浅析半刚性基层裂缝防治对策

引言

半刚性基层是沥青路面最常用的一种类型，其主要由水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定材料组成。这种基层材料具有较高的强度和刚度，能够有效传递和分散车辆荷载，减少路面的变形和破坏。沥青路面采用半刚性基层，不仅能够提高道路的整体性能，还能降低维护成本。然而，在大量工程实践中发现，半刚性基层裂缝问题较为突出，且不容忽视。裂缝的出现，将会严重影响路面的平整度和行车舒适性、安全性。为此，需要了解裂缝成因，采取切实可行的措施进行处治。

一、半刚性基层裂缝的成因

1、材料因素

常见的半刚性基层材料包括水泥稳定碎石、石灰稳定土、水泥稳定土等。这些材料的强度、刚度和耐久性直接影响基层的性能。水泥稳定材料的水化反应过程中，水泥浆体的收缩会导致基层内部产生微裂缝，这些微裂缝在荷载作用下会逐渐扩展，最终形成宏观裂缝。

2、施工因素

在半刚性基层裂缝当中，施工因素很关键。施工过程中往往会出现压实不足、混合料含水量控制不当、施工温度过低等问题，这些问题，都会导致基层开裂。比如压实不足会导致基层内部空隙率增大，材料的密实度降低，从而降低了基层的抗裂性能。混合料含水量过高或过低都会影响材料的强度和稳定性，过高的含水量会导致材料的塑性变形增大，而过低的含水量则会降低材料的密实度。施工温度过低会影响水泥的水化反应速度，导致材料的早期强度不足，从而增加裂缝的风险。

3、环境因素

环境因素对半刚性基层裂缝的影响较大，主要体现在 2 方面，即温度变化和水分变化。一方面，温度变化会导致基层材料的热胀冷缩，特别是在温差较大的地区，温度变化会引起基层内部的应力变化，从而导致裂缝的产生。另一方面，水分变化会影响基层的性能，特别是在多雨或地下水位较高的地区，水分的渗入会导致基层材料的软化，降低其强度和稳定性，从而增加裂缝的风险。

4、设计因素

设计因素方面，主要包括基层厚度不足、基层材料选择不当、基层与面层的结合不良等。首先，基层厚度不足会导致基层的承载能力不足，从而在荷载作用下产生裂缝。其次，基层材料选择不当，如选择不适合当地气候条件的材料，会导致材料的性能不匹配，从而增加裂缝的风险。又或者基层与面层的结合不良，如基层表面处理不当或界面粘结材料选择不当，会导致基层与面层之间的应力传递不均，从而引发裂缝。

二、工程概况

某公路工程通车运营多年，路面出现了不同程度的病害问题，为了修复路面病害，必须结合工程实际情况，采取切实可行的养护方案。据路面病害调查发现，在段沥青路面病害较多，主要包括：纵、横向裂缝、车辙等，按照路面破损调查结果分析，可计算出路面病害所占比例如表 1 和图 1 所示。

表 1 路面病害类型及占比情况

图 1 路面病害类型对比分析

通过表 1、图 1 可见，在本工程当中，裂缝类病害最为突出，在所有病害类型当中占比最高，可达到 73% 。

为详细了解裂缝开裂情况，选取具有代表性的 1000m 为试验段，通过探地雷达设备准确获取裂缝发展层位情况，裂缝调查结果如表 2 所示。

表 2 试验段裂缝情况

根据表 2 可见，在本试验段当中，半刚性基层上、下、底基层均存在裂缝，且存在反射裂缝，裂缝较为严重。基于此，本文提出了采用非开挖注浆技术处治半刚性基层裂缝。非开挖注浆技术是一种在不破坏路面结构的前提下，通过向路面下部的基层或路基注入浆液，以达到加固和修复裂缝的目的。该技术具有施工速度快、对交通影响小、修复效果好等优点，其核心在于注浆材料的选择和注浆工艺的优化，通过合理的注浆方案，可以有效改善基层的力学性能，延长道路使用寿命。

三、注浆施工技术要点

1、注浆材料准备

注浆材料在非开挖注浆技术中起着关键作用。常见的注浆材料包括水泥浆、化学浆液和复合浆液等。水泥浆液具有良好的固化性能和较高的强度，适用于较大裂缝的修补；化学浆液如聚氨酯、环氧树脂等，具有良好的渗透性和固化速度，适用于细小裂缝的修补；复合浆液则是将多种材料混合使用，以达到综合性能最优的效果。根据工程实际情况，本文采用有机注浆材料进行施工。作为一种高效的裂缝修补材料，有机注浆材料通常由树脂、固化剂、稀释剂和填料等成分组成，其主要特点在于良好的流动性、固化后的高强度和优异的耐久性。常见的有机注浆材料包括环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯等。在本工程当中，选取双液注浆进行制浆配比，A 组分：B 组分 ⋅=100:85 。

2、布孔

布孔时，需要根据裂缝的分布情况、裂缝宽度、深度以及地层的地质条件进行综合考虑。通常，布孔间距应控制在 0.5~1.5m 之间，孔深应达到裂缝底部以下 0.5～1.0m 。布孔时还应考虑注浆材料的扩散范围，确保相邻孔之间的注浆材料能够有效连接，形成连续的加固层。布孔完成后，应使用标记工具在地面上清晰标出每个孔的位置，以便后续施工。本文以雷达检测结果为依据，合理布设注浆孔，因为在试验段内多数属于横向单一裂缝，为此，可以顺着裂缝间隔 0.5m 设置孔位。

3、钻孔

钻孔施工应保持钻杆的垂直度，确保孔的直线度。钻孔过程中，应随时监测孔的深度和直径，确保符合设计要求。本工程采用强度较高的金刚石钻孔机，孔径控制在15~20mm，40cm 为钻孔深度，保证能够达到上基层底部位置。钻孔完成后，应使用清水或压缩空气将孔内的岩屑和杂物清除干净，确保孔内无残留物，为注浆材料的顺利注入创造条件。

4、清孔

通常情况下，清孔可采用高压水冲洗和压缩空气吹扫两种方法。高压水冲洗时，应使用压力不低于 20MPa 的高压水枪，从孔底向上逐段冲洗，确保孔内无残留物。压缩空气吹扫时，应使用压力不低于 0.8MPa 的压缩空气，从孔底向上逐段吹扫，确保孔内干燥。清孔完成后，应再次检查孔的清洁度，确保孔内无任何杂物。

5、预埋注浆导管

在选择注浆导管时，应根据注浆材料的性质和孔深要求合理选择。常见的注浆导管包括 PVC 管、钢管和软管。本工程采用 PVC 管和金属保护管构成的注浆导管，要求向钻孔内插入 PVC 管，深度控制在 10cm 左右，避免注浆时有浆液从裂缝处冒出。随后将金属保护管埋入，并套好防砸管，通过铁锤夯实保护管，保证能够和路面密切相连，达到良好的密封作用。预埋导管完成后，应进行导管的通气和通水试验，确保导管畅通无阻。

6、注浆

注浆是为了将注浆材料注入裂缝中，达到修补和加固的目的。注浆时，应使用注浆泵将注浆材料均匀、连续地注入裂缝中，注浆压力应控制在 0.5~2.0MPa 之间，确保注浆材料能够充分填充裂缝。注浆过程中，应随时监测注浆压力和注浆量，确保注浆材料的均匀分布。

7、稳压封孔

在注浆完成后需对孔口进行封堵，确保注浆材料在裂缝中充分固化。使用封孔材料将孔口密封，确保孔口无泄漏。

8、养生及恢复交通

完成上述施工作业后，便可进行养生。在养生期间应保持注浆路段湿润，防止注浆材料过早干燥。养生时间应根据注浆材料的性质和地层的地质条件进行，通常为24~48h。养生完成后，应进行注浆路段的施工效果进行检测，确保注浆材料已充分固化。检测合格后，方可恢复交通。

四、结束语

综上所述，在沥青路面病害当中，半刚性基层裂缝问题十分普遍，科学有效的裂缝处治方法，不仅可以改善路面的使用性能，降低养护维修成本，还可以延长道路的使用寿命，保障交通安全。

参考文献：

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