路面均质化抗裂加固处治分析

郭 芬

(运城市泰通市政工程有限公司，山西 运城 044000)

近年来，受交通量的增长，车辆大型化等因素的影响，道路在运营使用一段时间后就会出现不同程度的损坏，直接影响行车质量和行车安全。运城市三大线在通车使用15年后，路面结构出现了严重的破坏，病害类型以裂缝、沉陷、坑槽为主，调查分析后得出路面状况为差，必须进行大修养护。为了有效恢复路基路面结构的承载力，对旧路面进行均质化抗裂加固，并开展弯沉试验检测加固效果。

1 工程概况

运城市三大线项目为改建工程，起点位于山西省运城市泓芝驿镇与县道临泓线相交，终点位于舜帝陵景区东侧与市政路复旦大街相交，起讫点桩号为K6+815～K14+957，道路设计全长8.142 km。本项目除局部过村路段外采用二级公路标准，设计速度采用40 km/h，路基宽度10.00 m，局部过村路段路基宽度为8.50 m。路面大部分为沥青混凝土路面，局部为水泥混凝土路面。自2005年通车至今，运营过程中地方养护段及时对路段进行小修保养，但目前由于使用已达15年，已经超过设计寿命，路面病害较为严重。

2 路面状况调查评价

2.1 路面损坏评价(PCI)

该路运营使用已达到15年，超过了设计寿命，经现场踏勘全线沥青混凝土路面与水泥混凝土路面在重载交通及自然环境的影响下，路面破损较为严重。经调查，该路段路面典型病害为裂缝、沉陷、坑槽等病害，其中以龟裂最严重，路面状况较差。

以1 km为评价路段，结合调查结果分析得出该路段路面破损评价比例，其中中等占比为8%，次占34%，差占58%，本路段破损综合评价结果为差，路面损坏状况指数分布如图1所示。

2.2 路面强度评价(PSSI)

通过现场路面回弹弯沉的检测分析，以评价路面的整体强度。为了给制定养护方案提供准确依据，对全线路段进行了弯沉检测。本次检测设备采用FWD落锤式弯沉仪，检测频率为行车道每25 m一个断面，每断面在行车道中间位置测一点，同时加测通道、桥梁两端断面。

根据所收集原路资料，结合弯沉试验结果，通过计算得出路面结构强度指数(PSSI)，对路面强度开展评价，路面强度指数分布如图2所示。由图可知全段路面强度评价结果优占8%，中占8%，良占17%，差占67%，本路段路面强度综合评价结果为差。

2.3 路面行驶质量评价

采用路面平整度仪对旧路面平整度进行现场测定，得到路面行驶质量指数(RQI)，分析后确定中占17%，次占33%，差占50%，路面行驶质量指数分布如图3所示。结合调查结果，通过计算得出主线RQI=55.73，路面行驶质量应评定为差。

2.4 路面的综合评价

结合上述三个评价指标，对该路段路面进行综合评价，评价结果如表1所示。主线PQI值计算结果为52.64，路面的综合评价结果为差。

表1 路面PQI综合评价结果

3 路面均质化抗裂加固处治

3.1 注浆材料选用

对沥青路面重度裂缝一侧和水泥混凝土路面左右轮迹带位置采用探地雷达进行雷达检测，针对路面结构层内部存在缺陷位置，通过地聚合物注浆处治拟消除路面结构内积水或脱空，达到旧路均质化。注浆材料选用地聚合物，各项技术指标如表2所示。

表2 地聚合物各项技术指标

3.2 均质化处治施工工艺

1)施工准备。

对施工路段进行交通封闭，做好施工材料、施工机械和人员准备工作。

2)布孔。

按照施工前检测数据及现场路面病害位置，标记需要注浆的位置。使用卷尺进行检查放样，确定注浆孔位置。沥青路面道路重度裂缝按之字布孔法布孔，注浆孔布置如图4所示。水泥路面注浆孔位置布置在四个板角，距离相邻板接缝50 cm位置。为了保证注浆效果，还需要在板块中央布设排气孔。

3)钻孔。

使用直径20 mm的钻头钻孔，按照布孔点位进行钻孔。钻孔时应详细记录孔位、孔位调整、孔深、地层变化，遇地下管线或路基状况不良等特殊情况时孔位和孔深应根据现场情况进行孔位调整或钻孔加深，并做好记录。钻孔采用干法成孔，钻孔深度依据结构层内部缺陷位置而定，具体孔深视现场试验段情况加以调整。

4)制浆。

地聚合物注浆材料配比为：地聚合物∶水=1∶0.3(重量比)，每一台班至少对地聚合物注浆材料流动度抽检一次。考虑到水的蒸发，根据施工现场温度确定拌和用水量，温度高于25 ℃时，用水量取上限；低于10 ℃时，用水量取下限。

5)注浆质量控制。

注浆过程中严格控制注浆压力，达到注浆终压时即可结束注浆。如达到设计注浆量，即使未达到注浆终压，也可以结束注浆。注浆过程中如出现相邻注浆孔冒浆或路面抬升现象，应停止注浆。地聚合物注浆中注浆压力及注浆量均未达到设计要求，但注浆孔附近出现明显异常，应立即停注。注浆后检测不合格的位置，应适当调整注浆量，实时补浆。对注浆量大的注浆孔，应采用多次注浆，注浆过程中注意观察，如发生异常情况应及时处理，保证注浆质量。

6)封孔。

注浆结束后，注浆稳压后方可拔管，拔管后应及时用封孔塞或快硬类封孔材料封堵抹平，并确保孔内填充密实。

7)开放交通。

地聚合物注浆材料注浆施工完后，封闭养生2 h～4 h后即可开放交通。

3.3 抗裂加固处治

采用地聚合物注浆加固处治后，对该路段沥青路面重度裂缝以及水泥路面裂(接)缝位置采用高性能抗裂加固板进行抗裂加固处治。高性能抗裂加固板具有一定的法向刚度，可提高旧路面的抗裂性能。注浆后对旧路面裂缝或接缝位置进行彻底清理，然后喷洒热专用粘结胶，铺设高性能抗裂加固板。铺设后可有效提高路面裂缝处混凝土的承载能力，消除温度变化所产生的应力，防止产生反射裂缝。高性能抗裂加固板的规格尺寸应根据路面开裂情况确定，一般铺设1层～2层。

4 路基路面弯沉检测结果分析

为了检测均质化抗裂加固处治效果，分别在均质化抗裂加固处治前、处治后和路面完工后开展弯沉检测，部分路段检测结果如表3所示。

表3 路基路面完成试验结果

分析表3弯沉检测结果，在均质化处治前弯沉值在120以上，路基路面结构损坏，必须进行大修养护。采用地聚合物注浆处治后，路基路面弯沉值明显提高，但仍有部分测点高于规范要求。分析原因是由于该区域开裂严重，注浆加固后对这类区域重点采用高性能抗裂加固板进行加固处治。水稳碎石基层和沥青混凝土面层铺筑完成后，路面弯沉值均低于20，满足规范要求，说明均质化处治后路基路面结构承载力得到了明显提高，达到了预期效果。

5 结语

均质化技术可有效处治路面裂缝，使开裂后的路面结构处于嵌锁状态，提高路面结构的承载能力，有效防止反射裂缝。结合运城市三大线改建工程，对路面状况开展调查，分析确定道路状况为差。对旧路采用地聚合物注浆技术进行处治加固，并在处治前后和路面完工后开展弯沉试验，分析试验结果得出加固后路基路面结构承载力得到了明显提高，加固效果较好。