宋小峰，王大明

（1.南通市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，江蘇 南通 226618；2.南京林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，江蘇 南京 210037）

0 引言

隨著我國(guó)城市進(jìn)程的不斷加快，城市路網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人民對(duì)道路安全及舒適出行的要求越來越高，同時(shí)為了提升城市整體風(fēng)貌，20 世紀(jì) 90 年代建設(shè)的混凝土路面急需進(jìn)行提升改造。其中“白改黑”是混凝土路面提升改造的常用方法，是混凝土道路提升改造的首選。所謂市政道路“白改黑”是指在接近或超過一定使用年限的灰白色混凝土路面上鋪設(shè)瀝青混合料，將原有路面改造成成性能良好的黑色瀝青混合料路面［1］。補(bǔ)強(qiáng)壓密注漿施工技術(shù)是市政道路“白改黑”重要的施工流程，直接影響“白改黑”的施工質(zhì)量。因此，對(duì)市政道路“白改黑”中補(bǔ)強(qiáng)壓密注漿施工技術(shù)進(jìn)行探析具有重要意義。

1 工程概況

南通市 A 道路“白改黑”提升改造工程，改造全長(zhǎng)3.29 km，機(jī)動(dòng)車道道路寬 18 m，雙向 6 車道。設(shè)計(jì)方案為在舊水泥混凝土路面的基礎(chǔ)上進(jìn)行瀝青混合料面層加鋪，加鋪結(jié)構(gòu)：0.8 cm 碎石纖維封層+6 cm 高黏高彈瀝青混凝土（AC-20C，K≥96 %）+乳化瀝青粘層油0.5 L/m2+4 cm 瀝青瑪蹄脂碎石（SMA-13，SBS 改性瀝青K≥97 %）。

2 補(bǔ)強(qiáng)壓密注漿施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

壓密注漿是通過漿液的擴(kuò)散、膠凝、劈裂過程使得原來松散的結(jié)構(gòu)層或?qū)娱g空隙凝結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的“結(jié)石體”，從而達(dá)到提高強(qiáng)度的目的［2］。在應(yīng)用壓密注漿施工技術(shù)時(shí)，需注意以下幾個(gè)方面的施工要點(diǎn)。

2.1 前期調(diào)查與準(zhǔn)備

在市政道路“白改黑”壓密注漿前，需針對(duì)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)舊水泥混凝土路面狀況進(jìn)行調(diào)查評(píng)價(jià)，調(diào)查內(nèi)容包括路面承載能力、路面破損狀況等內(nèi)容。首先，通過對(duì)水泥混凝土板塊逐一編號(hào)、逐一統(tǒng)計(jì)的辦法對(duì)路面破損進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，路面破損狀況采用斷板率、平均錯(cuò)臺(tái)量?jī)身?xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)定。根據(jù)調(diào)查結(jié)果將路面破損狀況分為優(yōu)良、中、次、差四個(gè)等級(jí)如表 1 所示，壞板、斷裂板、錯(cuò)臺(tái)等病害處理后再進(jìn)入下道工序施工。

表1 水泥混凝土路面破損狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

其次，采用彎沉檢測(cè)方法從整體承載能力、板塊脫空情況和接縫傳荷能力三個(gè)指標(biāo)狀況對(duì)水泥混凝土路面的承載能力進(jìn)行評(píng)價(jià)如表 2 所示。舊水泥混凝土路面接縫（或裂縫）兩側(cè)的板邊彎沉應(yīng)同時(shí)滿足接縫（或裂縫）兩側(cè)的板邊彎沉差≤6（0.01 mm）、板邊平均彎沉≤14（0.01 mm）、接縫傳荷系數(shù)＞40（%），方可進(jìn)行瀝青層加鋪［3］。

調(diào)查結(jié)果表明：原水泥混凝土道路板塊平均錯(cuò)臺(tái)量較?。ā? mm）、路面斷板率較?。ā? mm），路面破損狀況評(píng)價(jià)等級(jí)為優(yōu)良。彎沉平均值在 20（0.01 mm）左右、全線四成板塊橫向接縫兩側(cè)彎沉差≥6（0.01 mm），接縫傳荷能力差，板塊整體承載能力一般，需通過換板、壓漿等措施提高路面承載能力。設(shè)計(jì)擬對(duì)全線板塊進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)壓密注漿加固處理。此外，需對(duì)道路沿線氣候條件、地下水位以及路基和路面排水狀況、已承受的交通荷載及預(yù)計(jì)的交通需求、交通量軸載組成及增長(zhǎng)率、地下管網(wǎng)分布等進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)查分析。同時(shí)，根據(jù)工程進(jìn)度計(jì)劃制訂施工機(jī)械需用計(jì)劃，及時(shí)組織好施工機(jī)械的進(jìn)場(chǎng)就位，并定期檢查保養(yǎng)，使其設(shè)備完好率達(dá)到 95 % 以上。

表2 承載能力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.2 漿液制備

根據(jù)圖紙要求本次注漿加固施工主要采用普通型注漿材料，由 425 號(hào)水泥，內(nèi)摻膨脹劑 12 % 替代等量水泥，外摻水玻璃 3.5 %，水灰比 0.5。該材料除了自身強(qiáng)度高、流動(dòng)度大、可注性好之外，還具有良好的黏結(jié)性，特別是對(duì)于各類堿性材料其黏結(jié)性能更為突出。經(jīng)與淤泥土、黏土、二灰土、水泥穩(wěn)定碎石、三渣混合后，試驗(yàn)均取得較為理想的物理性能，是基層加固較為理想的材料。在漿液制備過程中應(yīng)攪拌均勻，攪拌時(shí)間不得＜3 min，且漿液自制備至用完的時(shí)間不得超過其凝結(jié)時(shí)間，且不得＞30 min。同時(shí)，漿液在制備、注漿等環(huán)節(jié)應(yīng)保持在 5 ℃～40 ℃，低于 5 ℃ 應(yīng)采取保溫措施方可施工，高于 40 ℃ 得施工。

2.3 注漿布孔設(shè)置

對(duì)于需補(bǔ)強(qiáng)壓密注漿的板塊，施工前根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況相結(jié)合繪制注漿布孔圖，并與現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比保證施工圖紙和布孔圖的準(zhǔn)確性。注漿孔采用梅花形式布孔，孔徑Φ5 cm，在四個(gè)板角處距相鄰接縫 50 cm 位置布設(shè)注漿孔，板塊中央布設(shè)排氣孔，也可根據(jù)病害的分布實(shí)際情況相應(yīng)調(diào)整，注漿孔布置如圖 1所示。

圖1 注漿孔布置圖（單位：mm）

2.4 注漿鉆孔

注漿鉆孔可采用沖擊鉆機(jī)、振動(dòng)鉆機(jī)及液壓鉆機(jī)等進(jìn)行鉆孔。一般情況下，宜采用沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)路基層，基層以下宜采用振動(dòng)鉆機(jī)或液壓鉆機(jī)鉆進(jìn)。鉆孔孔位與設(shè)計(jì)孔位偏差不宜＞20 cm，鉆孔應(yīng)保持垂直，允許偏斜率 1.5 %，鉆孔深度應(yīng)根據(jù)道路病害種類的深度、道路結(jié)構(gòu)層實(shí)際厚度和荷載作用的主要應(yīng)力工作區(qū)深度綜合確定，宜超過道路基層實(shí)際厚度 10 cm，或深入路基病害深度范圍內(nèi)，一般孔的深度在 25～60 cm。此外，鉆機(jī)施工時(shí)，應(yīng)分序布置交錯(cuò)施工，同序孔鉆孔應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，后序孔的鉆孔施工應(yīng)在前序孔的注漿材料同條件養(yǎng)護(hù)試塊達(dá)到 5 MPa 以上后進(jìn)行［4］。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部位等特殊情況時(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。最后，鉆孔中應(yīng)及時(shí)清除鉆進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的粉塵，施工完畢后統(tǒng)一處理。

2.5 注漿控制

市政道路“白改黑”補(bǔ)強(qiáng)壓密注漿施工技術(shù)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是注漿壓力及注漿量的控制。注漿壓力應(yīng)根據(jù)加固部位道路路面、基層和路基的現(xiàn)狀及破損程度，經(jīng)注漿試驗(yàn)確定注漿壓力范圍。在無當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)的情況下，道路基層和路基注漿設(shè)計(jì)的最小注漿壓力可按下式（1）計(jì)算，最大注漿壓力應(yīng)經(jīng)注漿試驗(yàn)確定，注漿工作壓力不應(yīng)破壞道路結(jié)構(gòu)層，同時(shí)不應(yīng)超過單次或累計(jì)抬升量的限值。

式中：pmin為最小注漿壓力，MPa；h為路面到注漿點(diǎn)的深度，m；λ為注漿點(diǎn)以上土體（路基、基層等）的平均重度，kN/m3；σ為路基的抗拉強(qiáng)度，MPa。

在實(shí)際施工過程中，當(dāng)注漿孔深在為 25～35 cm 時(shí)，應(yīng)將注漿壓力控制在 0.4～0.6 MPa 范圍內(nèi)，保證漿料穩(wěn)定、高效地注入。同時(shí)隨著注漿孔深的加深，應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào)整注漿壓力，使其處于穩(wěn)定狀態(tài)。只有當(dāng)孔深、注漿壓力與實(shí)際施工情況相匹配時(shí)，才能保證補(bǔ)強(qiáng)壓密注漿施工的順利進(jìn)行［5］。

注漿量應(yīng)根據(jù)道路檢測(cè)病害的類型、范圍和嚴(yán)重程度，并結(jié)合道路各層的孔隙率和注漿工作壓力等因素，由試驗(yàn)確定。在無當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)情況下，設(shè)計(jì)的注漿量可按下式（2）計(jì)算：

式中：Q為注漿量，m3；V為土體體積，m3；Cc為土的壓縮指數(shù)；p0為壓縮臨塑荷載，MPa；Δp為超過壓縮臨塑荷載的注漿壓力，MPa；e1為注漿后的孔隙比；f為加壓系數(shù)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，取1.05～1.20。

注漿應(yīng)由外向內(nèi)、分序進(jìn)行、隔孔跳注，當(dāng)?shù)缆访鎸雍突鶎哟嬖诹芽p、松散、破損等情況，宜采用先上部基層低壓后下部路基較高壓注漿，下部注漿應(yīng)在上部注漿材料同條件養(yǎng)護(hù)試塊達(dá)到 5 MPa 以上后進(jìn)行。注漿施工應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，并應(yīng)做好施工記錄，當(dāng)注漿孔附近出現(xiàn)明顯異常，應(yīng)立即停注，待查明原因并采取相應(yīng)處理措施后及時(shí)補(bǔ)漿，間斷時(shí)間應(yīng)小于漿液的初凝時(shí)間。當(dāng)滿足下列條件之一時(shí)可終止注漿［6］：①注漿工作壓力達(dá)到注漿設(shè)計(jì)壓力的上限，停止注漿靜壓 3～5 min；若壓力下降則繼續(xù)注漿，直至鄰孔冒漿為止；②在工作壓力下單孔注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量的 3 倍以上時(shí)；③當(dāng)鄰孔、道路表面縱橫縫發(fā)生串漿或冒漿、冒積水時(shí)，繼續(xù)注漿 10～20 s；④道路表面單次抬升量超過 5 mm 或累計(jì)抬升量超過 15 mm 時(shí)。注漿結(jié)束后，待漿液達(dá)到初凝狀態(tài)方可拔管，拔管后及時(shí)采用封孔塞或快硬類水泥砂漿封堵抹平，并確保孔內(nèi)填充密實(shí)，同時(shí)應(yīng)對(duì)注漿加固區(qū)域進(jìn)行封閉養(yǎng)護(hù)≥ 3 d。

2.6 施工效果評(píng)價(jià)分析

該工程壓密注漿后通過彎沉檢測(cè)，一次注漿合格率 92 %，達(dá)到預(yù)期效果。同時(shí)對(duì)彎沉達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的板塊進(jìn)行二次注漿，所有板塊合格率達(dá)到 97 %。因此，可以看出補(bǔ)強(qiáng)壓密注漿施工技術(shù)適用于城市市政道路“白改黑”工程，能夠快速提高路面的改造質(zhì)量。

3 結(jié)語

綜上所述，市政道路“白改黑”中補(bǔ)強(qiáng)壓密注漿施工技術(shù)具有一定的復(fù)雜性，在做好前期調(diào)查與準(zhǔn)備、漿液制備、布孔設(shè)置、鉆孔、注漿控制、檢測(cè)評(píng)價(jià)等全過程的質(zhì)量控制后，可以有效改善道路質(zhì)量，提高道路施工水平，能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)道路改造的不足，值得進(jìn)一步推廣使用。