沥青如SBS改性沥青作为基质沥青,寻找或研发更为合适的新型溶剂,制备出强度大幅提高的改性冷补沥青混合料。改性冷补沥青混合料可实现工厂化生产,长时间储存,能够随用随取,相比热拌沥青混合料需在坑槽修复的前几个小时进行制备,可节约大量时间。同时,考虑冷补沥青混合料与旧路面的弱粘结,在将改性冷补沥青混合料摊铺至坑槽中后,可在其上面洒布一层由水性环氧树脂、固化剂、干粉和砂子组成的表面功能材料,因该表面功能材料具有较高流动性,使其可渗入接缝处,固化后可将修复料与旧路面牢固的粘结在一块。同时,将修复材料表面石料固化粘结,从而提高了修复材料表面的耐磨性能,提高表面层的密实度,继而延长修复材料的使用寿命。另外,该表面功能材料可以迅速凝结固化,封闭交通时间短。由于只是在表面洒布一层表面功能材料,在发挥其作用的同时,成本增长幅度并不显著,长期考虑社会与经济效益,此种优化修复方法更为优异,且能够实现修复质量持久化。

2.2 修复工艺

除了修复材料对交通主干道路面坑槽病害修复时效性、修复质量有明显影响外,修复工艺也是影响坑槽病害修复效果的重要因素。传统坑槽病害修复方法主要流程包括:1)开挖成型。依据坑槽大小,划定矩形或方形坑槽,采用切割机、风镐或铣刨机开挖成型;2)坑槽清理。使用大功率吹风机对坑槽中杂物进行清除;3)涂刷粘结层。在坑槽壁面和底面涂抹粘结材料;4)摊铺修复材料;5)碾压修复材料;6)新旧界面处理。在新旧界面接缝处洒布乳化沥青等材料[5,6]。

传统修复工艺存在着众多不足之处,如开挖成型的坑槽为矩形或方形,这种开挖结构在修复材料修复后,易在坑槽四角出现应力集中现象,导致边角产生断开,出现二次破坏的问题。另外,现在坑槽开挖采用的切割机,施工效率低下,劳动强度高,施工时间中较大部分被切割所占用。因此,提高开挖效率、改变坑槽开挖形状可大幅缩短修复时间、延长修复后使用寿命。

圆形坑槽[7-9]因可有效避免应力集中现象,同时可使修复材料压实均匀,与旧路面牢固粘结,配合使用圆形坑槽铣刨机可大幅提高施工效率。坑槽并非必须开挖后再修复,对于坑槽底部承载力满足通行条件且基层无损害的,只需将坑槽周边松动沥青混合料剔除,清理干净坑槽内部杂物,然后依据坑槽既有形状摊铺修复材料并进行碾压,由此可大幅缩短施工时间,保障施工人员的安全。而现场可采用回弹仪对坑槽底部承载力进行快速评定。

3 整套方案设计

综上研究,可形成针对交通主干道坑槽病害快速修复的一整套方案。具体施工方案如下:

1)研究坑槽是否需开挖。

采用回弹仪对坑槽底部承载力进行测试,当承载力无法满足通行要求时,采用圆形坑槽铣刨机对坑槽进行开挖;若承载力满足通行要求时,则无需开挖,只需除掉坑槽周围已松动的沥青混合料块。

2)清理杂物。

采用扫把或背负式马路吹风机清除坑槽内部杂物。

3)洒布粘结层。

在坑槽壁及底部洒布乳化沥青。

4)摊铺改性冷补沥青混合料。

将工厂制备好的改性冷补沥青混合料摊铺至坑槽中。

5)碾压。

使用小型压路机对冷补料进行碾压。

6)洒布表面功能材料。

在碾压后的修复材料表面洒布一层表面功能材料,并再次碾压2遍以上。

7)开放交通。

养生30 min后即可开放交通。

4 结语

我国公路交通重载、大流量特征明显,超载现象普遍,加之自然环境复杂,施工质量难以有效保证,这些不利因素相互作用,致使沥青路面早期出现坑槽病害现象比较严重。特别是交通主干道坑槽病害修复一直是一难题。本文分析了交通主干道坑槽病害修复中存在的问题,基于此提出了坑槽修复及时化、施工简便快速化、修复质量持久化的修复理念,从修复材料和修复工艺两方面着手改进优化,提出了一整套针对交通主干道病害快速修复的方案,以解决交通主干道坑槽病害修复中的难题,促进坑槽病害修复技术的发展。

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