淺談半剛性基層瀝青路面裂縫注漿工藝

張巧仙 許廣宇

摘 要：一般來講，半剛性基層不具備自我修復(fù)能力，一旦被破壞，將產(chǎn)生不可逆的病害，只能修復(fù)重建。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，大量新材料、新工藝被廣泛應(yīng)用公路行業(yè)。在結(jié)構(gòu)狀態(tài)方面當(dāng)發(fā)現(xiàn)半剛性基層存在問題時，只要對癥下藥，采取切實(shí)可行的預(yù)防性措施，便能在保障使用年限的同時，大大降低維修成本。本文在全面了解半剛性基層瀝青路面裂縫原因的基礎(chǔ)上，提出了半剛性基層裂縫位置進(jìn)行注漿加固補(bǔ)強(qiáng)的工藝，希望能夠修復(fù)路面基層病害，有效延長路面使用壽命。

關(guān)鍵詞：半剛性基層;瀝青路面;注漿工藝

1 半剛性基層瀝青路面裂縫產(chǎn)生的影響因素

公路建成后在運(yùn)營期間，受行車荷載、施工質(zhì)量、環(huán)境條件等多種因素的影響，半剛性基層瀝青路面較易發(fā)生路面裂縫、車轍、局部網(wǎng)裂沉陷和松散凹槽等典型病害。在半剛性基層瀝青路面中，裂縫是路面基層破壞的根本原因。初始階段，裂縫自身對路面結(jié)構(gòu)不會造成太大影響，常常不被重視。然而，在行車荷載和自然因素的長期作用下，由于裂縫始終存在，加之雨水等下滲，基層將處于飽水狀態(tài)，進(jìn)而影響基層的穩(wěn)定性、強(qiáng)度，最終引發(fā)坑槽等嚴(yán)重病害發(fā)生。從基層開裂來看，主要影響因素如下：

（1）結(jié)構(gòu)層自身強(qiáng)度不足。在交通量不斷增長的過程中，作用于路面的軸負(fù)載越來越大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度極限值無法承受，裂縫也從縱向開裂轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)裂。這種裂縫產(chǎn)生原因極為常見，多出現(xiàn)于重載超載路段。

（2）水泥劑量使用不合理。為了達(dá)到基層強(qiáng)度要求，一般會通過增加水泥用量的方式，同時，還需設(shè)施伸縮縫。但這種方式很容易出現(xiàn)強(qiáng)度過高現(xiàn)象，尤其是在水泥水化作用下，極易引發(fā)開裂。

（3）細(xì)集料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。當(dāng)前，很多工程當(dāng)中，都會采用泥粉含量較大的石屑作為細(xì)集料，此類采用干縮、溫縮應(yīng)變較大，進(jìn)而引發(fā)開裂。

（4）含水率控制不準(zhǔn)。施工時混合料含水率是否符合最佳含水率范圍至關(guān)重要。但卻很難控制，一旦含水率超標(biāo)或不足，都會影響基層混合料的干縮應(yīng)變，造成基層開裂。

（5）施工環(huán)境氣候。我國部分地區(qū)溫差相對較大，施工初期極易發(fā)生干縮應(yīng)變，而到施工后期則容易產(chǎn)生溫縮應(yīng)變，這些問題都會加大基層開裂的幾率。

（6）溫度疲勞裂縫。當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生較大變化時，瀝青材料的溫度敏感性將會引起瀝青材料溫度應(yīng)力疲勞現(xiàn)象，大幅減小混合料內(nèi)部的極限應(yīng)變。此外，在溫度作用下，同樣會造成瀝青混合料勁度模量被破壞，在未達(dá)到極限抗裂溫度的情況下，便會破壞瀝青混合料，進(jìn)而出現(xiàn)基層開裂。

（7）反射裂縫。作用于瀝青路面結(jié)構(gòu)基層的力主要是拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力和拉應(yīng)變遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過基層內(nèi)極限的抗拉應(yīng)變，便會產(chǎn)生裂縫。

總而言之，半剛性基層瀝青路面開裂的影響因素很多，為了有效處理這一難題，需要多方考慮，不能過于片面。必須根據(jù)工程實(shí)際，事實(shí)就是地采取切實(shí)可行的措施，提高半剛性基層抗裂能力。

2 工程概況

某瀝青路面采用半剛性基層，為20 cm水泥穩(wěn)定級配碎石。本工程通車運(yùn)營3年，由于沿線重載車輛比例大增，加之自然因素的影響，局部路段產(chǎn)生大量橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂等病害，對本路段行車舒適性和安全性造成了很大影響。為了修補(bǔ)路面裂縫病害，避免病害進(jìn)一步發(fā)展，決定采用高聚物注漿工藝修補(bǔ)半剛性基層瀝青路面裂縫。

3 半剛性基層高聚物注漿特點(diǎn)

注漿加固是指通過能夠凝固的漿液，在導(dǎo)管作用下，利用壓力泵向被加固基層內(nèi)注入漿液。由于漿液具有流動性，可利用其滲透、擠壓、劈裂等作用，大幅提高基層密實(shí)度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，同時還具有良好的抗?jié)B、抗裂性能。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，在瀝青路面開裂時，采用這種方法，具有顯著的應(yīng)用效果。高聚物注漿的特點(diǎn)如下：

第一，質(zhì)量輕。相比其他材料，高聚物材料密度低，僅有150 kg/m3～800 kg/m3，不到水泥或?yàn)r青的10%?；谶@一特點(diǎn)，在養(yǎng)護(hù)維修后附加應(yīng)力極小。

第二，膨脹性。高聚物材料在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，其體積將迅速增大，可以將基層內(nèi)松散、脫空部位充分填充。

第三，早強(qiáng)性。高聚物材料固化迅速，一般15分鐘便可達(dá)到最大強(qiáng)度90%以上，彈性、抗拉強(qiáng)度較好，可滿足工程施工規(guī)定。

第四，耐久性。高聚物材料具有良好的耐久性，基本上10年內(nèi)可防止出現(xiàn)收縮與變質(zhì)。

第五，防水性。高聚物材料防水能力強(qiáng)，即便在潮濕環(huán)境下，影響也不會太大。一旦材料固化，即可防止水體滲透，能夠及時封閉路面裂縫。

第六，安全性。高聚物材料化學(xué)性質(zhì)相對較為穩(wěn)定，不會產(chǎn)生較大環(huán)境污染問題。

4 半剛性基層瀝青路面裂縫注漿工藝

4.1 施工準(zhǔn)備

正式施工前，為了確保后續(xù)施工順利開展，達(dá)到理想質(zhì)量效果，必須提前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。施工前，還應(yīng)按照施工設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)收底基層的質(zhì)量，要求將平整度、壓實(shí)度、強(qiáng)度、高程等作為驗(yàn)收的重點(diǎn)。若在驗(yàn)收過程中發(fā)現(xiàn)不符合規(guī)定的地方，需及時進(jìn)行處理，保證底基層施工質(zhì)量。同時，還要指派專人巡查攤鋪區(qū)域前后路段，清理干凈施工作業(yè)區(qū)域內(nèi)的雜物、障礙物等，保證運(yùn)輸車輛和施工機(jī)械設(shè)備通行順暢。

4.2 注漿位置的確定

施工機(jī)械進(jìn)場就位后，便可根據(jù)病害的具體位置進(jìn)行鉆孔作業(yè)。針對路面上的橫向裂縫，可按梅花形布孔。針對路面上的縱向裂縫，則需沿裂縫走向間隔2 m進(jìn)行鉆孔位置的設(shè)置，為確保鉆孔位置準(zhǔn)確無誤，可進(jìn)行一定標(biāo)注，為后期注漿施工提供方便。

4.3 鉆孔施工

鉆孔施工時，要先打開鉆機(jī)，保證鉆機(jī)和路面垂直，不得出現(xiàn)偏斜，影響鉆孔質(zhì)量。要求將鉆頭對準(zhǔn)孔位，按照既定速度進(jìn)行鉆進(jìn)施工，在整個鉆進(jìn)過程中，不得出現(xiàn)鉆桿和鉆頭隨意搖擺現(xiàn)象，避免破壞孔壁。待鉆至指定位置，需及時清理出鉆渣。

4.4 注漿施工

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求配制注漿材料，保證配合比準(zhǔn)確。為避免混合料沉淀、離析、結(jié)塊，需均勻攪拌注漿材料。注漿前，要在鉆孔設(shè)計(jì)深度、注漿深度等條件下，確定注漿管長度。隨后將注漿管插入鉆孔，并打開注漿機(jī)進(jìn)行注漿。注漿過程中，要注意觀察注漿管連接是否松動，若出現(xiàn)問題，需及時停止注漿，待修復(fù)后再次進(jìn)行注漿，避免壓力注漿環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏漿、管道破裂等問題。注漿時，借助于出料管將高聚物材料運(yùn)送到槍口處進(jìn)行注漿。通過注漿可以快速填充裂縫區(qū)域，加固整個沉降區(qū)域，有效修補(bǔ)裂縫等病害。

4.5 封孔

為了確保高聚物材料的施工質(zhì)量，延長路面使用年限，應(yīng)及時進(jìn)行封孔處理，避免雨水通過注漿孔進(jìn)入路面內(nèi)部，侵蝕路面內(nèi)部材料，破壞路面的完整性。封孔時一般可采用瀝青、密封膠等材料。待結(jié)束后，需及時清理干凈施工現(xiàn)場，待檢查施工現(xiàn)場情況滿足規(guī)定要求后，方可開放交通。

5 結(jié)束語

綜上所述，改革開放40年來，我國交通事業(yè)發(fā)展迅速，公路建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。作為路面結(jié)構(gòu)層的重要一環(huán)，基層對于路面施工質(zhì)量影響巨大。裂縫是半剛性基層瀝青路面的主要病害之一，隨著半剛性基層病害的進(jìn)一步發(fā)展，將會引發(fā)更嚴(yán)重的問題，導(dǎo)致礦料剝落，形成路面坑槽、沉陷等病害。注漿工藝的應(yīng)用，可以有效控制半剛性基層裂縫病害發(fā)展，提高路面的耐久性和抗裂性，因此，開展半剛性基層瀝青路面裂縫注漿工藝研究具有重要意義。

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