宋林 河南凯达工程技术有限公司

一个公路工程项目建成通车之后，随着时间的推移，在行车荷载与自然因素的反复作用下，尤其是重载超载问题严重的路段，路表极易产生大量早期病害，比如裂缝、坑槽、松散等，其中裂缝问题最为突出。目前，针对沥青路面半刚性基层裂缝处治方面，国内外主要采用罩面处治、注浆加固、开挖修补等方法，其中注浆加固技术具有工艺简单、成本低、开放交通快等特点，在沥青路面裂缝处理当中应用效果显著。

一、半刚性基层沥青路面裂缝的表现形式

裂缝是半刚性基层沥青路面最常见的一种病害形式，随着裂缝病害的发展，雨水沿着裂缝部位渗入路基和半刚性基层内部，将会产生冻胀、矿料剥落等问题，最终形成坑槽等严重病害。裂缝产生早期基本不会对路面行车造成影响，但是随着时间的推移，裂缝在行车荷载和自然因素的长期作用下，将会进一步扩展，基层很可能会处于饱水状态，影响基层的稳定性和强度，甚至影响层间粘结作用，加剧其他病害的出现。总体来讲，沥青路面裂缝的表现形式主要包括以下几类：

1、温度疲劳裂缝。沥青材料具有较强的温度敏感性，当环境温度变化幅度较大的情况下，很容易产生沥青材料温度应力疲劳，降低混合料内部的极限应变值。此外，在温度的作用下，还会对沥青混合料的劲度模量造成一定破坏，比如，在还没有达到极限抗裂温度的条件下，已影响了沥青混合料的性能，导致路面损坏。

2、反射裂缝。拉应力是沥青路面结构基层内的主要表现形式，相比基层内极限抗拉应变，一旦作用于基层上的拉应力和拉应变较大时，便会出现开裂现象。

3、温度收缩裂缝。通常来讲，环境温差和路面材料的劲度模量呈正相关。一旦温度应力增长率在应力松弛以上的情况下，因为温度应力的作用，极易产生裂缝问题。

二、工程概况

某公路工程建成通车多年，为双向四车道，路面结构形式为4cm沥青面层（SMA-13）+6cm沥青中面层（AC-20C）+8cm沥青下面层（AC-25）+20cm水泥稳定碎石基层+20cm水泥稳定碎石基层+10cm级配碎石。在长期使用下，随着交通量逐年递增，路面使用性能越来越差，通过现场病害调查发现，本路段病害主要包括：纵向裂缝、横向裂缝、网裂、松散、唧浆等，其中裂缝病害最为严重。

三、路面损坏调查分析

施工前，为了保证采取的处治措施切实可行，需提前做好路面损坏调查工作，按照现行评定标准对本路段病害情况进行调查分析，并计算出路面的PCI值和评定等级。作为反映路面损坏状况的主要指标，路面损坏状况指数PCI是各种损坏的折合损坏面积之和与路面调查面积的百分比，为了方便评定分析，本文采取两路段进行对比研究，具体测定结果如表1所示。

表1 路况调查情况

由此可见，在2个路段当中，表观破损情况基本相同，其中I路段主要病害为横向裂缝，决定以此为试验段进行注浆补强加固施工，并将II路段（不作处理）作为对比段进行分析。

四、半刚性基层沥青路面裂缝注浆处治工艺

（一）确定施工方法

根据上述路况病害调查情况，决定采取注浆法进行基层裂缝病害处治。根据施工要求，本工程以I路段为试验段进行施工与分析。注浆段的施工方案为路面铣刨3层，在半刚性基层顶部注浆施工，当路面强度达到设计规定要求之后，方可摊铺沥青面层。注浆孔径、钻孔深度分别设定为40mm、390mm。

（二）施工流程

第一，布孔。按照实际需求，在注浆过程中合理布设注浆孔，保证满足处治基层病害的目标。一般来讲，在单一面板型路面布孔当中主要有多种不同的形式，比如方格型、梅花桩型、六角形、三角形等。根据本工程实际情况，可采用梅花桩型布孔。不同裂缝则设置不同的位置，首先，横缝孔位布设当中，要求将注浆孔设于裂缝两侧，行车方向水平间距为50cm，垂直间距为100cm。一旦发现有网裂问题，在此位置需适当增加注浆孔数量，并减少间距，保证注浆充足。其次，纵缝孔位布设当中，注浆孔可设置成骑裂缝打孔，行车方向水平间距为50cm，若存在网裂和横缝交叉的情况，同样要增设注浆孔，并控制好注浆孔间距。

第二，制配浆液。根据施工具体情况，注浆配比为地质聚合物：水=1：0.29。在流速不变的条件下，可通过合理控制搅拌机上自吸式水泵的工作时间来达到控制用水量的目的。浆液制备时，主要以分层二次拌合法为准。快速搅拌的速度为200r/min，搅拌时可采取正转+反转的方式，均为30s。随后，通过人工方式，将外围部位的粉料清理干净，并进行充分搅拌，确保搅拌均匀，不会出现结团等问题。在高速搅拌后，可需进行一定时间的低速搅拌，即每分钟70r，保证无间歇定向搅拌，避免浆液过早凝结。

第三，注浆。当前，我国的注浆设备类型很多，且施工技术水平先进。在具体施工当中，应立足于工程实际情况，选择合理、有效的设备组合方式，并做好注浆压力、注浆量等参数控制，以期满足设计规定。

一般工况下，灌浆方法主要有三类，当采用地质聚合物材料时，灌浆比当中，地质聚合物：水=1：0.29。（1）R1灌浆时，钻孔深度为20cm，孔距为50cm，注浆压力为0.7Mpa；（2）R2灌浆时，钻孔深度为40cm，孔距为100cm，注浆压力为1.5Mpa；（1）R3灌浆时，钻孔深度为60cm，孔距为150cm，注浆压力为2.7Mpa。根据本工程实际情况和基层注浆压力测试，最终认为，半刚性基层补强注浆的注浆压力可控制2.5Mpa以内。

在注浆过程当中，要求在孔内插入注浆管，并做好固定工作。当固定好喷头后，确保喷头垂直于地面，当注浆机达到最大工作压力，且保证流量计数值在60s内无变化的情况下，即可停止注浆，随后拔出压紧装置，并塞入木塞，锤入一定深度，避免浆液溢出。养生之后，即可将木塞去除，并通过注浆液填补孔洞。

（三）注浆质量评价与分析

（1）弯沉检测与评价分析

按照现行养护技术规范及现场测试规程相关要求，在注浆结束进行一定养护后，即可进行路面弯沉检测与分析。

根据要求，针对两个路段进行注浆处治前后的弯沉测定，经检测可知，通过注浆处治后，路面弯沉降低了30%～50%。表明，通过注浆处治之后，可以对路面整体结构性能起到良好的补强效果，能够大幅降低路面损坏程度。

（2）路面检测与评价分析

路面检测的目的在于2点，其一，对比分析注浆处治前后面层下的基层破碎、脱落等病害是否已经得到有效处治；第二，对注浆灌缝位置的处治效果进行分析。

对于此，本文通过3D法检测裂缝部位开裂状态及工后裂缝状况。根据施工要求，在工后7d完成注浆处治后的路面检测。通过观测II路段原路面面层开裂平剖面反射图和处置前全结构纵剖面反射图，可以看出，面层具有较为清晰的裂缝状态，裂缝图像反射强烈，裂缝下基层图像呈现出界限不明显等情况，由此表明，在路面结构内存在不同程度破裂问题。但整体来讲，原路面基层整体较为完整，表明土基顶面沉陷相对较小，通过图像观测还可以看出地基层和下垫层接触不好，界限不清。通过I路段处置后路面检测可知，相比原面层图像，处置后面层裂缝反射图像较为清晰，表明注浆材料可以有效补强处理下层结构，随着材料终凝的结束，极易出现膨胀效应，且对于裂缝部位会产生很大挤密作用。

（3）钻芯取样检测与评价分析

为了检测注浆效果，本文进行了钻芯取样检测，通过取出的芯样完整度情况，可以看出，经过注浆处治后，路面裂缝已被封堵，且可以有效填补层间脱空问题。由此说明注浆法处治半刚性基层沥青路面裂缝问题具有显著的应用效果，可达到提高路面整体性，修复路面病害的目的。

五、结束语

综上所述，沥青混凝土路面因其优异的性能在我国高等级公路中得到了广泛应用，尤其是半刚性基层沥青路面。随着公路使用年限的不断增加，加上行车荷载和自然因素的反复作用，路面病害问题愈加严重。为了改善路面使用性能，必须重视半刚性基层裂缝问题，找出裂缝成因，提出切实可行的措施，从而提高基层抗裂能力，延长路面使用寿命。