探討裂縫注漿修補技術在半剛性基層養護中的運用

摘要 結合半剛性基層開裂難以維修的實際情況，在不破壞原有路面結構的條件下，采用有機材料注漿的方式對裂縫實施修補。文章選取某道路工程維修的實際工程案例，在具體進行維修前，選擇試驗段進行了注漿修復試驗，對具體施工工藝及相關技術指標進行研究。通過現場鉆芯取樣的方式，對裂縫修復的實際效果進行科學檢驗;監測數據顯示，經注漿修復后半剛性基層劈裂強度為1.13 MPa，充分證明運用該技術對半剛性基層開裂實施修復效果顯著;并且與常規的開挖銑刨重筑技術相比，具有施工簡便、效果顯著的優勢，值得大力推廣和應用。

關鍵詞 道路工程;瀝青路面;半剛性基層;非開挖注漿

中圖分類號 U418文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2022）11-0097-03

引言

半剛性基層瀝青路面在我國公路工程建設中應用較為廣泛，可以增強道路整體穩定性和承載性能，降低瀝青面層攤鋪厚度，有效降低工程造價[1]。但是，從近年來實際應用效果來看，半剛性基層在長期經受車輛軸向荷載及潮濕、凍融等惡劣環境的共同作用下，其材料強度、力學性能出現大幅度降低。同時，超速、超載現象進一步加快了半剛性基層的破壞，出現大面積開裂，持續作用會蔓延至路表，降低公路的運營質量和使用年限。

1 基層養護裂縫注漿修補技術簡介

為有效治理半剛性基層瀝青路面產生的大面積開裂現象，全面提升道路使用性能和強度，查閱了大量相關文獻及工程實例。現階段，針對瀝青路面的裂縫修復通常采用貼縫帶處治法、灌縫法、挖補法以及罩面法等，盡管這些方法也能完成對瀝青路面的裂縫修補，但它們均是針對面層實施的修復，處理深度主要處于上面層，很少會處理到半剛性基層，不能從根本上對裂縫實施修復，持續運營3～5年后裂縫會再次出現[2-4]。鑒于此種狀況，文章以有機注漿材料為依托全方位實施對半剛性基層開裂修復技術的探究和分析。

2 工程概況

某道路工程為半剛性基層瀝青路面，截至目前道路表面產生了大面積裂縫，須及時采取維護措施避免裂縫進一步發展和蔓延，保障道路正常運營和使用。首先，采用人工步檢的方式開展現場調查，在開裂較為嚴重的路段隨機選取約1 km長范圍，通過探地雷達等專用探測設備對裂縫深度進行深入檢測，檢測裂縫具體情況如表1所示。采用注漿加固目的是對深入基層的裂縫實施補強加固，因此選擇裂縫深度達到基層的部位進行修復處理。

3 注漿材料及設備

3.1 有機注漿材料

（1）漿體配比：采用A、B雙液注漿模式。A組漿體材料主要由復合多元醇、催化劑、勻泡劑及增韌劑組成;其中多復合元醇配比為：m（多元醇1）∶m（多元醇2）=80∶20，催化劑摻量為3.2%，增韌劑摻量為8%。

（2）B組漿體主要為固化劑PAPI-2。A組∶B組=100∶85，注漿材料相關性能指標如表2所示。

3.2 注漿機械

（1）施工機具：鉆孔機1臺、注漿機1臺、大于5 kW發電機1臺、空壓機1臺、2～4 t卡車1輛、PVC管若干、保護管若干、扁咀大力鉗若干。

（2）輔助設施：電鎬、鐵锨、掃帚、卡尺以及錐桶等。

4 基層裂縫注漿修補技術要點

4.1 施工工藝流程

應用基層裂縫注漿修補技術對基層裂縫實施修補，施工工藝流程如圖1所示。

4.2 布孔及鉆孔

（1）注漿孔布置的原則是保證其均勻分布于路面面層之上，且使每個注漿孔所承擔的注漿范圍合理。

（2）注漿孔布置嚴格按照雷達檢測效果確定，通常狀況下順著裂縫方向每距離0.5 m布置一道注漿孔。

（3）選擇性能優良、強度較高的金剛石鉆機進行注漿孔施工，確保鉆孔直徑和深度滿足要求，一般情況下鉆孔直徑以15～20 mm為宜，深度嚴格控制在40 cm左右，確保鉆至上基層底部位置[5]。

4.3 清孔

注漿孔成孔后，要及時應用吸附性能較強的吸塵器將鉆孔產生的粉塵等物質清除干凈，并通過帶有專用長嘴槍頭的高壓氣泵進行清孔，確保瀝青路面結構層和水穩結構層之間通暢，從而確保注漿質量[6-7]。

4.4 預埋注漿導管

（1）注漿導管主要包括PVC管及金屬導管兩部分，首先，在注漿孔完成清孔工作后，將長度為10 cm PVC管小心插入孔內，通過PVC管的引流作用，注漿時漿液可直接到達基層，避免漿體通過面層裂縫溢出。

（2）待PVC管安裝完成后再進行金屬導管的安裝，通過錘擊的方式將金屬管夯入路面，并保證和路面緊密連接，起到密閉保壓作用。

4.5 注漿

（1）嚴格按照注漿材料性能及配比選擇合適的注漿壓力，一般壓力控制在1.0～1.5 MPa范圍內，并通過確定的注漿壓力持續穩壓2 min，以保證注漿密實性。

（2）注漿時要實時觀測注漿孔的變化，看是否有漿液溢出，以漿體溢出作為注漿完成的標準，待漿體由鉆孔四周溢出時，應立即停止注漿。

（3）注漿完成后，觀察注漿機壓力表指針回零后，方可進行連接卡頭拆除，防止出現安全事故。

4.6 施工接縫的處理

（1）縱向施工縫。采用兩機梯隊作業的縱向接縫，應采用斜接縫。在前部已攤鋪混合料部分留下10～20 cm寬暫不碾壓作為后高程基準面，并有5～10 cm左右的攤鋪層重疊，以熱接縫形式在最后作跨接縫碾壓以消縫跡。如果兩臺攤鋪機相隔距離較短，也可做一次碾壓。上、下層瀝青路面的縱縫應錯開50 cm以上。

（2）橫向施工縫。全部采用平接縫。用直尺沿縱向位置，放在攤鋪段端部呈懸臂狀，把攤鋪層與直尺脫離接觸處定為接縫位置，用鋸縫機割齊后鏟除或人工垂直刨除;繼續攤鋪時，應將攤鋪層鋸切時留下的灰漿擦洗干凈，涂上黏層瀝青，攤鋪機熨平板從接縫處起步攤鋪;碾壓時用雙鋼輪壓路機進行橫向壓實，從先鋪路面上跨縫逐漸移向新鋪面層[8]。E8CA4763-A450-46D6-B2B4-672D86B98DDA

4.7 穩壓封孔

為確保漿體材料能最大限度地進入基層縫隙中，避免漿液由注漿孔上方溢出，使用扁咀大力鉗夾住金屬保護管，待穩定壓漿1～2 min后方可將金屬管拔出，最后用專用木塞塞住注漿孔，保持5～7 min后將其移除。

4.8 養生及恢復交通

（1）封孔完成后將木塞拔出，將道路表面溢出的漿體清理干凈，然后應用冷補材料及時修復鉆孔，并在裂縫表面均勻涂抹1層改性乳化瀝青，將道路恢復原樣，等到乳化瀝青完全破乳后方可開放交通。

（2）注漿完成后必須對注漿路段實施封閉管理，嚴禁任何車輛和行人通過。高性能瀝青路面應待攤鋪層完全自然冷卻到周圍地面溫度時（宜隔夜），方可開放交通。當攤鋪時遇雨或下層潮濕時，嚴禁進行攤鋪工作，對未經壓實即遭雨淋的瀝青混合料應全部清除。

4.9 驗收項目及要求

（1）鉆孔檢驗。對現場鉆孔數量、深度以及鉆孔布置形式進行嚴格檢查，確保符合規范及設計要求，若存在偏差，必須進行二次鉆孔處理。

（2）在進行鉆孔時監理單位必須安排專人進行旁站，對鉆孔及注漿過程實施全方位跟蹤監測。

（3）注漿施工時，要嚴格控制注漿導管的夯實及穩壓封孔時間，以確保整體注漿質量滿足規范要求。

5 工后檢測與評定

待注漿完成并經過2 h養護后，通過鉆芯取樣的形式對施工效果實施全方位分析。

（1）檢測頻率為：鉆芯取樣每1 000 m2抽檢1處，試塊抗壓強度檢測5 000 m2抽檢1次。鉆芯取樣：每一抽檢部位采用φ100鉆頭取芯，鉆孔深度60 cm，要求芯樣中有水泥漿固結體。水泥漿抗壓強度檢測：水泥凈漿檢測，要求24 h抗壓強度不小于5 MPa。通過芯樣（圖2）能夠看出，漿體材料實現了基層與面層之間的完整結合，同時通過基層底部能夠看出，漿體材料實現了底部破碎材料的有效黏結，提升了其整體性和穩定性。

（2）按標準要求將芯樣分割成高度為15 cm的試塊，通過劈裂試驗對芯樣實施劈裂強度檢測，試驗結果如表3所示。

（3）通過注漿加固后的基層芯樣劈裂強度為1.13 MPa，產生破裂的部位位于基層完整部位，并非補強加固部位，證明通過有機材料注漿能夠取得良好的補強效果，且加固后的強度明顯高于基層自身強度;而面層芯樣劈裂強度為1.31 MPa，裂縫產生部位為修補部位，這是因為面層瀝青材料自身劈裂強度較高。通過實驗數據分析可知，采用注漿修補技術修補半剛性基層裂縫效果顯著，并能將產生開裂的基層和面層固化成一個整體，同時經修補處理后的裂縫位置強度顯著高于基層自身強度[9-10]。

6 結論

綜上所述，通過對裂縫現場實際檢測，選取裂縫深度達到基層的部位實施非開挖注漿加固。經試驗段注漿試驗，確定了注漿材料性能參數及機具要求，以及應用有機材料的非開挖注漿施工工藝。

通過鉆芯取樣的方式對注漿效果實施綜合評價，檢測數據顯示，漿液在壓力作用下，經注漿孔及縫隙對基層之間的空隙進行了填充加固;而芯樣劈裂試驗顯示，漿液能有效實現對半剛性基層的補強加固，且劈裂強度高于1 MPa，對修補反射裂縫具有良好的效果。

參考文獻

[1]張磊， 問鵬輝， 王朝輝， 等. 道路非開挖注漿加固補強材料研究進展[J]. 材料導報， 2017（21）： 98-105.

[2]劉洪義， 白羽， 賴正聰， 等. 裂縫注漿加固的夯土民居振動臺試驗研究[J]. 工程抗震與加固改造， 2020（1）： 120-125.

[3]高俊啟， 耿任山， 盛余祥， 等. 基于BOTDA的機場道面半剛性基層裂縫擴展規律[J]. 交通運輸工程學報， 2017（1）： 28-35.

[4]魏廣才， 李明亮， 李俊， 等. 排水瀝青路面在寧宿徐高速公路中的應用[J]. 公路交通科技（應用技術版）， 2016（12）： 33-35.

[5]楊振海， 蔡文龍， 許歡， 等. 瀝青路面半剛性基層裂縫非開挖注漿修補技術應用研究[J]. 湖南交通科技， 2020（2）： 29-31+100.

[6]涂敏. 瀝青路面裂縫修補工程中的高聚物注漿施工技術[J]. 交通世界， 2019（35）： 43-44.

[7]楊作顯. 現澆結構裂縫注漿修補施工工法分析[J]. 中國新技術新產品， 2011（19）： 187.

[8]余宏波， 李會安， 吳超凡， 等. 半剛性基層柔性均質化再生技術工程應用研究[C]//. 中國公路學會養護與管理分會第八屆學術年會論文集， 2018： 15-22.

[9]楊慶貴. 半剛性基層瀝青路面病害原因及維修對策[C]//. 中國公路學會養護與管理分會第七屆學術年會論文集， 2017： 432-434.

[10]蘭春暉， 韓東升， 王楠星， 等. 基于數值模擬的流體成礦技術修復混凝土材料損傷影響因素研究[C]//. 2021年工業建筑學術交流會論文集（下冊）， 2021： 880-886.

收稿日期：2022-04-17

作者簡介：劉昕昕（1988—），女，本科，工程師，從事公路養護工作。E8CA4763-A450-46D6-B2B4-672D86B98DDA