基于彎沉的瀝青路面注漿效果評價

馬 強

(中交第四航務工程勘察設計院有限公司，廣東 廣州 510230)

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基于彎沉的瀝青路面注漿效果評價

馬 強

(中交第四航務工程勘察設計院有限公司，廣東 廣州 510230)

依托工程實例，并應用數理統計分析方法，以彎沉作為路面注漿前后強度的評價控制指標，對注漿處治高等級瀝青路面脫空效果進行了顯著性檢驗，為以后高等級瀝青路面脫空病害的處治提供了依據。

瀝青路面，注漿，彎沉，路面脫空

瀝青路面因其具有力學性能良好、行車舒適、交通開放快速[1]等優點在公路建設中得到廣泛應用。我國高速公路普遍采用半剛性基層瀝青路面結構形式，半剛性基層在動水壓力沖刷作用下易產生唧泥、翻漿并導致路面脫空[2]，路面脫空如不及時處理，路面就會出現反射裂縫等病害。處治脫空最常用的方法是注漿加固，即利用注漿管在高壓作用下將水泥漿液材料均勻地注入瀝青路面脫空處，以填充、滲透、擠密等方式趕走脫空處的積水及空氣，經過一段時間后，水泥漿液由松散顆粒膠結為整體[3]。注漿可以改善瀝青路面結構原有受力狀態，但如何客觀準確地評價注漿效果仍值得探討。本文對某高速公路瀝青路面實施注漿前后的路表彎沉進行檢測對比，分析注漿處治方法瀝青路面承載能力的影響程度。

1 研究路段

某高速屬于全國高等級公路網國道主干線中的一段，采用瀝青路面結構，雙向四車道，寬28 m，按平原微丘區設計。經過幾年的運營后，局部路段瀝青路面表面出現了坑槽、裂縫等病害，且部分路段承載力不足。為了防止病害的進一步發展，對相關路段進行注漿處治。為了評價注漿處治的效果，對所選路段注漿前后的路表彎沉的變化情況進行檢測分析。首先采用貝克曼梁測試路段相同點的靜態彎沉；再采用FWD測試注漿后的動態彎沉，反算路面結構各層的動態回彈模量，并與未注漿路段的測試數據進行比較。檢測路段情況如表1所示。

表1 檢測路段情況

2 貝克曼梁彎沉

路面結構承載能力是路面使用性能的重要部分，反映了路面結構的整體強度特性，一般采用路表彎沉值來表征。采用貝克曼梁進行彎沉檢測的結果如表2與圖1～圖4所示。

通過表1，表2和圖1～圖4可知：

1)與注漿前相比，路段1左輪跡處彎沉并沒有太大改善，部分測試點彎沉反而有所增加，原因是左輪跡處表面裂縫較多，在這些部位注漿后破壞了原有路面結構，導致彎沉增大，路面承載能力并未提高；2)路段1右輪跡處表面病害較少，注漿后彎沉總體降低，承載能力有所提高；3)路段2左輪跡處表面裂縫較多，注漿后彎沉反而增大，路面承載能力并未提高；4)路段2右輪跡處表面病害較少，注漿后彎沉總體降低，承載能力有所提高。

表2 貝克曼梁檢測結果 0.01 mm

為了排除隨機抽樣引起的偶然誤差，對注漿前后的彎沉數據進行假設檢驗。構造合適的統計量對注漿前后兩個相關樣本(彎沉)的平均值差異情況進行檢驗，注漿前后彎沉樣本的觀測值為(xi,yi),i=1,2,…，n，差值di=xi-yi也為正態總體的一個隨機樣本，其均值為ud=u1-u2，根據數理統計相關理論[4]可知：

(1)

(2)

表3 彎沉變化顯著性檢驗(路段1與路段2)

通過表3可知：1)路段1右輪跡處、路段2右輪跡處注漿前后彎沉平均值在95%的保證率下具有顯著性差異，表明該處經過注漿后承載能力有了明顯改善；2)路段1左輪跡處、路段2左輪跡處，由于路面反射裂縫等病害較多，在這些部位注漿后破壞了原有路面結構，注漿前后彎沉平均值在95%的保證率下變化不顯著，表明該處經過注漿后承載能力并未改善。

3 FWD彎沉

FWD(落錘式彎沉儀)可以測量瞬時沖擊荷載作用下路面結構的動態彎沉盆，通過對彎沉盆的分析可以獲得路面整體剛度和強度情況。在實際操作中，FWD對彎沉的采集是通過多個傳感器實現的，對彎沉數據進行反算可以得到各結構層的模量。對所有路段進行FWD檢測，并反算出路面基層頂面回彈模量，結果如表4,表5所示。

表4 基層頂面回彈模量反算結果(路段2，5，6)

由表4可知，與未注漿的路段5，6相比，經過注漿后的路段2其基層頂面回彈模量均有所提高，但提高幅度并不明顯，其中左輪跡處反算模量分別提高了0.93%和2.36%，右輪跡處反算模量分別提高了7.44%和2.98%。主要是因為瀝青路面輪跡處與基礎連續接觸，脫空較少，漿液擴散較為困難，導致注漿效果欠佳。

表5 基層頂面回彈模量反算結果(路段1，3，4)

從表5可知，與未注漿的路段3，4相比，經過注漿后的路段1基層頂面回彈模量提高幅度較大，其中左輪跡處反算模量分別提高了17.85%和55.45%，右輪跡處反算模量分別提高了15.03%和2.17%。進行注漿處理有助于提高瀝青路面基層頂面當量回彈模量。

4 結語

通過對瀝青路面實施注漿前后的路表靜態彎沉與動態彎沉進行檢測對比，結論如下：

1)路面表面存在大量反射裂縫病害時，路面注漿后彎沉雖然增大，但路面承載能力并未提高，注漿效果不明顯；路面表面病害較少時，路面注漿后彎沉總體降低，承載能力有所提高。

2)注漿處理有助于提高瀝青路面基層頂面當量回彈模量，但是由于路面脫空輕重程度存在變異性，所以注漿后，瀝青路面基層頂面當量回彈模量提高幅度也存在變異性。

3)瀝青路面進行脫空處理時，應及時對路面脫空情況進行調查，避免路面出現反射裂縫等病害，及時對路面進行注漿加固，提高路面的注漿效果。

4)如果瀝青路面脫空已經導致路表面出現了反射裂縫等病害，此時注漿加固效果不明顯，應綜合分析路況后采用其他可行的處理方案。

[1] 鄧學鈞.路基路面工程[M].北京：人民交通出版社，2005.

[2] 沈金安，李福普，陳 景.高速公路瀝青路面早期損壞分析與防治對策[M].北京：人民交通出版社，2005.

[3] 沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現象及預防[M].第2版.北京：人民交通出版社，2008.

[4] 盛 驟，謝式千，潘承毅.概率論與數理統計[M].北京：高等教育出版社，2008.

Grouting effect evaluation in asphalt pavement based on deflection

Ma Qiang

(CCCCFHDIEngineeringCo.,Ltd,Guangzhou510230,China)

The text based on actual project and applied the method of mathematical statistics, used deflection as strength control targets of pavement before and after grouting evaluation. The text has studied the significant analysis for the effect of highway asphalt pavement disengaging treated with grouting. The research results will provide the corresponding

ignificance for the treatment of highway asphalt pavement disengaging.

asphalt pavement, grouting, deflection, pavement disengaging

1009-6825(2016)27-0137-02

2016-07-13

馬 強(1985- )，男，工程師

U416.217

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