浅谈压浆工艺在沥青道路破损处治中的应用

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摘要：本文结合某城市主干道的沥青路面病害处治施工实际情况，阐述了板底压浆的技术参数和施工过程,并提出了压浆后路面板错台处理的技术措施。实际工程表明,按本文提出的压浆技术参数和错台处治措施对板底脱空、错台等病害进行处理,效果明显。

关键词：沥青路面；压浆补强工艺；病害防治；

1前言

某新建城市主干道K1+360～K4+000段主车道沥青混凝土中面层于2008年12月份铺设完毕。由于周边市政设施等建设的需要，道路在未完成沥青混凝土上面层情况下就处于半开放交通状态，大量重型施工车辆频繁出入，加之该段道路大部分为软基路段，沥青混凝土路面中面层出现了大量的纵向和横向裂缝。经现场调查，主车道出现横向裂缝129处，纵向裂缝51处，通过检测，该路段弯沉代表值大于设计值。

在沥青混凝土上面层施工前，对这些沥青路面裂缝，须及时分析病害成因，采取裂缝封闭、路面热修补或铣刨重铺等措施进行处治。否则，这些裂缝势必会反射到面层，不仅会降低道路的使用性能和寿命，影响行车的安全、舒适、快捷、畅通，而且会因处理不及时或措施不当导致道路结构病害进一步蔓延发展成永久性破坏。

2沥青路面病害成因分析

该路段路面结构层为5cmAC16沥青中面层+6cm沥青下面层+20cm5%水稳基层+20cm3%水稳基层。结合设计文件、地质堪察报告和相关的技术规范、文献资料，经业主、设计、施工、监理多方论证裂缝产生的主要原因如下：

2.1路基排水不畅引起的

路基应具有足够的强度、稳定性、耐久性，要求能承受行车荷载的反复作用和抗御自然因素的影响。但土质路基的亲水性较好，受水的影响较为明显，水分易渗入其内，使其含水量增大，压实度降低，回弹模量减少，弯沉值增大。

该道路受总体规划限制，设计标高较低，道路两侧多为渔溏，地下水位较浅，地下水和地表水丰富。加之大部分涵洞受标高限制设计为倒虹吸，导致排水不顺，雨季期间路面容易积水，导致路基泡水软化。路基在外界水分的长期浸泡和行车荷载的外力作用下，产生不均匀沉降，从而导致沥青混凝土面层产生裂缝。路面出现的大量较长、较宽纵、横向裂缝可能是由该原因产生的。

2.2 沥青混凝土路面的疲劳开裂

通过观测主车道超过20m长纵向裂缝处的横坡以及缝两侧的高差，发现无明显的错台现象，而且纵向裂缝规则地分布在主车道的中间，可以初步排除纵向裂缝由于路基不均匀沉降引起。

由于该道路所处地区气候变化较大，加之重型施工车辆出入频繁，沥青面层在车辆荷载的作用下和外界温度的影响下，将发生疲劳效应，使抗弯拉强度降低，弹性模量减少，发生疲劳开裂。如夏季骤降暴雨后，沥青表层温度在短时间内可骤降30度左右，会产生较大的温缩应力，反复作用，使裂缝从表面逐渐向下延伸，直至贯通沥青面层。

2.3 基层反射裂缝

该道路基层基本采用水泥稳定碎石半刚性基层，由于5％水稳层大都在04年9～10月份高温季节施工，基层施工完毕后未采用封层养护进行保湿，而且大都在暴晒2～3个月后才进行沥青面层施工，基层中的水分大量散失，在干湿变形和温度变形产生的内应力作用下，形成干缩开裂，产生的裂缝对应反射到沥青面层。

2.4 路基不均匀沉降产生

桥台、地下人行通道和涵洞与填方接头处，由于材料介质不同，长期在行车作用下易形成横向不均匀沉降裂缝。

2.5 施工接缝处理不当

路基施工中横向施工接缝搭接过少，压实不当，易产生裂缝。沥青混合料摊铺时接缝处理不当，造成路面渗水或面层压实未达到要求，在行车作用下形成裂缝。该道路中出现的线形规则、贯通全宽的横向裂缝大多属于由于施工接缝处理不当产生的。

3综合处治方案及浅层压浆处治机理

参建各方根据对该道路路面情况的调查，结合相关沥青裂缝处治的经验，经综合分析后提出了该路段的病害处治方案。

3.1综合处治方案

具体为当沥青路面裂缝未出现基层唧浆、路面沉陷时，采用浅层压浆+灌缝的处治方案，即先向裂缝压注水泥静浆以封闭路面基层裂缝，然后对路面裂缝进行灌浆。当沥青路面裂缝发展至网裂、沉陷、坑槽、塌边等破损现象比较严重时，采用浅层压浆+热修补的处治方案，通过向裂缝压注水泥静浆以封闭路面基层裂缝，恢复基层密实度，然后对路面层采用热再生修补技术修复。

3.2浅层压浆处治工艺机理

综合处治方案中的浅层压浆全称为道路浅层化学灌浆处治方案。即在常规的水泥浆液里添加特种化学药剂，以加强改善路面翻泥浆及基层松散脱空现象的处治。

浅层压浆采用岩土工程压浆填充原理，就是通过外力加压，使配置好的浆液在周围介体中通过渗透充填，挤压扩展形成浆脉。由于基层介质不均匀性，通过钻孔孔道加压灌入一定配比的浆液，一方面灌浆孔向外扩张形成圆柱状浆体，钻孔周围介体被挤压填实，紧靠浆体的介体遭受破坏和剪切，形成塑性变形区，离浆体较远的基层介体则发生弹性变形，颗粒被挤压紧密，提高了基层强度；另一方面，随着压浆的进行，原基层将在压力下产生裂缝，浆液将顺着裂缝进行渗透，浆液在基层的各个层面中向各个方向进行挤压延伸，形成了厚薄不一的片状、条状及团块状浆体，纵横交错的浆脉凝结硬化，改变了基层结构，形成了复合地基，强度得到了明显提高，提高了基层的承载力，增加了基层稳定性。

本工程采用的浅层化学灌浆处治方案采用了双液单系统化学灌浆施工新技术，即使用的水泥浆浆液微膨胀、固化不收缩，及专门配制的改良的新材料（RBEN-1强固剂和LSZ-1021型化学药剂相结合）对基层进行处理。这种新技术添加的化学药剂浆液比单纯的压水泥浆能更好地使路面基层松散处得以填充密实，和基层与面层脱空处联结得更密实以达到均匀传荷目的。经过对室内试件和对试验路取芯试件进行30天的浸水观测，未出现散结现象，而且强度损失较小。

4 基层浅压浆补强工艺

浅层化学灌浆处治主要施工工序为：布孔、钻孔、制浆、灌浆、封口及养护、钻孔取芯及检测。

4.1布孔

一般来说，基层松散区从裂缝或破损处的中间至边缘逐渐增加，调查发现，边缘区脱空松散范围是中间脱空松散范围的1-4倍。因此，孔的布置既要考虑浆液的扩散半径，还要结合路面基层松散范围而定，在条件许可的情况下，应尽量靠近脱空松散区。一般情况下，布孔原则为沿裂缝线布设一排，间距约100cm,最外钻孔距裂缝端头小于50cm。

4.2钻孔

钻孔采用ZJ200型金刚石钻机（或风动钻孔机），孔径ф38mm-ф51mm，孔要保持垂直又要圆。灌浆花杆在路表以下20cm不得开孔，具体孔深按以下两种情况处理：

4.2.1当路面结构层无设排水垫层处，钻孔要求穿偷透路面底基层，达路基96区范围，压注深度不少于75cm。

4.2.2当路面结构层有设排水垫层时，钻孔底距离底基底面至少应保留5cm，以免灌浆浆液渗入排水垫层，阻塞排水通道，压注深度不大于65cm。

4. 3制浆

4.3.1灌浆材料组成

压浆是借助压浆泵的压力，将拌和良好的填充材料通过孔道挤入基层中，因而要求填充材料有较好的粘聚力、和易性和流动性，在压浆过程中不离析。由于本工程采用的是双液单系统灌浆方式，经过施工单位的试验室试配，确定了以下两种浆液的配比组成：

①浆液A（水泥浆）：32.5普通硅酸盐水泥、可饮用水、早强剂、膨胀剂。

②浆液B（化学浆）：RBEN-1土壤强固剂、MX-2001稳定剂、NS-2001调凝剂、固化剂、可饮用水。

4.3.2浆液性能

调制后的浆液固结微膨胀不收缩，固结强度高，且有良好的耐久性，经检测试件强度可达10MPa以上。浆液固化剂可与水反应，因此通过控制用水量，对含水量的软基或地下水段可起脱水，堵塞作用。浆液的固化时间可随主材与次材的比例控制，用于土基层泡水软化层的渗透和浆液的流动控制，最理想时养护1天可达通车条件。

该浆液无毒、无臭，对环境无污染，对人体无害。

4. 4灌浆

4.4.1灌浆方式：采用双液单系统灌浆方式（见图4-4-1）,其方法是浆液通过双液管（一根管泵送浆液A,一根管泵送浆液B）由压浆泵泵送到基层软弱区。浆液通过配比调控,限制初凝时间和扩散半径,浆液A和浆液B混合在灌浆口周围初凝,堵塞扩散通道引起灌浆压力增加,后续未凝固浆液在压力作用下突破土层和低压区向外伸展,使土层脱水、挤密，脱空区被浆液填充。为便于排气、排水，以提高灌浆质量，在孔口装压力表，高压阀回浆，使浆液在孔段中始终保持流动状态。

图4-4-1灌浆流程图

4.4.2灌浆顺序：先灌路面综合坡度较低的孔，后灌较高孔，即用围、挤、压的灌浆方式，针对基层孔隙率和所选定的水泥化学浆液配比，确定灌浆压力在0.5～1Mpa范围内（开灌时压力适当加大以利通孔，但最大压力不超过1MPa）。

第一次灌稀浆：将化学稀浆压入底基层顶面层10cm左右，控制灌浆压力在1Mpa以下，浆液距灌注孔的扩散半径在2m以内，此时浆液在压力和渗透剂的作用下，水泥浆液向松质层及层间缝隙流动，提高整个地层的均质性，而渗透性较好的化学浆液被渗透到较小层界面间隙和水稳土体孔隙中去，降低基层、底基层的渗透性，使被渗层脱水、固结、硬化。

第二次灌浓浆：此时的浓浆主要是填充底基层与基层，基层与面层之间的脱空松散区，此时，控制灌浆压力在0.8MPa以下，采用浆液距灌注孔的扩散半径在1.5m以内，单孔灌注量平均为0.35m3,作为控制指标，只有当二者均在标准以下，才以灌浆量及灌浆时间来控制。

4.4.3灌浆质量保证：施灌过程严格按照技术要求和操作细则实施，但针对基层不均质的特性，可因地制宜地采取切实有效的措施，如：，

①当路面表层纵、横缝隙有浆液冒出时，继续灌浆5~10秒即应停止；基层有积水处，积水会在浆液压力下从缝隙冒出，此时需继续压浆，直至浆液冒出5~10秒后停止。

②对于由于缝隙及边缘冒浆，压力无法达到规定值的，则先任浆液顺板缝自由冒出，浆液凝固后，再重新钻孔压浆，一直到压力达到规定要求为止。

③当压力表指针异常跳动或发电机声音突然增大应立即停止灌浆。

④对被压浆层连通性较好，灌浆孔串通的现象，采用橡皮塞封闭串浆孔，待灌浆孔灌完后，及时对被串孔进行复灌，若其连通性差，则采取适当增大压力，并延长灌注时间等措施以利通孔。

⑤压浆时应注意高压管前不能站人，防止喷浆（水）伤人；经常检修机械，作好防潮、防水、防漏电工作，避免安全事故的发生。

⑥每次压浆施工收工时，必须用清水冲洗搅拌桶，此时液压泵照常工作，使水经管道、压浆泵从高压管中排出，将各部件残留浆液彻底排除冲洗干净。

4.5封口及养护

灌浆完毕，将孔用高强度沥青混凝土永久密封捶平，清除路面上的灰浆，用水冲洗干净，2小时内禁止车辆通过灌浆区。

据施工单位现场试验测定，掌握的开放交通所需的最短时间为养护24小时即可通车。

4.6试验取样及检测

每日随机制作灰浆试块，试模采用三联带底砂浆试模，测其抗压强度是否达到设计要求。

灌浆完毕，对灌浆路段采用贝克曼梁法检测路面的弯沉值，若板块出现单点弯沉值大于控制代表值点位处再一次钻孔补灌。

5结 语

通过对该路段沥青混凝土中面层灌浆处理，沥青混凝土上面层施工完后，路面未出现反射裂缝，路面各项指标验收评定合格。浅层双液单系统化学灌浆工艺，工效高，修复速度快，在路面灌缝及热修补完毕后即可通车。其运用于高等级路面养护及修复中，经济效益及社会效益都很显著，值得推广。