沥青混凝土路面钻孔辅助化学灌浆裂缝修补技术研究

2017-11-21朱美佳

绿色环保建材 2017年12期

关键词：灌浆注浆沥青

池漪朱美佳

1.湖南交通职业技术学院路桥工程学院2.中南大学土木工程学院

沥青混凝土路面钻孔辅助化学灌浆裂缝修补技术研究

池漪1,2朱美佳2

1.湖南交通职业技术学院路桥工程学院2.中南大学土木工程学院

针对沥青混凝土路面裂缝病害，研究了钻孔辅助化学灌浆修补技术，并探讨其修补原理及技术要点。

沥青混凝土；裂缝修补；化学灌浆

1 引言

伴随着沥青混凝土路面结构在我国高等级公路的广泛使用，沥青路面也受到各种病害的困扰，如裂缝、车辙、坑槽等，其中裂缝是沥青路面出现最多，也是最主要的病害。如果在微细裂缝产生初期不进行修补，裂缝的扩展使得路表雨水通过裂缝渗入路基，将会严重削弱基层的强度和稳定性，使路面结构产生严重的破坏。目前工程中常用的化学灌浆裂缝修补方法通常包括无损灌缝修补和开槽灌缝修补。相比无损灌封修补和开槽灌封修补法，钻孔辅助灌浆修补法具有修补效果好，能更加有效地恢复或部分恢复修补后路面的整体承载力和荷载传递的连续性的特点，特别是对于已经出现结构性裂缝、基层破坏、裂缝贯穿性强的路面具有更佳的修补效果。

2 钻孔辅助灌浆

2.1 开槽与扩缝

首先要使用开槽机或切割机对裂缝进行开槽与扩缝。如图1所示。开槽可以切断裂缝破损的边缘，提供稳定的表面用于裂缝修补，可以提高修复材料和沥青混凝土路面之间的粘接强度。此外，开槽宽度比原始裂缝稍宽，可以提高修补组合结构抵抗温度应力和车辆荷载的能力。开槽深度一般控制在30-50mm。对于宽度小于10mm的裂缝，开槽宽度一般不应超过15mm；对于宽度大于10mm的裂缝，可以在裂缝的中心位置开槽，开槽宽度一般控制在15-20mm，并适量增加开槽深度，为后续的灌浆修补提供良好的粘结界面，以提高修补质量。开槽应尽可能在裂缝中央且缝宽均匀，同时应尽可能减小对完整路面的损坏。

图1 开槽与扩缝

2.2 骑缝钻孔

用电钻在裂缝上的选定的注浆点位置进行打孔，孔的直径与所使用的灌浆针嘴直径一致或稍大一点。钻孔时，孔的深度要达到路面沥青混凝土结构厚度的一半以上，以保证所钻的孔能够贯穿路面结构上部较破碎的裂缝。建议采用具有吸尘功能的电锤进行钻孔，保证钻孔过程中产生的细尘不堵塞孔洞和裂缝。注浆点间距根据裂缝的宽度和深度来定，通常间距为30-50cm，对于较为密集和贯穿性较强的裂缝可以适当减小注浆间距，增加注浆点的数量。注浆控制点宜选择在裂缝开口较大、周边较破碎和网状裂缝的交叉处。

2.3 清缝

在开槽和扩缝之后，需要利用空气压缩机、强力吹风机和吸尘器将裂缝内遗留的石子、灰浆、尘土等杂物仔细清除干净，并尽量吹干缝内的水气，为裂缝修补提供清洁、干燥的修补面，才能保证修复材料和沥青混凝土基体之间的附着力。由于化学修复材本身的特点，裂缝中略微潮湿但没有存水的情况下也可以进行施工。

2.4 安装注浆针嘴

在钻孔处打入注浆针嘴，使之与钻孔壁接触紧密，以保证在注浆过程中，浆液不易在针嘴周边的缝隙冒出，如图2所示。针嘴的长度选择取决于裂缝的类型、深度和裂缝边缘的破损程度。在针嘴安装过程中，需要用T型扳手拧紧注浆嘴的螺杆，使得针嘴的橡胶套受到挤压而膨胀，从而充满整个钻孔，当注浆压力较大时也可以保证注浆针嘴不会被顶出。

图2 注浆针嘴的安装

3 封缝处理

在利用注浆针嘴对裂缝进行灌浆之前，还需要利用较高粘度的化学修补材料或者是高性能灌缝胶对裂缝表面进行封缝处理，以保证在灌浆时修补材料浆液在一定的灌浆压力作用下能够向下渗入裂缝深部。当采用修补材料进行表面封缝处理时，应该尽量保证钻孔处的密封效果，并且在修补材料凝固之后才能进行下一步的灌浆。应该尽量保证密封胶的均匀性，以免影响修补后路面的平整度，并且还要注意使其不堵塞注浆针嘴的注浆孔。

4 压力灌浆

在密封材料固化后，可采用注浆机通过注浆针嘴对裂缝进行灌浆。

（1）在灌浆初期，注浆嘴可能会由于灌浆压力的突然增大而稍微被弹出，但是随着灌浆压力的稳定，注浆针嘴会在修补材料逐渐渗入裂缝和缺陷之后达到稳定；

（2）由于裂缝中存在空气，开始时灌浆压力应小于0.2 MPa，以使裂缝中的气体逐渐排出，然后逐步增大压力达到稳定状态，其灌浆压力控制在0.3～0.5 MPa，使得裂缝从底面向顶面的顺序密封，将空气从下而上排除，以达到最好的灌注效果。有的细微裂缝灌浆压力可适当增大，但应尽量保证均匀、平缓地增加灌浆速度，避免顿时压力过大而胀坏裂缝或者损坏注浆机；

（3）灌浆过程中，在每一个注浆点处频繁而小量的灌入修补材料与一次性灌浆相比可以达到更好的填充效果。灌浆过程中的浆液窜冒是不可避免的，常用的解决办法就是间歇灌浆、减压灌浆，并对窜冒浆处予以封堵等；同时，还应采取分序、分段和跳孔灌浆、延长灌浆间隔时间等措施。

5 二次灌浆与补足

灌浆结束后，应检查修复效果和质量，发现缺陷及时补救，确保工程质量。由于修补材料较好的流动性，所以部分用于封闭裂缝的材料可能渗入裂缝之中，所以需要在灌浆完成之后再次进行裂缝表面的填缝以确保裂缝表面被填充密实。未填满的裂缝在车辆荷载的作用下容易被冲击和磨耗，极易造成二次裂缝的产生。

另外，由于化学修补材料体积收缩和渗透造成的损失和下沉，在修补材料固化前，对已经修补过的路面段还应该进行二次注浆以确保各注浆点被灌满，并对部分裂缝未完全封闭的表面进行适当的补足。灌浆之后会有少量修补材料溢流到裂缝的两侧，这部分材料可以提高裂缝的密封性并改善整个修补结构的受力状况，所以不需要进行特别的处理

6 修补材料养生处理

二次灌浆和补足之后，为了保护未凝固的裂缝填封材料，防止其被车轮带走或出现路面溜滑问题，应立即使用吸收材料，铺撒与修补后的裂缝表面，作为其暂时的覆盖物。干净的沙子，粉煤灰和石粉是最常用的吸收材料。将这些材料均匀铺撒在修补裂缝上可以在裂缝开槽内及其表面形成一个坚硬的外壳覆盖层用以提高修复表面的防滑性，同时也可以提高修复材料的耐磨性。当修补材料完全固化后，扫去路面上的多余的吸收材料，然后再恢复交通，见图3。