路面均質(zhì)化抗裂加固處治分析

郭 芬

(運(yùn)城市泰通市政工程有限公司，山西 運(yùn)城 044000)

近年來，受交通量的增長(zhǎng)，車輛大型化等因素的影響，道路在運(yùn)營(yíng)使用一段時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)不同程度的損壞，直接影響行車質(zhì)量和行車安全。運(yùn)城市三大線在通車使用15年后，路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了嚴(yán)重的破壞，病害類型以裂縫、沉陷、坑槽為主，調(diào)查分析后得出路面狀況為差，必須進(jìn)行大修養(yǎng)護(hù)。為了有效恢復(fù)路基路面結(jié)構(gòu)的承載力，對(duì)舊路面進(jìn)行均質(zhì)化抗裂加固，并開展彎沉試驗(yàn)檢測(cè)加固效果。

1 工程概況

運(yùn)城市三大線項(xiàng)目為改建工程，起點(diǎn)位于山西省運(yùn)城市泓芝驛鎮(zhèn)與縣道臨泓線相交，終點(diǎn)位于舜帝陵景區(qū)東側(cè)與市政路復(fù)旦大街相交，起訖點(diǎn)樁號(hào)為K6+815～K14+957，道路設(shè)計(jì)全長(zhǎng)8.142 km。本項(xiàng)目除局部過村路段外采用二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)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(yùn)營(yíng)過程中地方養(yǎng)護(hù)段及時(shí)對(duì)路段進(jìn)行小修保養(yǎng)，但目前由于使用已達(dá)15年，已經(jīng)超過設(shè)計(jì)壽命，路面病害較為嚴(yán)重。

2 路面狀況調(diào)查評(píng)價(jià)

2.1 路面損壞評(píng)價(jià)(PCI)

該路運(yùn)營(yíng)使用已達(dá)到15年，超過了設(shè)計(jì)壽命，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)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(huán)境的影響下，路面破損較為嚴(yán)重。經(jīng)調(diào)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(yán)重，路面狀況較差。

以1 km為評(píng)價(jià)路段，結(jié)合調(diào)查結(jié)果分析得出該路段路面破損評(píng)價(jià)比例，其中中等占比為8%，次占34%，差占58%，本路段破損綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為差，路面損壞狀況指數(shù)分布如圖1所示。

2.2 路面強(qiáng)度評(píng)價(jià)(PSSI)

通過現(xiàn)場(chǎng)路面回彈彎沉的檢測(cè)分析，以評(píng)價(jià)路面的整體強(qiáng)度。為了給制定養(yǎng)護(hù)方案提供準(zhǔn)確依據(jù)，對(duì)全線路段進(jìn)行了彎沉檢測(cè)。本次檢測(cè)設(shè)備采用FWD落錘式彎沉儀，檢測(cè)頻率為行車道每25 m一個(gè)斷面，每斷面在行車道中間位置測(cè)一點(diǎn)，同時(shí)加測(cè)通道、橋梁兩端斷面。

根據(jù)所收集原路資料，結(jié)合彎沉試驗(yàn)結(jié)果，通過計(jì)算得出路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)(PSSI)，對(duì)路面強(qiáng)度開展評(píng)價(jià)，路面強(qiáng)度指數(shù)分布如圖2所示。由圖可知全段路面強(qiáng)度評(píng)價(jià)結(jié)果優(yōu)占8%，中占8%，良占17%，差占67%，本路段路面強(qiáng)度綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為差。

2.3 路面行駛質(zhì)量評(píng)價(jià)

采用路面平整度儀對(duì)舊路面平整度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，得到路面行駛質(zhì)量指數(shù)(RQI)，分析后確定中占17%，次占33%，差占50%，路面行駛質(zhì)量指數(shù)分布如圖3所示。結(jié)合調(diào)查結(jié)果，通過計(jì)算得出主線RQI=55.73，路面行駛質(zhì)量應(yīng)評(píng)定為差。

2.4 路面的綜合評(píng)價(jià)

結(jié)合上述三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)該路段路面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果如表1所示。主線PQI值計(jì)算結(jié)果為52.64，路面的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為差。

表1 路面PQI綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

3 路面均質(zhì)化抗裂加固處治

3.1 注漿材料選用

對(duì)瀝青路面重度裂縫一側(cè)和水泥混凝土路面左右輪跡帶位置采用探地雷達(dá)進(jìn)行雷達(dá)檢測(cè)，針對(duì)路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部存在缺陷位置，通過地聚合物注漿處治擬消除路面結(jié)構(gòu)內(nèi)積水或脫空，達(dá)到舊路均質(zhì)化。注漿材料選用地聚合物，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

表2 地聚合物各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)

3.2 均質(zhì)化處治施工工藝

1)施工準(zhǔn)備。

對(duì)施工路段進(jìn)行交通封閉，做好施工材料、施工機(jī)械和人員準(zhǔn)備工作。

2)布孔。

按照施工前檢測(cè)數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)路面病害位置，標(biāo)記需要注漿的位置。使用卷尺進(jìn)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(gè)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(shè)排氣孔。

3)鉆孔。

使用直徑20 mm的鉆頭鉆孔，按照布孔點(diǎn)位進(jìn)行鉆孔。鉆孔時(shí)應(yīng)詳細(xì)記錄孔位、孔位調(diào)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(shí)孔位和孔深應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行孔位調(diào)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(jù)結(jié)構(gòu)層內(nèi)部缺陷位置而定，具體孔深視現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)段情況加以調(diào)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(tái)班至少對(duì)地聚合物注漿材料流動(dòng)度抽檢一次。考慮到水的蒸發(fā)，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)溫度確定拌和用水量，溫度高于25 ℃時(shí)，用水量取上限；低于10 ℃時(shí)，用水量取下限。

5)注漿質(zhì)量控制。

注漿過程中嚴(yán)格控制注漿壓力，達(dá)到注漿終壓時(shí)即可結(jié)束注漿。如達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量，即使未達(dá)到注漿終壓，也可以結(jié)束注漿。注漿過程中如出現(xiàn)相鄰注漿孔冒漿或路面抬升現(xiàn)象，應(yīng)停止注漿。地聚合物注漿中注漿壓力及注漿量均未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但注漿孔附近出現(xiàn)明顯異常，應(yīng)立即停注。注漿后檢測(cè)不合格的位置，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整注漿量，實(shí)時(shí)補(bǔ)漿。對(duì)注漿量大的注漿孔，應(yīng)采用多次注漿，注漿過程中注意觀察，如發(fā)生異常情況應(yīng)及時(shí)處理，保證注漿質(zhì)量。

6)封孔。

注漿結(jié)束后，注漿穩(wěn)壓后方可拔管，拔管后應(yīng)及時(shí)用封孔塞或快硬類封孔材料封堵抹平，并確?？變?nèi)填充密實(shí)。

7)開放交通。

地聚合物注漿材料注漿施工完后，封閉養(yǎng)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(duì)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(jìn)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(duì)舊路面裂縫或接縫位置進(jìn)行徹底清理，然后噴灑熱專用粘結(jié)膠，鋪設(shè)高性能抗裂加固板。鋪設(shè)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(chǎn)生的應(yīng)力，防止產(chǎn)生反射裂縫。高性能抗裂加固板的規(guī)格尺寸應(yīng)根據(jù)路面開裂情況確定，一般鋪設(shè)1層～2層。

4 路基路面彎沉檢測(cè)結(jié)果分析

為了檢測(cè)均質(zhì)化抗裂加固處治效果，分別在均質(zhì)化抗裂加固處治前、處治后和路面完工后開展彎沉檢測(cè)，部分路段檢測(cè)結(jié)果如表3所示。

表3 路基路面完成試驗(yàn)結(jié)果

分析表3彎沉檢測(cè)結(jié)果，在均質(zhì)化處治前彎沉值在120以上，路基路面結(jié)構(gòu)損壞，必須進(jìn)行大修養(yǎng)護(hù)。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(cè)點(diǎn)高于規(guī)范要求。分析原因是由于該區(qū)域開裂嚴(yán)重，注漿加固后對(duì)這類區(qū)域重點(diǎn)采用高性能抗裂加固板進(jìn)行加固處治。水穩(wěn)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(guī)范要求，說明均質(zhì)化處治后路基路面結(jié)構(gòu)承載力得到了明顯提高，達(dá)到了預(yù)期效果。

5 結(jié)語(yǔ)

均質(zhì)化技術(shù)可有效處治路面裂縫，使開裂后的路面結(jié)構(gòu)處于嵌鎖狀態(tài)，提高路面結(jié)構(gòu)的承載能力，有效防止反射裂縫。結(jié)合運(yùn)城市三大線改建工程，對(duì)路面狀況開展調(diào)查，分析確定道路狀況為差。對(duì)舊路采用地聚合物注漿技術(shù)進(jìn)行處治加固，并在處治前后和路面完工后開展彎沉試驗(yàn)，分析試驗(yàn)結(jié)果得出加固后路基路面結(jié)構(gòu)承載力得到了明顯提高，加固效果較好。