半剛性基層壓漿在路面基層反射裂縫治理中應用

趙 志 鮮

(山西省公路局朔州分局，山西 朔州 036000)

半剛性基層壓漿在路面基層反射裂縫治理中應用

趙 志 鮮

(山西省公路局朔州分局，山西 朔州 036000)

介紹了半剛性基層壓漿處理路面基層反射裂縫技術,并通過工程實例進行了驗證，結果表明該技術不僅可以使基層補強、封水，提高路面的承載能力，而且施工場地小，施工快速，非常適用于正在運營公路的路基基層反射裂縫加固，有著廣泛的應用前景。

道路工程,半剛性基層，壓漿技術，路基基層反射裂縫，加固治理

1 半剛性壓漿技術機理

瀝青混凝土路面壓漿維修技術采用巖土工程壓漿填充原理，就是通過外力加壓，利用注漿管把配置好的漿液均勻地注入地層中，土體縫隙內(nèi)的積水和空氣通過滲透、填充、壓密、擴展后形成漿脈。一方面通過鉆孔，弱透水層被一定水灰比的漿液高壓快速強行進入，形成近似球形的漿泡，擠壓附近的結構體，使結構體被擠壓密實，承載力得到了一定提高。另一方面，強透水層壓漿時的漿液通過裂縫和滲透，填充到結構體的空隙中，在層間形成方向各異的漿液體，經(jīng)過養(yǎng)生，凝結硬化后，松散的結構體形成一個強度高、防水性能強的“結石體”。同時在鉆孔內(nèi)形成柱體，與周圍的土體形成復合地基，進一步提高承載力。因此對注漿法的研究從根本上解決路面出現(xiàn)的反射裂縫、坑槽、唧漿等等基層病害具有十分重要的意義。

2 工程概況

山西省道大忻線路線北起大同市，南至忻州市，路線編號為S206。近幾年來，由于交通量的日益增大，特別是大噸位車輛的增加，致使該路段內(nèi)的路面出現(xiàn)不同程度的早期損壞，多處出現(xiàn)橫向裂縫、縱向裂縫、塊裂、坑槽及沉陷等病害。嚴重影響了道路通行能力和行車安全，交通堵塞現(xiàn)象時有發(fā)生，并造成了很大的社會不良反響。

2.1病因分析

1)裂縫。裂縫是本路段瀝青路面最常見的病害。裂縫在早期對瀝青路面的使用性能影響不大，后期在雨水的入侵和外力作用下，基層的反射裂縫會對瀝青路面逐漸產(chǎn)生結構性破壞。a.橫向裂縫，主要由于碎石化板縫處理不當反射和溫度收縮引起開裂。b.縱向裂縫，主要由于原混凝土路面碎石化邊縫處理不到位導致反射裂縫。c.塊裂，原混凝土路面主要由于碎石化處理不規(guī)范，經(jīng)過長期的荷載作用下，反射到路表面表現(xiàn)為清晰、規(guī)則的塊裂。

2)坑槽。由于路面裂縫較嚴重，道路排水設施不完善，加之雨季較多，致使雨水滲入基層，在重載車輛高速行駛作用下，滲入的水在有限空間內(nèi)受到巨大壓力作用形成高壓水，對基層細集料形成沖刷，長期作用下細集料從裂縫或接縫處唧出，瀝青混凝土面層就凹凸不平甚至脫空，在重載作用下，瀝青混凝土面層在剪應力作用下折斷或破碎，致使路面出現(xiàn)坑槽、沉陷。

3)沉陷。沉陷形成的原因是由于原路面結構處理不當或改造后路面結構強度不足，致使瀝青面層或半剛性基層超過其抗剪強度，再加上雨水的浸入等作用下產(chǎn)生的不均勻的豎向變形而導致路面局部下沉的現(xiàn)象。

通過裂縫出現(xiàn)的原因分析，確定路面基層已遭到破壞，需對基層進行技術處理。

2.2路面狀況調(diào)查和評定

此路段交通量大，達到30 000輛/d，重載車多，破損情況呈逐年增長趨勢，嚴重影響道路行車安全。路面破損數(shù)據(jù)調(diào)查采用人工調(diào)查的方法，發(fā)現(xiàn)路面病害主要以基層反射裂縫類為主，經(jīng)統(tǒng)計路面的破損面積估計達到總面積的50%。

2.3路面探坑檢驗

對山西省大忻線朔州段K13+240～K21+560段路面進行隨機抽樣探坑檢測，可以清晰看到路面基層和底基層都已經(jīng)出現(xiàn)大面積的結構性裂縫及松散情況，病害已深入基層，設計方案必須從改造前路面以下開始處理才能最大限度確保根除病害。

3 路基沉陷治理工程設計

根據(jù)對該路路況調(diào)查以及對病害形成機理分析，K13+240～K21+560路段原為水泥路破碎后加鋪2個20 cm厚水穩(wěn)基層后，加鋪(4+5)cm厚瀝青面層結構。而病害多以反射裂縫為主，病害源于舊水泥路路面處理不當引起。基于科學、合理、環(huán)保、經(jīng)濟等原則，采取從路面鉆孔至碎石化混凝土板和水穩(wěn)碎石墊層以下壓漿處理，以提高基層、底基層承載能力。

3.1注漿管布置圖

注漿管工程布置見圖1。

3.2鉆孔布置

1)確定處治范圍。采用人工觀察的方法，通過肉眼觀察路面明顯的橫向裂縫、縱向裂縫、塊裂、沉陷等病害位置。

2)布孔間距及鉆孔深度控制。布孔間距在縱向2 m，距裂縫或病害兩側1 m梅花形布設，注漿管直徑5 cm，鉆孔深度控制在100 cm～120 cm。

橫向裂縫鉆孔布置圖見圖2。

縱向裂縫鉆孔布置圖見圖3。

塊裂鉆孔布置圖見圖4。

4 壓漿施工工藝和工程檢測

壓漿工藝流程：確定施工范圍→封閉交通→設備安裝→確定鉆孔位置→鉆孔→壓漿→封孔→清理現(xiàn)場→養(yǎng)生→開放交通。

4.1確定鉆孔位置

鉆孔位置要依據(jù)設計圖紙具體確定。

4.2鉆機就位

依據(jù)圖紙確定的樁位，移動鉆機，對齊鉆頭與樁位中心。

4.3鉆孔

采用機械成孔，應由外向內(nèi)隔排進行，以便于擠密路基土。

4.4壓漿

填料可按照設計配合比采用水泥(100)∶粉煤灰(60)∶膨脹劑(4)∶減水劑(1)∶水(80)。

注漿時應先從超車道開始，然后再注行車道，有利于漿液在縫內(nèi)密實。

當漿液從裂縫處或另一排注漿孔流出(大約3 min～15 min)，可認為完成該孔注漿，見圖5。

4.5封孔

1)壓漿完成后回填好芯洞，或用改性瀝青拌和集料，分層進行夯實，確保芯洞密實。2)由于壓漿完畢后可能造成原裂縫再次出現(xiàn)開裂，應采用改性乳化瀝青封灌。壓漿路段宜采用改道施工，施工單位負責將施工現(xiàn)場進行清理，待試件抗壓強度達到2.0 MPa后，方可開放交通。

4.6工程檢測及效果評定

路面板底注漿屬于隱蔽工程，主要從以下三種方式進行檢驗[1,2]。

1)強度檢測。每封閉段壓漿施工時應由監(jiān)理與施工方共同現(xiàn)場制作水泥砂漿試件(7.07 cm×7.07 cm×7.07 cm)，并在20 ℃±5 ℃溫度環(huán)境下養(yǎng)生24 h，36 h，48 h及7 d后進行抗壓試驗，每工作日須制作灰漿試塊兩組，采用三聯(lián)帶底砂漿試模，抗壓強度不得低于2.5 MPa。

2)彎沉檢測。壓漿3 d后，瀝青路面檢測彎沉用FWD檢測，應滿足小于42(0.42 mm)或者測點施工前后的彎沉差大于10(0.1 mm)。

3)鉆芯檢測。對施工后路段每1 km取芯10個，通過對芯樣外觀完整性判斷壓漿施工質(zhì)量，芯樣成為一個整體無明顯裂縫及大面積松散情況可認為合格。施工完成半個月后，分別進行了彎沉和鉆芯檢測，均合格。

5 結語

半剛性壓漿維修技術適用于解決路面出現(xiàn)的反射裂縫、坑槽、唧漿等等基層病害。一方面通過鉆孔，弱透水層被一定水灰比的漿液高壓快速強行進入；另一方面，強透水層壓漿時的漿液通過裂縫和滲透，填充到結構體的空隙中；同時在鉆孔內(nèi)形成柱體，與周圍的土體形成復合地基，加固效果顯著。并且，由于施工場地小，對于正在運營中的公路，路基沉陷的治理優(yōu)勢顯著。工程實例表明采用半剛性壓漿維修技術處理路基沉陷，是可行的，有著廣泛的應用前景。

[1] JGJ 79—2002，建筑地基處理技術規(guī)范[S].

[2] JGJ/T 135—2001，復合樁設計規(guī)程[S].

Applicationofsemi-rigidbasegroutingtechnologyinstrengtheningtreatmentofreflectivecracksinpavementbase

ZhaoZhixian

(ShanxiProvincialHighwayBureauShuozhouBranch,Shuozhou036000,China)

In this paper, the technology of semi-rigid base grouting to treat the reflective cracking of pavement base is introduced. The results are verified by an engineering example. The results show that the technology can not only strengthen the base, seal water, improve the bearing capacity of the road, and the construction site is small, fast construction. Therefore, the utility model is very suitable for the reinforcement of the reflection crack of the roadbed base on the operating road, has broad application prospects.

road engineering, semi-rigid base, pressure grouting technology, reflection cracks in subgrade, strengthening treatment

U418

A

1009-6825(2017)26-0145-02

2017-07-05

趙志鮮(1974- )，女，碩士，工程師