探讨裂缝注浆修补技术在半刚性基层养护中的运用

2022-06-09刘昕昕

交通科技与管理 2022年11期

摘要结合半刚性基层开裂难以维修的实际情况，在不破坏原有路面结构的条件下，采用有机材料注浆的方式对裂缝实施修补。文章选取某道路工程维修的实际工程案例，在具体进行维修前，选择试验段进行了注浆修复试验，对具体施工工艺及相关技术指标进行研究。通过现场钻芯取样的方式，对裂缝修复的实际效果进行科学检验;监测数据显示，经注浆修复后半刚性基层劈裂强度为1.13 MPa，充分证明运用该技术对半刚性基层开裂实施修复效果显著;并且与常规的开挖铣刨重筑技术相比，具有施工简便、效果显著的优势，值得大力推广和应用。

关键词道路工程;沥青路面;半刚性基层;非开挖注浆

中图分类号 U418文献标识码 A文章编号 2096-8949（2022）11-0097-03

引言

半刚性基层沥青路面在我国公路工程建设中应用较为广泛，可以增强道路整体稳定性和承载性能，降低沥青面层摊铺厚度，有效降低工程造价[1]。但是，从近年来实际应用效果来看，半刚性基层在长期经受车辆轴向荷载及潮湿、冻融等恶劣环境的共同作用下，其材料强度、力学性能出现大幅度降低。同时，超速、超载现象进一步加快了半刚性基层的破坏，出现大面积开裂，持续作用会蔓延至路表，降低公路的运营质量和使用年限。

1 基层养护裂缝注浆修补技术简介

为有效治理半刚性基层沥青路面产生的大面积开裂现象，全面提升道路使用性能和强度，查阅了大量相关文献及工程实例。现阶段，针对沥青路面的裂缝修复通常采用贴缝带处治法、灌缝法、挖补法以及罩面法等，尽管这些方法也能完成对沥青路面的裂缝修补，但它们均是针对面层实施的修复，处理深度主要处于上面层，很少会处理到半刚性基层，不能从根本上对裂缝实施修复，持续运营3～5年后裂缝会再次出现[2-4]。鉴于此种状况，文章以有机注浆材料为依托全方位实施对半刚性基层开裂修复技术的探究和分析。

2 工程概况

某道路工程为半刚性基层沥青路面，截至目前道路表面产生了大面积裂缝，须及时采取维护措施避免裂缝进一步发展和蔓延，保障道路正常运营和使用。首先，采用人工步检的方式开展现场调查，在开裂较为严重的路段随机选取约1 km长范围，通过探地雷达等專用探测设备对裂缝深度进行深入检测，检测裂缝具体情况如表1所示。采用注浆加固目的是对深入基层的裂缝实施补强加固，因此选择裂缝深度达到基层的部位进行修复处理。

3 注浆材料及设备

3.1 有机注浆材料

（1）浆体配比：采用A、B双液注浆模式。A组浆体材料主要由复合多元醇、催化剂、匀泡剂及增韧剂组成;其中多复合元醇配比为：m（多元醇1）∶m（多元醇2）=80∶20，催化剂掺量为3.2%，增韧剂掺量为8%。

（2）B组浆体主要为固化剂PAPI-2。A组∶B组=100∶85，注浆材料相关性能指标如表2所示。

3.2 注浆机械

（1）施工机具：钻孔机1台、注浆机1台、大于5 kW发电机1台、空压机1台、2～4 t卡车1辆、PVC管若干、保护管若干、扁咀大力钳若干。

（2）辅助设施：电镐、铁锨、扫帚、卡尺以及锥桶等。

4 基层裂缝注浆修补技术要点

4.1 施工工艺流程

应用基层裂缝注浆修补技术对基层裂缝实施修补，施工工艺流程如图1所示。

4.2 布孔及钻孔

（1）注浆孔布置的原则是保证其均匀分布于路面面层之上，且使每个注浆孔所承担的注浆范围合理。

（2）注浆孔布置严格按照雷达检测效果确定，通常状况下顺着裂缝方向每距离0.5 m布置一道注浆孔。

（3）选择性能优良、强度较高的金刚石钻机进行注浆孔施工，确保钻孔直径和深度满足要求，一般情况下钻孔直径以15～20 mm为宜，深度严格控制在40 cm左右，确保钻至上基层底部位置[5]。

4.3 清孔

注浆孔成孔后，要及时应用吸附性能较强的吸尘器将钻孔产生的粉尘等物质清除干净，并通过带有专用长嘴枪头的高压气泵进行清孔，确保沥青路面结构层和水稳结构层之间通畅，从而确保注浆质量[6-7]。

4.4 预埋注浆导管

（1）注浆导管主要包括PVC管及金属导管两部分，首先，在注浆孔完成清孔工作后，将长度为10 cm PVC管小心插入孔内，通过PVC管的引流作用，注浆时浆液可直接到达基层，避免浆体通过面层裂缝溢出。

（2）待PVC管安装完成后再进行金属导管的安装，通过锤击的方式将金属管夯入路面，并保证和路面紧密连接，起到密闭保压作用。

4.5 注浆

（1）严格按照注浆材料性能及配比选择合适的注浆压力，一般压力控制在1.0～1.5 MPa范围内，并通过确定的注浆压力持续稳压2 min，以保证注浆密实性。

（2）注浆时要实时观测注浆孔的变化，看是否有浆液溢出，以浆体溢出作为注浆完成的标准，待浆体由钻孔四周溢出时，应立即停止注浆。

（3）注浆完成后，观察注浆机压力表指针回零后，方可进行连接卡头拆除，防止出现安全事故。

4.6 施工接缝的处理

（1）纵向施工缝。采用两机梯队作业的纵向接缝，应采用斜接缝。在前部已摊铺混合料部分留下10～20 cm宽暂不碾压作为后高程基准面，并有5～10 cm左右的摊铺层重叠，以热接缝形式在最后作跨接缝碾压以消缝迹。如果两台摊铺机相隔距离较短，也可做一次碾压。上、下层沥青路面的纵缝应错开50 cm以上。

（2）横向施工缝。全部采用平接缝。用直尺沿纵向位置，放在摊铺段端部呈悬臂状，把摊铺层与直尺脱离接触处定为接缝位置，用锯缝机割齐后铲除或人工垂直刨除;继续摊铺时，应将摊铺层锯切时留下的灰浆擦洗干净，涂上黏层沥青，摊铺机熨平板从接缝处起步摊铺;碾压时用双钢轮压路机进行横向压实，从先铺路面上跨缝逐渐移向新铺面层[8]。E8CA4763-A450-46D6-B2B4-672D86B98DDA

4.7 稳压封孔

为确保浆体材料能最大限度地进入基层缝隙中，避免浆液由注浆孔上方溢出，使用扁咀大力钳夹住金属保护管，待稳定压浆1～2 min后方可将金属管拔出，最后用专用木塞塞住注浆孔，保持5～7 min后将其移除。

4.8 养生及恢复交通

（1）封孔完成后将木塞拔出，将道路表面溢出的浆体清理干净，然后应用冷补材料及时修复钻孔，并在裂缝表面均匀涂抹1层改性乳化沥青，将道路恢复原样，等到乳化沥青完全破乳后方可开放交通。

（2）注浆完成后必须对注浆路段实施封闭管理，严禁任何车辆和行人通过。高性能沥青路面应待摊铺层完全自然冷却到周围地面温度时（宜隔夜），方可开放交通。当摊铺时遇雨或下层潮湿时，严禁进行摊铺工作，对未经压实即遭雨淋的沥青混合料应全部清除。

4.9 验收项目及要求

（1）钻孔检验。对现场钻孔数量、深度以及钻孔布置形式进行严格检查，确保符合规范及设计要求，若存在偏差，必须进行二次钻孔处理。

（2）在进行钻孔时监理单位必须安排专人进行旁站，对钻孔及注浆过程实施全方位跟踪监测。

（3）注浆施工时，要严格控制注浆导管的夯实及稳压封孔时间，以确保整体注浆质量满足规范要求。

5 工后检测与评定

待注浆完成并经过2 h养护后，通过钻芯取样的形式对施工效果实施全方位分析。

（1）检测频率为：钻芯取样每1 000 m2抽检1处，试块抗压强度检测5 000 m2抽检1次。钻芯取样：每一抽检部位采用φ100钻头取芯，钻孔深度60 cm，要求芯样中有水泥浆固结体。水泥浆抗压强度检测：水泥净浆检测，要求24 h抗压强度不小于5 MPa。通过芯样（图2）能够看出，浆体材料实现了基层与面层之间的完整结合，同时通过基层底部能够看出，浆体材料实现了底部破碎材料的有效黏结，提升了其整体性和稳定性。

（2）按标准要求将芯樣分割成高度为15 cm的试块，通过劈裂试验对芯样实施劈裂强度检测，试验结果如表3所示。

（3）通过注浆加固后的基层芯样劈裂强度为1.13 MPa，产生破裂的部位位于基层完整部位，并非补强加固部位，证明通过有机材料注浆能够取得良好的补强效果，且加固后的强度明显高于基层自身强度;而面层芯样劈裂强度为1.31 MPa，裂缝产生部位为修补部位，这是因为面层沥青材料自身劈裂强度较高。通过实验数据分析可知，采用注浆修补技术修补半刚性基层裂缝效果显著，并能将产生开裂的基层和面层固化成一个整体，同时经修补处理后的裂缝位置强度显著高于基层自身强度[9-10]。

6 结论

综上所述，通过对裂缝现场实际检测，选取裂缝深度达到基层的部位实施非开挖注浆加固。经试验段注浆试验，确定了注浆材料性能参数及机具要求，以及应用有机材料的非开挖注浆施工工艺。

通过钻芯取样的方式对注浆效果实施综合评价，检测数据显示，浆液在压力作用下，经注浆孔及缝隙对基层之间的空隙进行了填充加固;而芯样劈裂试验显示，浆液能有效实现对半刚性基层的补强加固，且劈裂强度高于1 MPa，对修补反射裂缝具有良好的效果。

参考文献

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