何 木
(廣州西二環高速公路有限公司,廣東 廣州 510000)
廣州西二環高速公路是國道主干線廣州繞城公路的其中一段,位于廣州市西北部,近年來路面車流量逐步增加,且以重型貨車為主[1]。在行車荷載、自然環境等多重因素影響下,路面開始出現各類型病害,對此需要以合理的施工技術有效處治。針對本項目軟基路段較多、路面結構強度不足的問題,本項目采用壓漿法進行結構補強,且取得較好的應用效果。
根據現場調查結果得知路面病害類型較多,包含裂縫、車轍、翻漿、麻面,影響到行車舒適性,甚至存在較大的安全隱患。其中左幅車道病害異常嚴重,重點集中在K185+766~K186+005、K192+396~K192+992、K193+042~K193+841段,該處裂縫覆蓋范圍廣、深度大,且伴有車轍、麻面等多種病害,亟需以合理的施工技術修補病害。瀝青混凝土路面重鋪示意圖見圖1。
1)道路地基的穩定性偏弱,部分區域為軟土地基,其具有強度低、壓縮性高等特點,在行車荷載等多方面因素作用下易產生不均勻沉降,且路基施工中各處的壓實度缺乏均衡性,伴隨路面使用時間的延長,隨之產生不均勻沉降,最終表現出不同程度的橫向裂縫[2]。
2)道路交通量逐步增加,行車荷載的作用較為明顯,導致路面提前進入疲勞期,伴有明顯的疲勞損壞現象。
3)瀝青質量偏低,例如粘結性較差、雨水易侵蝕表層,使其發生剝離。同時,瀝青性能表現出逐步衰減的趨勢或是油層老化,此條件下都容易產生裂縫、車轍等病害。
常規施工中壓漿作業以水泥漿為主,但應用效果欠佳。盡管高聚合物、地聚合物在注漿效果的實際表現更為良好,但由于單價較高,將其完全應用于所有病害的修復工作中成本過高。對此,一般選擇路面病害較嚴重的路段采用高聚合物材料進行壓漿施工,具體至本項目中,主要指的是K186+351~K186+730、K186+768~K186+868路段。此外,K189+770~K191+366處的病害類型主要以沉陷、翻漿為主,經分析后認為較合適的是地聚合物注漿的方式。
1)交通控制。依照保通方案對注漿路段進行交通管制,按照《公路養護安全作業規程》(JTGH30-2015)[3]的規定擺放各種施工標志牌。
2)注漿路段定位。按施工圖設計定位注漿路段和注漿區域,或根據現場病害檢測結果確定注漿路段和注漿區域。
3)標記注漿孔位置。對于需要處治路段的注漿區域,按照設計或現場確定的間距在路面上布設注漿孔位置,并使用自噴漆標注注漿孔位置。
4)注漿前檢測。利用落錘式彎沉儀(FWD)及探地雷達(GPR)對需維修路段進行檢測,判斷病害情況并與設計圖進行對照,確定注漿路段和注漿區域,復核注漿孔布設間距,確定打孔深度和注漿量。
5)鉆孔。按照設計或現場確定的鉆孔深度,利用沖擊鉆在標注的注漿孔位置鉆孔至設計或現場確定的深度。
6)下注漿管。用切割工具按相應的長度截取PVC注漿管,把注漿管下入到注漿孔中。
7)安裝注射帽。把注射帽凹型邊緣使用專用工具清理干凈,以便于與注射槍更好地結合,使用鐵錘把已清理注射帽敲入PVC注漿管內。
8)注漿。按照設計或現場確定的注漿量進行注漿。
9)注漿后檢測。注漿后使用專用工具把注漿帽去除,待15~20min后利用FWD或GPR進行注漿后檢測,分析注漿維修效果,如滿足要求則完成注漿;如不滿足要求則需進行補注,直到達到要求為止。
10)封孔。為防止雨水侵蝕、破壞路面,并保持路面的整體形象,使用道路密封膠把注漿孔封住。使用密封膠時需對其加熱,并且溫度控制在210℃以下。灌注密封膠時要使密封膠略低于路面,如果高出路面使用工具將其整平。
11)清掃環境。將注漿孔以及整個施工段的雜物清理干凈,再使用吹風機深度處理,提高施工作業的環保效益。
12)開放交通。做好上述工作后將施工機具撤離現場,若修補處的漿液強度滿足要求即可開放交通。
1)施工流程。封閉交通→劃定注漿施工區域→鉆進成孔→制備漿液→注漿→封孔→養護→開放交通。
2)注漿前的檢測與注漿路段的確定。采用目測法、三米直尺、FWD或GPR進行檢測,必要時結合鉆芯或開挖。可根據五種情況選取注漿試驗路段:①發生嚴重裂縫(特別是自下而上的裂縫)的路段;②已發生唧漿的路段;③發生局部沉陷的路段;④彎沉值明顯偏大的路段;⑤根據表觀檢測、FWD實測彎沉值或GPR波形圖像,必要時結合鉆芯或開挖,綜合判定存在病害或病害隱患的路段。
3)注漿孔位布置。①沿行車方向依次布設,橫、縱向間距分別設為1.5m、1.8m,通過對路面檢測情況的分析,采取橫向布孔3~4排的方式。若存在裂縫,除了保持原注漿孔布設方案外,還需在裂縫兩側增加注漿孔,間距控制為0.8m,并采取交叉布置的方式。②路面部分區域存在點狀唧漿病害,此時在修補過程中注漿孔為菱形布置,數量以8個為宜,并與唧漿點保持1.0m的間距(視實際情況靈活調整);若為橫向裂縫,將裂縫作為軸線,以此為基準通過對稱交錯的方式依次布設注漿孔,各孔間距為1.8m,孔與裂縫間距為0.8m。
4)鉆孔。低聚物注漿施工中要求孔徑為7.8cm,以設計鉆孔深度為基準,實際孔深應在該值的基礎上增加0.2m,且各處孔深至少要達到80cm。對于基層大范圍破碎路段,為確保鉆孔安全性需適當放慢鉆孔速度;若基層僅存在輕微破碎,此時可維持較高的鉆孔速度,以提高施工效率。
5)制備漿液。配備全自動攪拌機,按照配比要求選擇適量的物料并將其倒入攪拌桶內,此過程中攪拌速度至少達到245r/min,持續約3~5min,混合料足夠均勻后轉入低速攪拌桶,此時即可用于正式施工。
6)注漿。①通過試驗的方式確定合適的注漿工藝參數,以便給正式注漿提供指導。全程注漿壓力均要穩定在0.3~0.5MPa,并以路基強度為基本參考靈活調整注漿壓力。②注漿量的控制是施工中的重難點,因此要安排具有資質的操作工參與其中,通過對漿料溢出情況等情況的分析確定合適的注漿時間,條件允許時可使用水準儀監控,及時掌握路面高程情況,若缺乏合理的控制措施,如注漿量過大易導致路面抬升隆起。③注漿完畢后即可關閉注漿槍,但依然要保壓1min,目的在于避免漿液倒流現象。若出現達到注漿時間要求但依然無法注滿的情況,則要調整周邊孔的注漿方式,即分為多次注漿。④雨水侵蝕作用下易對路面質量造成影響,因此在結束注漿作業后需及時封孔,所形成的封口略低于路面,若因控制不當而超出路面,高出的部分需得到有效清理。
7)封口。為防止雨水侵蝕、破壞路面,注漿后應盡早封孔。封孔時使封口略低于路面,如果高出路面使用工具將其整平。
8)清掃環境。將注漿孔以及整個施工段的雜物清理干凈,再使用吹風機深度處理,提高施工作業的環保效益。
9)開放交通。做好上述工作后將施工機具撤離現場,若修補處的漿液強度滿足要求即可開放交通。
綜上所述,壓漿法補強路基是現階段道路維護工程中較為主流的技術方式,具有病害修補效果好、效率高等多重特點,路基在密度、強度等多個方面較病害階段有明顯的改善,該施工技術值得被應用于路面病害修補工作中。