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

隨著我國城市進程的不斷加快，城市路網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，人民對道路安全及舒適出行的要求越來越高，同時為了提升城市整體風(fēng)貌，20 世紀 90 年代建設(shè)的混凝土路面急需進行提升改造。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］。補強壓密注漿施工技術(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，對市政道路“白改黑”中補強壓密注漿施工技術(shù)進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3.29 km，機動車道道路寬 18 m，雙向 6 車道。設(shè)計方案為在舊水泥混凝土路面的基礎(chǔ)上進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 補強壓密注漿施工技術(shù)應(yīng)用要點

壓密注漿是通過漿液的擴散、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)成一個整體，形成一個結(jié)構(gòu)新、強度高、穩(wěn)定性好的“結(jié)石體”，從而達到提高強度的目的［2］。在應(yīng)用壓密注漿施工技術(shù)時，需注意以下幾個方面的施工要點。

2.1 前期調(diào)查與準備

在市政道路“白改黑”壓密注漿前，需針對水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)特點，對舊水泥混凝土路面狀況進行調(diào)查評價，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，通過對水泥混凝土板塊逐一編號、逐一統(tǒng)計的辦法對路面破損進行統(tǒng)計，路面破損狀況采用斷板率、平均錯臺量兩項指標進行評定。根據(jù)調(diào)查結(jié)果將路面破損狀況分為優(yōu)良、中、次、差四個等級如表 1 所示，壞板、斷裂板、錯臺等病害處理后再進入下道工序施工。

表1 水泥混凝土路面破損狀況評定標準

其次，采用彎沉檢測方法從整體承載能力、板塊脫空情況和接縫傳荷能力三個指標狀況對水泥混凝土路面的承載能力進行評價如表 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臺量較小（≤3 mm）、路面斷板率較小（≤5 mm），路面破損狀況評價等級為優(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)計擬對全線板塊進行補強壓密注漿加固處理。此外，需對道路沿線氣候條件、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)計的交通需求、交通量軸載組成及增長率、地下管網(wǎng)分布等進行進一步調(diào)查分析。同時，根據(jù)工程進度計劃制訂施工機械需用計劃，及時組織好施工機械的進場就位，并定期檢查保養(yǎng)，使其設(shè)備完好率達到 95 % 以上。

表2 承載能力評價標準

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。該材料除了自身強度高、流動度大、可注性好之外，還具有良好的黏結(jié)性，特別是對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，攪拌時間不得＜3 min，且漿液自制備至用完的時間不得超過其凝結(jié)時間，且不得＞30 min。同時，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

對于需補強壓密注漿的板塊，施工前根據(jù)設(shè)計圖紙與現(xiàn)場實際情況相結(jié)合繪制注漿布孔圖，并與現(xiàn)場進行對比保證施工圖紙和布孔圖的準確性。注漿孔采用梅花形式布孔，孔徑Φ5 cm，在四個板角處距相鄰接縫 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、振動鉆機及液壓鉆機等進行鉆孔。一般情況下，宜采用沖擊鉆機鉆進路基層，基層以下宜采用振動鉆機或液壓鉆機鉆進。鉆孔孔位與設(shè)計孔位偏差不宜＞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，鉆機施工時，應(yīng)分序布置交錯施工，同序孔鉆孔應(yīng)符合設(shè)計要求，后序孔的鉆孔施工應(yīng)在前序孔的注漿材料同條件養(yǎng)護試塊達到 5 MPa 以上后進行［4］。鉆孔時應(yīng)詳細記錄孔位、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孔位和孔深應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況進行孔位調(diào)整或鉆孔加深，并做好記錄。最后，鉆孔中應(yīng)及時清除鉆進時產(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”補強壓密注漿施工技術(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)注漿試驗確定注漿壓力范圍。在無當?shù)毓こ探?jīng)驗的情況下，道路基層和路基注漿設(shè)計的最小注漿壓力可按下式（1）計算，最大注漿壓力應(yīng)經(jīng)注漿試驗確定，注漿工作壓力不應(yīng)破壞道路結(jié)構(gòu)層，同時不應(yīng)超過單次或累計抬升量的限值。

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

在實際施工過程中，當注漿孔深在為 25～35 cm 時，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。同時隨著注漿孔深的加深，應(yīng)實時調(diào)整注漿壓力，使其處于穩(wěn)定狀態(tài)。只有當孔深、注漿壓力與實際施工情況相匹配時，才能保證補強壓密注漿施工的順利進行［5］。

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

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)場情況，取1.05～1.20。

注漿應(yīng)由外向內(nèi)、分序進行、隔孔跳注，當?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)護試塊達到 5 MPa 以上后進行。注漿施工應(yīng)連續(xù)進行，并應(yīng)做好施工記錄，當注漿孔附近出現(xiàn)明顯異常，應(yīng)立即停注，待查明原因并采取相應(yīng)處理措施后及時補漿，間斷時間應(yīng)小于漿液的初凝時間。當滿足下列條件之一時可終止注漿［6］：①注漿工作壓力達到注漿設(shè)計壓力的上限，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到設(shè)計注漿量的 3 倍以上時；③當鄰孔、道路表面縱橫縫發(fā)生串漿或冒漿、冒積水時，繼續(xù)注漿 10～20 s；④道路表面單次抬升量超過 5 mm 或累計抬升量超過 15 mm 時。注漿結(jié)束后，待漿液達到初凝狀態(tài)方可拔管，拔管后及時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，同時應(yīng)對注漿加固區(qū)域進行封閉養(yǎng)護≥ 3 d。

2.6 施工效果評價分析

該工程壓密注漿后通過彎沉檢測，一次注漿合格率 92 %，達到預(yù)期效果。同時對彎沉達不到設(shè)計要求的板塊進行二次注漿，所有板塊合格率達到 97 %。因此，可以看出補強壓密注漿施工技術(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”中補強壓密注漿施工技術(shù)具有一定的復(fù)雜性，在做好前期調(diào)查與準備、漿液制備、布孔設(shè)置、鉆孔、注漿控制、檢測評價等全過程的質(zhì)量控制后，可以有效改善道路質(zhì)量，提高道路施工水平，能夠有效彌補傳統(tǒng)道路改造的不足，值得進一步推廣使用。