微裂注漿加固技術在市政道路改造工程中的應用研究

黃勇

摘要：文章以某市政道路改造工程為背景，針對舊路面加固過程中遇到的病害問題，提出微裂注漿加固處治方案，并對該技術方案的施工工藝、流程及加固效果進行了分析。結果表明：微裂注漿加固能有效解決舊水泥混凝土路面產生的裂縫、斷裂板、沉陷、坑洞等結構性病害;微裂注漿后板塊彎沉下降了43.8%，其工程應用效果良好;微裂注漿加固的施工周期較短，對交通通行影響較小，適合于市政道路中舊水泥混凝土路面改造工程。

關鍵詞：微裂注漿加固;市政道路;水泥混凝土路面;地聚合物;彎沉

0 引言

水泥混凝土路面是市政道路中比較常見的路面結構形式，其設計年限一般為30年，但隨著路面使用年限的增長，水泥混凝土路面會頻繁受到行車荷載、溫度、雨水等因素的作用，以致產生了不同程度的病害，特別是層間沖刷、坑洞、裂縫、唧泥、脫空等病害大量存在，給道路行車安全及使用壽命造成嚴重影響[1-3]。

目前，舊水泥混凝土路面的改造方式主要可分為破碎再生與修復加固。其中破碎再生方式施工成本較高、工期較長，且對交通通行、自然環境和資源的影響較大;而修復加固方式的施工周期則較短，可以最大程度降低施工對交通通行和環境的影響，同時具有節能減排的優點[4-5]。微裂注漿加固能有效減少對膠凝材料的需求，環境污染小且施工成本低，是一種新型的舊水泥混凝土路面修復加固方式[6-8]。本文以某市政道路改造工程為實例，分別對舊水泥混凝土路面微裂注漿加固的施工工藝、流程以及應用效果進行了分析，以期為同類市政道路改造工程的施工提供借鑒和參考。

1 微裂注漿加固技術

目前，國內市政道路舊水泥混凝土路面的破碎施工方法一般采用碎石化和打裂壓穩。其中，碎石化施工對水泥混凝土路面強度損失的影響比較嚴重，且會產生車轍、沉陷等病害，但能有效控制瀝青加鋪層產生反射裂縫;打裂壓穩施工對路面的強度損失影響比較小，但無法全部消除路面板底脫空病害，同時打裂壓穩產生的混凝土板塊均較大，使得瀝青加鋪層容易出現反射裂縫。而微裂注漿加固則結合了上述兩種方法的優點，同時消除了各自缺陷。該方法首先通過專用的微裂式破碎設備對舊水泥面板進行破碎與壓穩，可使破碎后的舊水泥路面呈現出“裂而不碎，穩而不平”的狀[JP+1]態，然后依照逐板檢測結果對水泥混凝土路面結構的薄弱部位進行注漿加固處理。舊水泥混凝土路面采用微裂注漿加固處理后，其承載能力得到了明顯的提高，可作為路面非開挖結構的永久性基礎。

2 工程實例

2.1 工程概況

某市政道路線全長為21.6 km，路幅寬度為22.5 m，設計時速為60 km/h，車道設計為雙向四車道。原路面結構為20 cm水泥石灰穩定土+20 cm水泥穩定碎石+25 cm C35水泥混凝土板。隨著通車年限及交通流量的增加，該道路的部分路段路面產生了裂縫、斷裂板、沉陷、坑洞及接縫處唧漿、唧泥等結構性病害，給道路運營與行車安全造成嚴重影響，故需對原道路進行提升改造。通過對實際路況進行調查，確定舊水泥混凝土路面中存在近60%的路段需采取微裂注漿加固進行處治。

2.2 施工工藝及流程

依據舊水泥混凝土路面的病害特點以及相關規程，選用66 KJ的破碎再生設備對施工區域內的路面板塊進行微裂式破碎。其施工工藝流程如圖1所示。

（1）微裂式破碎

在施工準備工作完成后，將施工路段的舊水泥路面板塊采用專用的破碎設備進行微裂式破碎，其中每塊水泥混凝土板均設有6列夯擊點，各夯擊點間距控制在15～20 cm之間，每點夯擊1次。微裂破碎施工中采用滿夯的夯擊方式，首先從板中開始夯擊，再依次向路幅兩側進行打裂。微裂破碎后舊水泥混凝土板塊的表面如圖2所示。

在微裂破碎施工過程中，錘體下落高度與單點位夯擊次數根據面板開裂塊度和凹槽深度確定，其中凹槽深度應≤30 mm，面板開裂塊度應控制在0.0～0.04 m2范圍內，同時各面板的4角處均應進行夯實。如面板開裂塊度和凹槽深度均沒有達到要求時，則由裂縫開裂寬度確定，且寬度應≤1 mm。

（2）路面壓穩及檢測

在微裂破碎完成后，將路面碎塊進行清掃，再開放交通自然碾壓一周左右，待所有混凝土板塊均達到平穩后開始進行FWD動態彎沉檢測。如板塊彎沉值不合格則輔以探地雷達進行檢測，同時通過檢測結果確定板塊結構病害特征及注漿補強位置。經過微裂破碎后，需將開裂不規則的舊水泥混凝土路面進行多次壓穩處理，并測量每次壓穩后的沉降值。若相鄰兩次壓穩沉降值<5 mm，可停止壓實，即舊水泥混凝土路面達到壓穩施工要求。

（3）注漿加固

通過動態彎沉檢測結果判斷出需要注漿加固的水泥混凝土板塊，本工程中設計彎沉值為37.3（0.01 mm）。如板塊板角的彎沉超過設計值時，則應采取地聚合物注漿加固措施。不同類型的地聚合物注漿材料性能指標如表1所示。根據檢測結果可知，路段中地聚合物注漿加固處治的板塊占比達到了20.5%。其施工流程大致為：①注漿孔布置、鉆孔及清理;②制漿、注漿、拔管與封注漿孔;③注漿養生、檢測及驗收。板塊注漿養生5 h后，再次針對注漿板塊進行動態彎沉檢測，若不合格則需二次注漿。

（4）接縫處補強

在舊水泥混凝土板塊注漿加固完成后，清理板塊縫間泥沙，再將高強纖維布粘貼于各板塊間的接縫處，以增強路面加鋪層的強度、抗裂性及延性。

2.3 微裂注漿加固效果分析

彎沉值是評價微裂注漿加固質量效果的重要指標。本文以微裂注漿加固處治路段中K12+100～K12+240段的舊水泥混凝土板塊為例，其注漿加固前后的板塊彎沉檢測結果如表2、圖3所示。

該市政道路改造路面的加鋪結構層厚度設計為12 cm，根據反演計算彎沉值，確定出微裂注漿加固后的路面彎沉值需≤42（0.01 mm）即可滿足設計技術要求。由表2、圖3可知，在微裂注漿加固前各測點的彎沉平均值為53.0（0.01 mm），而微裂注漿加固后各測點的彎沉平均值則為29.8（0.01 mm），較微裂注漿前下降了43.8%。通過以設計彎沉值≤37.3（0.01 mm）作為微裂注漿后的質量衡量指標，可知微裂注漿加固處治路段中僅有少數測點的動態彎沉檢測不滿足要求，需采取二次注漿加固處理，其余測點的彎沉檢測均達到合格標準，說明微裂注漿加固應用效果良好。

3 結語

微裂注漿加固技術在市政道路改造工程中的應用結果表明，該項技術可增強加鋪路面的強度、抗裂性及延性等性能，值得大規模在舊水泥混凝土路面改造工程中推廣應用：

（1）舊水泥混凝土路面如產生裂縫、斷裂板、沉陷、坑洞等結構性病害，可采取微裂注漿方式進行加固。

（2）舊水泥混凝土路面微裂破碎后可通過開放交通進行自然壓穩，同時采取地聚合物注漿加固措施，可利于提高原路面強度。

（3）微裂注漿加固的施工周期較短，對交通通行影響較小，適合于市政道路舊水泥混凝土路面改造工程。

參考文獻：

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作者簡介：黃 勇（1984—），工程師，主要從事高速公路、市政道路、港口碼頭與物流園區項目的建設前期規劃及項目建設管理、運營維護管理等工作。

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