公路沥青混凝土路面坑槽维修机理分析

公路沥青混凝土路面出现坑槽破损，不仅影响路面的平整度和舒适性，而且对坑槽进行维修若不及时，在车辆荷载作用下坑槽破损面会逐渐增大和加深，造成维修费用的增加并危及行车安全。依据公路沥青混凝土路面坑槽维修的目的，分析与研究路面坑槽维修机理，使路面坑槽维修达到理想的效果。加之，对公路沥青混凝土路面坑槽维修材料的摊铺用量进行分析，对坑槽维修材料和维修工艺的总结有较好的指导作用。

路面坑槽维修目的与效果

恢复路面面层功能

因为路面坑槽形状大小不同、深度不同，将会影响车辆行驶的舒适性和安全性，尤其是当路面坑槽较深时，会造成车辆行驶时的强烈颠簸，且容易使车辆失控，产生极大的安全隐患。对公路沥青混凝土路面坑槽及时进行维修补强，已达到维修后的路面具有一定的抗滑能力，从而保证车辆行驶的安全性。但坑槽维修重要的是首先应恢复路面面层的各项功能。

恢复路面局部性能

公路沥青混凝土路面产生坑槽时，路面坑槽处结构层将会变薄而发生破损现象，造成路面局部承载能力减弱。通过对路面坑槽进行维修，达到恢复沥青混凝土路面原有结构层的厚度、密实度和整体承受外部荷载的能力，从而保持沥青混凝土路面原有结构层的的各项功能。

恢复坑槽破坏处路面耐水性

路面出现坑槽破损，往往是由于路面材料空隙率过大、且压实度不够、级配组成不合理造成的。同时，路面承载能力较弱和路面耐水性较差也是造成原因之一。一般情况下，路面坑槽容易出现在车流量大，且重载、超载车辆比较多的公路路段。所以，要首先对路面坑槽处松散、破损材料进行清除，然后才能进行维修，这样一来才能达到弥补路面原有材料强度不足和起到增加材料耐水性的目的，防止路面坑槽维修后再发生破坏。若考虑延长沥青混凝土路面的使用寿命和考虑满足公路日益增长的交通量要求，路面原有坑槽的维修就不但是仅仅为恢复路面原有使用性能这一点，更重要的事路面坑槽的维修应具有一定的补强作用，以提高路面坑槽破坏处路面的使用功能。

防止路面发生更严重的破坏

假若公路沥青混凝土路面表面层出现浅坑槽而没有及时维修，就会造成路表水在坑槽内淤积，而使路面面层以下的功能结构层被路面坑槽内淤积水浸泡侵蚀，由此造成路面面层的下面层沥青混凝土材料松散、剥落，使路面坑槽更深、更大、更严重影响行车的舒适性和安全性，并有可能造成不可估量的乘客生命伤亡和重大财产损失。如果路面坑槽积水渗入到路面基层内部，当然，也会使路面基层的材料变松变软，失去应有的密实度及承受上部传递的荷载的能力，从而造成沥青混凝土路面的承载能力整体下降，不可避免的导致公路出现严重的沥青混凝土路面结构层破坏。一旦沥青混凝土路面有坑槽破坏的现象出现，路面坑槽的边缘和路面坑槽的底部材料就会受到行车荷载的重复撞击，加速沥青混凝土路面坑槽破坏的加重。所以说，对沥青混凝土路面坑槽进行及时的维修补强，可以有效避免沥青混凝土路面发生更为严重的破坏。

路面坑槽维修材料受力简析

对公路沥青混凝土路面坑槽破坏进行维修后，路面坑槽内的维修材料在行车荷载以及外界环境的综合影响和作用下，不可避免的承受着各种外力的作用。我们通过对坑槽维修材料受力情况的分析，来研究路面坑槽修补的原理，以便提出对路面坑槽维修的具体措施和要求。

路面坑槽维修材料受压应力作用

在行车荷载作用下，沥青混凝土路面坑槽内维修材料受到较大的压应力。沥青混凝土路面在不同车辆轴载作用下。可以清晰的看到:一.路面坑槽维修材料0～5cm范围内承受的压应力最大;二.路面坑槽深度超过10cm受到的压应力逐渐减弱;三.车辆轴载越大，路面坑槽维修材料受到的压应力就越大。因此，在行车车辆荷载作用下，沥青混凝土路面坑槽维修材料面层最易发生破损变形，车辆重载或超载会使这种变形增大。

路面坑槽维修材料受拉压交变应力和剪应力作用

沥青混凝土路面在行驶车辆荷载作用下，路面坑槽内的维修材料表现为不同的应力应变状态。在行驶车辆的重复作用下，路面坑槽维修位置受力就会发生拉压应力一次又一次的循环，路面坑槽维修材料在不同深度受到不同大小剪应力作用，并且行驶车辆轴载越大，受到的剪应力也就越大，沥青混凝土路面坑槽维修材就有被剪切破坏的可能在拉压应力交互作用下，路面坑槽维修材料就会经常处于疲劳破坏状态。

路面坑槽维修材料受水侵蚀作用

沥青混凝土路面坑槽维修材料受到路表水侵蚀时，行驶车辆就会将路表积水挤入路面坑槽维修材料内或将维修材料内的渗水吸出，使路面坑槽维修材料受到水的水力冲刷作用;若当路面坑槽维修材料封闭孔隙中充满水时，它就会在行驶车辆荷载作用下，在维修材料内孔隙中产生具有破坏作用的压力和负压力。在行车荷载和水侵蚀共同作用下，即会造成路面坑槽维修材料的粘结力下降，强度降低，还会造成路面表面层维修材料松散剥落，而使路面坑槽维修材料二次破坏。

路面坑槽受拉应力、剪应力作用

路面坑槽维修位置当行驶车辆驶近或驶离时，坑槽维修新旧材料粘结面将受到拉应力和剪应力的双重作用。路面坑槽维修新旧材料粘结面在拉应力作用下，有被拉开破坏的可能;路面坑槽新旧材料粘结面在剪应力作用下，有被剪开破坏的可能。

路面坑槽底面接缝受剪应力作用

在沥青路面坑槽维修材料上有行驶车辆时，拉应力和弯应力就会出现在坑槽维修材料底部，坑槽底部新旧材料接触面就起到传递水平外力的作用，坑槽槽底新旧材料接触面自身也会受到剪应力的作用。

路面坑槽底部新旧材料接触面，在剪应力作用下有可能被剪开而失去粘结能力。

路面坑槽维修机理简析

依据路面坑槽及路面坑槽维修材料受力分析，结合考虑路面坑槽受周围环境自然因素的影响，已达到维修路面坑槽的目的和较为理想的维修效果，在此，我们进一步分析路面坑槽维修机理，对路面坑槽提出相应的维修措施。

路面坑槽侧立面和底面的要求

路面坑槽侧立面和底面要密实

路面坑槽侧立面密实，可以防止因路面坑槽壁面松散而造成维修后抗拉、抗剪及防水能力下降，从而使新旧材料接缝位置保持较强的承载力。路面坑槽底部密实且没有松散材料，会使压应力和水平力有效地向路面坑槽底部传递，保证了坑槽维修后路面的强度和承载力。因此，在对路面坑槽维修前，应将槽内松散、破碎的侧立面和底面清除干净，达到维修前期工作要求。

路面坑槽内要清洁干燥

沥青混凝土路面坑槽在维修补强前，应保持坑槽内清洁干燥，这有利于提高新旧材料间的粘结力，增强路面坑槽维修材料的抗剪、抗拉及防水能力，增强路面坑槽槽底接触面传递水平外力的能力。假若路面坑槽内不清洁，不干燥、还有不可压缩的材料或松散的碎石以及剥落的沥青混凝土旧料，将会使路面坑槽新旧材料接触面的粘结力下降，从而造成路面坑槽底面新旧材料接缝处新料与旧料分层和坑槽接触面维修材料过早破坏，使整体承载能力降低.再则若路面坑槽内各个接触面潮湿且含水，就会造成维修材料难与坑槽内表面粘结，使路面坑槽内新旧材料接缝处两种材料间的粘附力大大减弱，而失去新旧沥青混凝土材料抵抗外力的整体性。所以，要必须保证待维修路面坑槽内表面完全干燥清洁，这之后才能对路面坑槽进行维修。

路面坑槽内要温度适当

沥青混凝土路面坑槽内保持适当的温度，是为了获得良好的施工条件，满足路面坑槽维修新旧材料之间的粘结性要求，特别是对热的坑槽维修补料，这一点更为重要.假若热补料填入温度低的不适当的坑槽内，受低温路面坑槽的影响，新填筑沥青混凝土材料温度急聚下降，造成新旧材料间粘结力也随之减弱，而使路面坑槽新旧材料接缝处粘结力达不到设计要求。因此，路面坑槽的维修，应在路面坑槽环境温度较高或对路面坑槽内表面加热后，再进行路面坑槽维修施工。

路面坑槽维修粘结料要求

对沥青混凝土路面坑槽进行维修前，为了提高路面坑槽新旧材料接触面间的粘结强度，必须先给坑槽内接触表面涂抹一种粘结材料，这种粘结材料将使路面坑槽的新旧材料粘结成一个功能一致的受力整体，达到共同承受外部荷载的能力。对这种路面坑槽接缝粘结料的要求与一般的路面裂缝灌注材料的要求基本相同，在此不再赘述。

路面坑槽维修材料要求

强度

沥青混凝土路面坑槽中的维修材料，在行车荷载和水侵蚀的双重作用下，受到压应力、拉应力和剪应力及应变的影响。为了达到补充由于路面坑槽病害，造成的沥青混凝土路面强度和承载力的缺损，就要将维修后的路面坑槽中的填料与坑槽形成一个板块整体，使维修材料起到传递外部车辆荷载的作用。所以，维修材料要具备足够的强度，也就是说，维修材料中各种集料间相互嵌挤摩擦形成一定的结合力，沥青与集料间形成足够的粘聚力，保证维修材料有足够的强度。

高低温稳定性

在高温天气状况下，为保证路面坑槽内的维修材料，在车辆荷载的作用下不至于产生新的沥青路面病害，维修材料应具有高温稳定性，保证在较高环境温度情况下，维修材料要满足劲度模量和塑性变形的设计要求。在低温天气状况下，维修材料容易变硬变脆，所以，为了避免补料产生温度裂缝，路面坑槽内的维修材料要有足够的低温抗裂性和低温稳定性，要有较大的变形适应能力和较低的劲度，以便维修材料在温度降低的收缩过程中不至于造成较大的应力积累，在行车荷载作用和环境因素影响下不致造成维修材料开裂、脆断。

耐水性

沥青混凝土路面坑槽破坏的重要原因之一是水侵蚀，为了防止这种侵蚀作用，路面坑槽内的维修材料要有较强的水稳定性，从而避免路面坑槽维修材料，再次重复出现路面新的坑槽或其它病害。所以，为了既保证维修材料本身的水稳性，又要避免水渗入路面基层，从而形成路面基层材料发生唧浆、松软，使路面基层承载能力降低。路面坑槽内维修材料还应具有较强的耐水性。

耐老化性

沥青路面坑槽内的维修材料，由于长期暴露在大气环境中，在空气、紫外线、气温和水等其它环境因素的综合影响下，维修材料易发生质的变化，从而导致沥青混合料补料性能老化。那么，为了提高路面坑槽维修材料的耐久性，避免维修材料填补的坑槽过早的再出现坑槽破损，沥青混凝土混合料维修材料必须具有良好的耐老化性，保持使用性能稳定或者保持较小的质变能力。

抗疲劳性

在行车荷载的复复作用下，沥青混凝土路面坑槽内的维修材料，长期处于应力应变交替作用状态，导致沥青混凝土路面强度逐渐降低。当行驶车辆作用达到一定量级后，路面坑槽内的维修补料产生的应力应变，就会增大到一定程度，假若它超过了沥青混凝土设计强度，路面坑槽维修材料就会出现裂玟，而造成疲劳破坏。故此，沥青路面坑槽维修材料应具有足够的抗疲劳性能，以延长沥青路面坑槽维修材料的疲劳寿命。

路面坑槽维修材料松铺量计算

对沥青混凝土路面坑槽破损进行维修时，往往对路面坑槽维修补料松铺量的计算都不是十分准确，路面坑槽维修填充补料松铺系数不是按1.25～1.35计算，就是按1.35～1.45计算;或者就是在施工时不加以计算，只是简单的使所填路面坑槽维修补料略高出原有路面即可。

对于路面坑槽维修材料松铺量的计算应该是相当准确的，它不仅仅与路面坑槽维修材料的级配类型、集料配比、沥青用量等各种组成材料种类有关，还与路面坑槽维修后坑槽的预压实度有很大关系。如果坑槽维修材料的松铺量计算的不准确，就有可能出现所维修坑槽的平整度得不到保证，同时，坑槽维修填补料压实度也达不到要求;如果路面坑槽维修填补料压实度达到了要求，坑槽内维修填补料高出或低于原有路面，就会影响路面的平整度。只有当坑槽维修填补的松铺材料采用计算准确的松铺量时，才能满足平整度和压实度的设计要求。

事实上，对于己经维修填补好的坑槽，其压实度往往被大家忽视。路面坑槽内维修填补材料只有被充分压实，才能达到要求的压实度，继而满足强度和稳定性要求，从而保证坑槽维修材料各项应用性能。

通过对预压实度计算控制的方法，来准确确定坑槽维修填补材料松铺量大小，只有这样，当维修填补材料通过碾压达到与原路面高度一致时，就证明坑槽维修填补材料已经达到预期要求的压实度。

针对沥青混凝土路面坑槽成型方法，利用材料用量控制法确定沥青混凝土混合料松铺量，计算控制路面坑槽维修填补后的预期压实度。但实际路面坑槽填补施工过程中，通过计算控制坑槽维修填补材料质量来达到预压实度是比较容易操作的。也就是在填补坑槽时，只需控制坑槽维修填补材料用量m值，就可使压实后的坑槽维修填补材料得到预期的压实度K期。