路面均質化抗裂加固處治分析

郭 芬

(運城市泰通市政工程有限公司，山西 運城 044000)

近年來，受交通量的增長，車輛大型化等因素的影響，道路在運營使用一段時間后就會出現不同程度的損壞，直接影響行車質量和行車安全。運城市三大線在通車使用15年后，路面結構出現了嚴重的破壞，病害類型以裂縫、沉陷、坑槽為主，調查分析后得出路面狀況為差，必須進行大修養護。為了有效恢復路基路面結構的承載力，對舊路面進行均質化抗裂加固，并開展彎沉試驗檢測加固效果。

1 工程概況

運城市三大線項目為改建工程，起點位于山西省運城市泓芝驛鎮與縣道臨泓線相交，終點位于舜帝陵景區東側與市政路復旦大街相交，起訖點樁號為K6+815～K14+957，道路設計全長8.142 km。本項目除局部過村路段外采用二級公路標準，設計速度采用40 km/h，路基寬度10.00 m，局部過村路段路基寬度為8.50 m。路面大部分為瀝青混凝土路面，局部為水泥混凝土路面。自2005年通車至今，運營過程中地方養護段及時對路段進行小修保養，但目前由于使用已達15年，已經超過設計壽命，路面病害較為嚴重。

2 路面狀況調查評價

2.1 路面損壞評價(PCI)

該路運營使用已達到15年，超過了設計壽命，經現場踏勘全線瀝青混凝土路面與水泥混凝土路面在重載交通及自然環境的影響下，路面破損較為嚴重。經調查，該路段路面典型病害為裂縫、沉陷、坑槽等病害，其中以龜裂最嚴重，路面狀況較差。

以1 km為評價路段，結合調查結果分析得出該路段路面破損評價比例，其中中等占比為8%，次占34%，差占58%，本路段破損綜合評價結果為差，路面損壞狀況指數分布如圖1所示。

2.2 路面強度評價(PSSI)

通過現場路面回彈彎沉的檢測分析，以評價路面的整體強度。為了給制定養護方案提供準確依據，對全線路段進行了彎沉檢測。本次檢測設備采用FWD落錘式彎沉儀，檢測頻率為行車道每25 m一個斷面，每斷面在行車道中間位置測一點，同時加測通道、橋梁兩端斷面。

根據所收集原路資料，結合彎沉試驗結果，通過計算得出路面結構強度指數(PSSI)，對路面強度開展評價，路面強度指數分布如圖2所示。由圖可知全段路面強度評價結果優占8%，中占8%，良占17%，差占67%，本路段路面強度綜合評價結果為差。

2.3 路面行駛質量評價

采用路面平整度儀對舊路面平整度進行現場測定，得到路面行駛質量指數(RQI)，分析后確定中占17%，次占33%，差占50%，路面行駛質量指數分布如圖3所示。結合調查結果，通過計算得出主線RQI=55.73，路面行駛質量應評定為差。

2.4 路面的綜合評價

結合上述三個評價指標，對該路段路面進行綜合評價，評價結果如表1所示。主線PQI值計算結果為52.64，路面的綜合評價結果為差。

表1 路面PQI綜合評價結果

3 路面均質化抗裂加固處治

3.1 注漿材料選用

對瀝青路面重度裂縫一側和水泥混凝土路面左右輪跡帶位置采用探地雷達進行雷達檢測，針對路面結構層內部存在缺陷位置，通過地聚合物注漿處治擬消除路面結構內積水或脫空，達到舊路均質化。注漿材料選用地聚合物，各項技術指標如表2所示。

表2 地聚合物各項技術指標

3.2 均質化處治施工工藝

1)施工準備。

對施工路段進行交通封閉，做好施工材料、施工機械和人員準備工作。

2)布孔。

按照施工前檢測數據及現場路面病害位置，標記需要注漿的位置。使用卷尺進行檢查放樣，確定注漿孔位置。瀝青路面道路重度裂縫按之字布孔法布孔，注漿孔布置如圖4所示。水泥路面注漿孔位置布置在四個板角，距離相鄰板接縫50 cm位置。為了保證注漿效果，還需要在板塊中央布設排氣孔。

3)鉆孔。

使用直徑20 mm的鉆頭鉆孔，按照布孔點位進行鉆孔。鉆孔時應詳細記錄孔位、孔位調整、孔深、地層變化，遇地下管線或路基狀況不良等特殊情況時孔位和孔深應根據現場情況進行孔位調整或鉆孔加深，并做好記錄。鉆孔采用干法成孔，鉆孔深度依據結構層內部缺陷位置而定，具體孔深視現場試驗段情況加以調整。

4)制漿。

地聚合物注漿材料配比為：地聚合物∶水=1∶0.3(重量比)，每一臺班至少對地聚合物注漿材料流動度抽檢一次。考慮到水的蒸發，根據施工現場溫度確定拌和用水量，溫度高于25 ℃時，用水量取上限；低于10 ℃時，用水量取下限。

5)注漿質量控制。

注漿過程中嚴格控制注漿壓力，達到注漿終壓時即可結束注漿。如達到設計注漿量，即使未達到注漿終壓，也可以結束注漿。注漿過程中如出現相鄰注漿孔冒漿或路面抬升現象，應停止注漿。地聚合物注漿中注漿壓力及注漿量均未達到設計要求，但注漿孔附近出現明顯異常，應立即停注。注漿后檢測不合格的位置，應適當調整注漿量，實時補漿。對注漿量大的注漿孔，應采用多次注漿，注漿過程中注意觀察，如發生異常情況應及時處理，保證注漿質量。

6)封孔。

注漿結束后，注漿穩壓后方可拔管，拔管后應及時用封孔塞或快硬類封孔材料封堵抹平，并確保孔內填充密實。

7)開放交通。

地聚合物注漿材料注漿施工完后，封閉養生2 h～4 h后即可開放交通。

3.3 抗裂加固處治

采用地聚合物注漿加固處治后，對該路段瀝青路面重度裂縫以及水泥路面裂(接)縫位置采用高性能抗裂加固板進行抗裂加固處治。高性能抗裂加固板具有一定的法向剛度，可提高舊路面的抗裂性能。注漿后對舊路面裂縫或接縫位置進行徹底清理，然后噴灑熱專用粘結膠，鋪設高性能抗裂加固板。鋪設后可有效提高路面裂縫處混凝土的承載能力，消除溫度變化所產生的應力，防止產生反射裂縫。高性能抗裂加固板的規格尺寸應根據路面開裂情況確定，一般鋪設1層～2層。

4 路基路面彎沉檢測結果分析

為了檢測均質化抗裂加固處治效果，分別在均質化抗裂加固處治前、處治后和路面完工后開展彎沉檢測，部分路段檢測結果如表3所示。

表3 路基路面完成試驗結果

分析表3彎沉檢測結果，在均質化處治前彎沉值在120以上，路基路面結構損壞，必須進行大修養護。采用地聚合物注漿處治后，路基路面彎沉值明顯提高，但仍有部分測點高于規范要求。分析原因是由于該區域開裂嚴重，注漿加固后對這類區域重點采用高性能抗裂加固板進行加固處治。水穩碎石基層和瀝青混凝土面層鋪筑完成后，路面彎沉值均低于20，滿足規范要求，說明均質化處治后路基路面結構承載力得到了明顯提高，達到了預期效果。

5 結語

均質化技術可有效處治路面裂縫，使開裂后的路面結構處于嵌鎖狀態，提高路面結構的承載能力，有效防止反射裂縫。結合運城市三大線改建工程，對路面狀況開展調查，分析確定道路狀況為差。對舊路采用地聚合物注漿技術進行處治加固，并在處治前后和路面完工后開展彎沉試驗，分析試驗結果得出加固后路基路面結構承載力得到了明顯提高，加固效果較好。