公路瀝青路面注漿補強養(yǎng)護效果檢測

盧振文

（江西省公路工程檢測中心，江西 南昌 330006）

0 引言

公路養(yǎng)護過程中，加鋪舊路是最常用的一類養(yǎng)護措施，在加鋪舊路的前期階段，需要處理基層松散、土基回彈模量不符合需求的路基。根據調查可知，路面沉陷、網裂與縱向裂縫等都是由于水分進入、施工壓實作業(yè)不當等原因導致路基承載力下降造成的，因此需要采取針對性的處理措施。注漿法作為一種常見的治理路面脫空、沉陷的技術方法，在當前的路基病害處理工程中得到了廣泛的應用。

1 工程概況

該公路于2012年底建成通車，瀝青路面結構為3cmAK-13B+7cmAC-16I+8cmAM25+25cm 6% 水泥穩(wěn)定石屑+23cm 級配碎石。該公路所在地區(qū)夏秋季節(jié)高溫多雨，降雨豐富，白天日照強烈。在運行過程中，隨著交通量的持續(xù)增大和超載超限車輛的增多，同時長期受到高溫多雨環(huán)境的影響，部分瀝青路面先后出現坑槽、網裂、下沉、唧漿等病害，嚴重威脅到公路運行的安全性和舒適性。當前，公路所在地區(qū)瀝青路面大多采用開挖方式進行補強處理，這種處理措施工期長、工序煩瑣，交通組織難度大，無法快速開放交通。灌漿作為較為成熟的施工工藝，應用于公路瀝青路面基層補強中切實可行。為此，經業(yè)主方決定，在該公路病害較為嚴重的K32+490—K44+850 路段主車道實施淺層灌漿補強處治及效果試驗，為該養(yǎng)護處治技術的推廣應用提供指導。

2 檢測內容與方法

對不同的灌漿補強試驗路段及鄰近未灌漿路段病害情況進行分析，采取檢測試驗的方法掌握路面強度以及灌漿的膠結情況，并以攝像手段作為輔助全面了解分析。

第一，采用落錘式的彎沉儀對路面開展彎沉檢測工作，每20m 布置一個檢測點，對基層頂面當量回彈模量進行反算，分段開展彎沉檢測，并對剛度進行評價，在施工前、施工7d 后、6 個月后及12 個月后各觀測1 次，共需觀測4 次。

第二，試驗檢測路段進行灌漿處理的前后，與鄰近對比路段的路面破損情況做好檢測與對比分析工作。

第三，現場鉆取不同試驗段及鄰近對比路段的基層芯樣，分析路面與基層的技術條件，在室內試驗中對灌漿前后各層無側限抗壓強度及20C 綜合抗壓模量進行測試。

3 檢測結果與評價

3.1 路面破損情況檢測

車轍、裂縫與坑槽是目前我國公路瀝青路面的主要病害形式，為掌握應用注漿補強手段處治瀝青路面的實際效果以及各種注漿方案的具體優(yōu)缺點，需要對注漿試驗路段及鄰近對比段施工前后的路面病害特征進行對比檢測。在試驗路段的車轍檢測采用了抽樣調查的手段，需要應用統(tǒng)計學的相關方法科學分析試驗路段車轍的差異性，減小隨機抽樣中出現的誤差。因此，在實際的檢測試驗中，借助SPSS 統(tǒng)計軟件對不同路段車轍樣本的平均值差異情況進行單因素方差分析，以此來開展顯著性檢驗工作，掌握不同的注漿方案與路面長期車轍的相關性，該公路注漿養(yǎng)護路面車轍均值差異檢見表1。分析數據可知，方差檢驗的F 值在0.089 時，相伴概率為0.996，其相伴概率比顯著性水平大0.05。換言之，不同的試驗路段在完成注漿作業(yè)后的12 個月內，其路面上車轍沒有顯著性差異，此時應對各注漿路段的三次車轍代表值開展分析工作，直觀地了解試驗路段注漿前后路面車轍的變化情況。

表1 該試驗路段注漿12 個月后路面車轍均值差異

離差平方和自由度均方方差檢驗F值相伴概率綜合能被控制變量0.995 0.332 0.089 0.996組間平方和線性解釋0.328 0.088 0.769 3 1 2 0.328不能線性解釋0.667 0.334 0.089 0.915——組內平方和104.372 28 3.728總離差平方和——105.367 31———

如果在實際檢測中，其試驗路段注漿前的路面車轍相對都較大，都超過了當前瀝青路面養(yǎng)護技術規(guī)范的標準（＜15mm），那么還需要對其做好記錄。在注漿并銑刨重鋪6 個月后，觀察各試驗路段的車轍變化與發(fā)展情況。

在公路的瀝青路面病害中，裂縫是最典型的病害形式，其中縱向裂縫尤為突出，這也是路面橫向不均勻沉降的一大表現。通過對不同試驗路段的注漿方案對比觀察能夠看出，選擇注漿補強的養(yǎng)護手段能夠在一定程度上減緩路面病害的發(fā)生進程。

3.2 路面承載水平檢測

3.2.1 路面FWD 彎沉檢測

在我國的瀝青路面結構設計中，路面彎沉是比較關鍵的控制指標，其不僅能夠體現路面各結構層與土基的整體剛度與強度，還能在一定程度上顯示路面的運行狀態(tài)。在注漿檢測試驗中，可以應用落錘式彎沉儀（FWD）來測試各路段主車道的路標彎沉情況，檢測車見圖1。

圖1 FWD 落錘式彎沉儀

該瀝青路面注漿補強試驗路段注漿前后路面車轍變化，除了第一試驗段，其余第2、3、4 試驗段在完成注漿補強和上面層銑刨罩面7d 后，進行FWD 彎沉檢測，證實強度出現了不同程度的下降，其中第四試驗段的變化較大。而第一段由于其注漿效果不理想、在重新罩面后壓實不當出現了彎沉增大的情況。由于彎沉檢測的時間相差較大，在道路運行的過程中，其彎沉值也會相繼出現增大的情況，從對比路段的彎沉數據中即能看出。在不同的試驗段進行基層的注漿補強及瀝青上面層的銑刨罩面作業(yè)后，其彎沉值也會出現不同程度的下降。從側面體現出注漿補強何銑刨罩面對路面結構整體強度的均勻性能夠起到一定的完善作用。

從不同路段各個時期的彎沉數據中能夠看出其變化規(guī)律，在完成注漿補強何銑刨罩面后，各個試驗路段的彎沉會相繼降低，但在注漿完成后，由于行車的增多，負荷量也隨之增大，不同試驗段的彎沉值會重新增大，隨著時間的推移，部分試驗其彎沉值反而會超過注漿補強之前的數值。該瀝青路面注漿補強試驗路段不同時間段（注漿前、注漿后7d、6 個月、12個月）路面車轍變化可分為四個階段，即第一階段、第二階段、第三階段、第四階段與對比階段，其中，第一階段的試驗參數對比為65∶70∶60∶70；第二階段的參數對比為55∶52∶40∶52；第三階段的試驗參數對比為48∶50∶45∶55；第四階段參數對比為65∶40∶55∶58；對比階段的試驗參數為35∶45∶42∶62。

3.2.2 基層頂面當量回彈模量反算

基層頂面當量回彈模量作為公路建設中的重要指標，能夠反映出瀝青路面面層以下結構層整體強度情況，在注漿補強的養(yǎng)護檢測中也成為十分重要的參考依據。在對試驗段應用FWD 落錘式彎沉儀檢測的過程中，將獲得的數據應用SIDMOD3.0 進行分析，對基層頂面當量的回彈模量進行反算。該注漿補強檢測中，各個試驗段在完成注漿補強和銑刨罩面的7d后，基層頂面當量的回彈模量都比注漿之前更高，并且在公路的運行中，對比路段的基層頂面當量回彈模量會逐步下降，其承載能力也會出現衰退的情況。

3.3 路面鉆芯檢測

3.3.1 路面基層芯樣情況

鉆取基層芯能夠對基層注漿前后的膠結情況有充分的了解，掌握每個注漿方案的實際效果。各個試驗段在注漿補強前后，其基層的芯樣膠結情況都會出現不同程度的變化，一部分的基層芯樣中會夾帶一些水泥注漿層，這是注漿成效的一個重要體現。但是由于受到注漿量、孔距布局以及基層自身質量不同等多個因素的限制，會出現部分基層無法完整取出芯樣的情況。

3.3.2 路面結構層模量與強度

路面結構層的模量與強度作為路面結構設計中的主要數據，對當前路面強度情況的評價工作也十分關鍵。借助路面鉆芯取樣以及部分室內試驗測試，能夠有效地掌握注漿試驗路段的路面結構層抗壓強度以及模量數據。在該注漿補強試驗中，對不同的試驗段進行上面層銑刨罩面7 天后，其面層的抗壓強度與模量都會出現較大的提升。同時，不同的注漿試驗段在完成注漿后其面層的抗壓模量之間的差異也會逐漸降低，從中能夠看出實施注漿補強可以改善瀝青面層強度。不同時期的面層綜合抗壓模量的變化也出現了一定的規(guī)律，在注漿完成后6 個月，在車輛荷載的作用下，不同路段的瀝青面層綜合模量趨于相同。與注漿后7 天相比，第四段與對比段的模量都呈現出下降的趨勢，第三段與之持平，第一段與第二段都有一定的增長趨勢。

4 注漿補強養(yǎng)護試驗檢測方案總結

在對該公路瀝青路面注漿補強后，通過對上面層銑刨重鋪的前后檢測及對比分析能夠確定更加科學的補強方案。

第一，在瀝青路面的四個注漿試驗路段中，除第四段在完成注漿補強和銑刨重鋪后的第12 個月出現部分裂縫現象之外，其余的三個試驗路段都沒有產生任何路面病害，各個試驗路段在完成注漿補強12 個月后，路面上的車轍都沒有出現較為明顯的差異。但對比路段由于沒有進行注漿補強，出現了橫向與縱向的裂縫。換言之，注漿補強確實在處治路面病害方面有十分重要的實踐意義。

第二，該瀝青路面在完成注漿補強和上面層的銑刨罩面作業(yè)后，其瀝青面層的綜合抗壓強度與模量都出現了較大的提升，進一步改善了路面結構的整體強度均勻性。

第三，各個試驗路段注漿補強的前后，其基層芯樣的膠結情況均出現了不同程度的變化，其中一些基層芯樣中會夾帶薄厚不一的水泥注漿層，這表明注漿工藝確實能夠起到一定的作用。

第四，該路面的試驗路段中，經過注漿補強和銑刨罩面后，除第一段的彎沉增大外，其他三個試驗路段的FWD 彎沉都出現了不同程度的下降，其基層頂面當量回彈模量相較注漿之前也有一定的上升。初步分析第一段是由于注漿工藝應用不當、在瀝青上面層罩面后未完全壓實，導致其基層頂面當量回彈模量無太大變化。

第五，對比試驗中，各個路段在完成注漿補強和銑刨罩面后，其路面彎沉相較試驗前有不同程度的下降，但是在注漿完成的6 個月以及12 個月后，由于行車荷載量的增加，彎沉又重新增大，第一段以及第三段最終回歸甚至超過了注漿前的數值，第二段與第四段雖有所增長但較為平緩，而對比路段即使進行了上面層的銑刨重鋪作業(yè)，但由于未進行注漿補強，其彎沉基本上一直呈現增長的態(tài)勢，并且在試驗的12 個月后其彎沉代表值達到了65.3mm。

第六，通過四個試驗路段的對比分析，可以看出應用100cm 孔距、60cm 孔深的第四路段注漿補強的效果更為明顯，其次是第二段與第三段。

5 結語

綜上所述，通過對不同注漿補強方案的對比分析、對不同注漿補強養(yǎng)護效果進行檢測，明確技術方案的可行性與經濟合理性，能夠更加科學地選取技術手段提高路面的總體使用性能，確保公路養(yǎng)護路段的質量完好，行車順暢，對于當前公路瀝青路面的養(yǎng)護工程有十分重要的意義。