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摘要：半刚性基层沥青路面反射裂缝的发展对路面结构影响较大，为了从根本上修复基层、面层的裂缝，本文对半刚性基层裂缝微创注浆修复工艺及性能进行评价，采用雷达、取芯和试验检测对修复效果进行评价。通过工程实施及检测，注浆平均扩散范围为0.89m，裂缝处病害的恢复率为97.3%，裂缝修复率为93.5%；注浆材料能够有效填充裂缝、层间不良和松散的间隙，证明了施工工艺的有效性。
关键词：半刚性基层；裂缝修复；微创注浆；施工工艺；性能评价
1 引言
半刚性基层由于具有良好的板体性，能有效、良好地扩散荷载能力，又具有一定的抗拉、抗疲劳以及良好的水稳定性，同时造价较低，因而在我国得到了广泛的应用。由于水泥稳定类基层材料具有干缩和温缩特性，在温度变化过程中，会在其内部产生温度应力。在干缩应力和温度应力的共同作用下，水泥砂砾基层中会产生裂缝。在温度与交通荷载综合作用下，会使裂缝逐渐贯通整个沥青面层，最终形成反射裂缝。
本研究通过现场施工对半刚性基层裂缝微创注浆修复技术施工工艺及性能评价进行研究，明确注浆材料的技术要求，施工设备以及具体的微创注浆施工工艺流程；裂缝修复结束后采用雷达、现场取芯和室内试验检测手段，对裂缝修复效果进行观测评价。以期为注浆技术的推广奠定技术和经验基础。
2 微创注浆修复材料及施工设备
2.1 微创注浆修复材料
本研究采用自行研发的反应性树脂材料为微创注浆修复材料，制浆配比：双液注浆，A组分为主剂复合多元醇、催化剂、匀泡剂和增韧剂，多元醇配比为m多元醇1/m多元醇2=80：20、催化剂用量选择3.2%、增韧剂为8%，B组分为：固化剂PAPI-2，A组分：B组分=1：1，注浆设备采用反应性树脂材料专用注浆车。反应性树脂材料技术要求见表1所示。
表1 反应性树脂材料技术要求
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2.2 施工设备
本研究在进行半刚性基层裂缝微创注浆修复施工过程中需要运用到高性能聚合物压浆机、空压机、钻孔机等主要设备，以及扫帚、卡尺等其他设备。具体的施工主要设备详见表2所示。
表2 施工主要设备
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3 非开挖式注浆修补施工工艺研究
3.1 施工工艺
本文对非开挖式注浆修补施工工艺进行了研究，并依托试验段实施，总结了注浆施工技术参数，形成了高性能聚合物注浆施工工艺。
具体施工工艺主要有：（1）雷达探缝：采用雷达对路面裂缝处检测，分析裂缝处路面内部状况。（2）布孔：沿着裂缝处进行I字型布孔，相邻孔间距为50cm。（3）钻孔：采用钻孔机钻孔，钻头直径为20mm，钻孔角度垂直，钻至上基层底部，深度约40~50cm。（4）清孔：将枪头软管深入裂缝底部进行吹扫，待基本无灰尘从空中飞出，视为清除干净，此时仍需要保持3~5s的吹气，以保证孔内干净无灰尘。（5）预埋注浆导管：清孔后，将PVC管和金属连接管相扣组成注浆导管，其中PVC管外径20mm，长20cm，并在PVC管壁垂直方向打两排花孔，花孔直径2mm。（6）注浆：注浆导管预埋好后，使用扁咀大力钳将枪头和金属连接管固定注浆，同时观测注浆孔、裂缝和路面进行注浆；注浆停止的判断依据为：①裂缝附近出现溢浆，②临孔出现窜浆，③金属连接管被弹起，当出现溢浆后，根据溢浆速度延迟注浆3~10s，保证注浆后的裂缝饱满度；当出现窜浆后，立刻对窜浆孔进行注浆，防止孔被堵塞。（7）封孔稳压：注浆结束后，将注浆导管拔出后立即采用软木塞封孔稳压，防止浆液从注浆孔上方溢出，以确保材料在路面结构内部充分反应成型，木塞封孔3~5min后拔出。（8）恢复路面：封孔结束后待木塞拔出，及时清除路表溢出的反应性树脂材料，采用冷补料将对路面钻孔进行修补，恢复路面。施工工艺图以及注浆施工图分别如图1和图2所示。
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图1 施工工艺图 图2 注浆施工图
3.2 施工质量控制
（1）现场进行钻孔过程中，必须对现场钻孔数量，以及深度进行检查，若不满足要求，需进行二次钻孔。
（2）严格报告程序，实施监理旁站制度，施工过程中监理全程跟踪监督。
（3）注浆过程中，应对现场注浆压力，以及达到规定压力后稳压时间进行实时记录，确保压浆整体质量满足技术要求。
（4）质量检验与评定实测项目，检测要求见表3所示。
表3 实测项目检测要求
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4 裂缝修复后性能观测评价
4.1 雷达检测
注浆结束后采用雷达对裂缝进行探测，分析注浆前后路面裂缝附近图像变化情况，保持雷达参数不变沿原测线对裂缝情况再次进行检测。由于树脂注浆材料与道路材料的介电常数差异相较于病害处的介电常数差异要偏大，因此在雷达图像中可以看到注浆后病害处的雷达图像振幅变化较注浆前更为明显。
注浆前后雷达图像如图3所示，图中红色箭头为裂缝所处位置，红色方框圈出了注浆前后裂缝处病害的雷达图像变化情况。对比注浆前后雷达图像可知：桩号K127+740处病害类型为“单一型”裂缝，注浆位置（红色箭头处）雷达图像信号发生明显变化，图中红色框内注浆材料存在裂缝处，注浆扩散范围为1.6m；桩号K127+696处病害类型为“面积型”裂缝且存在层间不良，注浆位置（红色箭头处）雷达图像信号发生明显变化，图中红色框内注浆材料存在于层间，注浆扩散范围为1.2m；注浆影响范围统计结果见表4所示，注浆平均扩散范围约为0.89m。
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（a）K127+740注浆前 （b）K127+740注浆后
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（c）K127+696注浆前 （d）K127+696注浆后
图3 注浆前后雷达图像
表4 注浆影响范围统计表
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4.2 取芯检测
为进一步判断注浆修补情况，采用路面钻孔取芯对裂缝修复情况进行验证，在两个注浆孔之间进行取芯或者是临近注浆孔取芯，取芯位置如图4所示：
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（a）两个注浆孔中间 （b）两个注浆孔间靠近注浆孔处
图4 取芯位置示意图
本次注浆107条缝，随机选取了47条裂缝进行取芯，总共取了62个芯样，由于取芯设备的取芯有效桶长300mm，而面层+基层设计厚度为360mm，因此取出芯样的面层和基层分离，但实际是完整的。取典型芯样做外观分析，芯样如图5所示。
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K92+920 K720+564 K720+512
（修复贯穿裂缝） （修复贯穿裂缝） （修复贯穿裂缝+基层松散）
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K720+558 K92+804 K720+264
（修复面层不密实） （修复层间不良） （修复基层松散）
图5 芯样图片
桩号K92+920、K720+564、K720+512裂缝处的病害为面层和基层的贯穿裂缝，已填充修复裂缝处病害；桩号K720+558裂缝处的病害为面层裂缝和面层不密实，已填充修复裂缝处病害；桩号K92+804裂缝处的病害为面层裂缝、面层层间不良和面层与基层层间不良，已填充修复裂缝处病害；桩号K720+264裂缝处的病害为基层松散，已填充修复裂缝处病害，因此得出微创注浆对裂缝处的病害有较好的修复效果。
将所有芯样进行统计，统计结果见表5，对于基层未取出情况，主要是因为基层松散和灰土较多，堵住了裂缝间隙，影响了注浆材料的渗透，从而无法胶结修补基层。对于取芯未修复的情况，由于基层裂缝与面层裂缝偏离较远，导致注浆孔未穿过基层。针对此情况，现场采取在两个注浆孔中间且偏向基层裂缝方向，重新打孔且二次注浆，将未修复好的基层裂缝修复完好。
从统计结果看，面层裂鞥和层间不良为裂缝处主要病害形式，总体修复率达约97.3%，注浆效果较好。
表5 芯样统计结果
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5 结论
（1）经过现场试验段实施，探索了半刚性基层微创修复技术的可行性，并提出了对微创注浆材料的技术要求、布孔原则、现场施工工序、控制条件和注意事项等，形成了微创注浆施工工艺，为该技术的进一步推广应用积累了良好的实践经验。
（2）通过探地雷达和取芯检测结果可知，注浆平均扩散范围为0.89m，裂缝处病害的总恢复率为97.3%，裂缝修复率为93.5%；注浆材料能够有效填充裂缝、层间不良和松散的间隙，证明了施工工艺的有效性。
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