高聚物注漿技術(shù)在高速公路路面病害處治中的應(yīng)用

李聰鑫

(漳州市市政工程有限公司，漳州 363000)

高速公路瀝青路面基層在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中， 受到路基病害反射裂縫及水損壞的共同作用， 容易形成不同程度的開(kāi)裂破損、唧漿、脫空等病害，高聚物注漿是福建省內(nèi)高速公路路面基層病害處治的新方法。 本文主要介紹了高聚物注漿技術(shù)的基本原理、工藝流程、工藝指標(biāo)及病害處治效果。

1 高聚物注漿技術(shù)基本原理及技術(shù)特點(diǎn)

高聚物注漿的原理是將按照一定比例配置的液態(tài)預(yù)聚體(聚氨酯和硬化劑)進(jìn)行加熱后，通過(guò)一定的壓力經(jīng)注漿管道注射至路面基層中相遇混合后， 發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)， 體積快速膨脹并形成泡沫狀的具有較高強(qiáng)度的高聚物固體材料，將基層結(jié)構(gòu)中的脫空部分填充密實(shí)，排出積水，并擠密結(jié)構(gòu)層，起到加固地基和提高路面整體性的作用，實(shí)現(xiàn)不開(kāi)挖路面結(jié)構(gòu)層、高效、低價(jià)處治路面基層病害的目的，其主要技術(shù)特點(diǎn)如下：

(1)自重小。高聚物材料密度小，僅為水泥漿液或?yàn)r青材料的10%，自重輕，只對(duì)路面基層、土基附加少量的荷載。

(2)膨脹性好。 高聚物材料體積最多可自由膨脹20倍，可有效填充基層脫空部位，并擠壓周圍介質(zhì)提高其密實(shí)度。

(3)處治速度快。高聚物注漿作業(yè)時(shí)間短，注漿膨脹后可以快速固化，并在短時(shí)間內(nèi)(15 min 以內(nèi))可達(dá)到其最終強(qiáng)度的90%，不需要進(jìn)行養(yǎng)生即可開(kāi)放交通。

(4)抗?jié)B性能好。高聚物材料屬于水不敏感型材料，防水性能好，整個(gè)注漿過(guò)程不受雨水或潮濕條件的影響；注漿體可以擠壓排出基層中下滲滯留的積水， 固化后的材料對(duì)路面裂縫有較好的密封作用， 可有效阻止后期路面水下滲。

(5)耐久性好。 高聚物材料穩(wěn)定性強(qiáng)，不易與空氣、雨水及路面介質(zhì)等發(fā)生反應(yīng)，適合路面長(zhǎng)久運(yùn)營(yíng)。

(6)安全可靠。 高聚物材料對(duì)環(huán)境無(wú)污染，無(wú)毒無(wú)害，不會(huì)對(duì)注漿作業(yè)人員造成身體機(jī)能的傷害。

(7)對(duì)路面損傷輕微。 病害處治只需要在病害部位周邊鉆取少數(shù)注漿孔，鉆孔孔徑僅1.6 cm，基本不會(huì)損傷路面結(jié)構(gòu)層。

2 高聚物注漿施工工藝及工藝指標(biāo)

筆者結(jié)合廈蓉高速漳州段改擴(kuò)建工程建設(shè)過(guò)程中高聚物注漿處治既有高速路面基層病害的應(yīng)用情況， 對(duì)高聚物注漿施工工藝流程及技術(shù)指標(biāo)控制情況進(jìn)行介紹，供類似路面改造工程參考。

2.1 工程概況

廈蓉高速漳州段改擴(kuò)建工程老路路面基層結(jié)構(gòu)為：35(20 cm)3%水泥穩(wěn)定碎石底基層+40(36 cm)5%水泥穩(wěn)定碎石基層。老路于2003 年建成通車，至2018 年病害處治時(shí)已運(yùn)營(yíng)15 年，由于該路段車流量大，重型車多，路面存在開(kāi)裂、唧漿、脫空等病害，均可采用高聚物注漿技術(shù)進(jìn)行處治。

2.2 高聚物注漿工藝流程

高聚物注漿處治高速公路基層病害工藝流程為：交通布控→注漿前檢測(cè)診斷病害→確定注漿路段→注漿孔定位標(biāo)記及鉆孔→埋設(shè)注漿管→注射液態(tài)預(yù)聚體漿液→注漿后檢測(cè)→注漿孔封堵→路面清理→開(kāi)放交通。

為掌握路面病害信息， 注漿作業(yè)前應(yīng)檢測(cè)診斷病害：對(duì)路面情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，對(duì)病害處治部位進(jìn)行探地雷達(dá)檢測(cè)，確定路面基層、路基病害的部位、面積及嚴(yán)重程度。

圖1 路面基層病害探地雷達(dá)檢測(cè)

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況，按照《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG H20-2007)，判定病害所屬的類型，并對(duì)注漿路段和注漿范圍進(jìn)行定位，病害類型判斷標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 瀝青路面損壞類型

2.3 高聚物注漿工藝指標(biāo)

高聚物注漿主要工藝指標(biāo)如下：

(1)注漿鉆孔孔深。如圖2 所示，注漿孔應(yīng)鉆至路基頂面，保證注漿范圍能覆蓋至路床頂，具體深度根據(jù)結(jié)構(gòu)層厚度確定。 鉆孔應(yīng)與路面結(jié)構(gòu)層垂直。

圖2 高聚物注漿鉆孔示意圖

(2)鉆孔孔位布置。 鉆孔孔位應(yīng)在路面開(kāi)裂裂縫兩側(cè)采用梅花型布置，或唧漿點(diǎn)四周布置注漿孔，注漿孔直徑1.6 cm，如圖3～4 所示。

圖3 裂縫處鉆孔孔位布置圖

圖4 唧漿處鉆孔孔位布置圖

(3) 注漿導(dǎo)管及注漿指標(biāo)控制。 注漿導(dǎo)管采用直徑1.6 cm 的PVC 管，長(zhǎng)度應(yīng)保證導(dǎo)管能下到基層厚度的中間位置。 注漿壓力按0.7 MPa 控制，注漿有效范圍為沿注漿孔向外延伸1.5 m。

3 高聚物注漿效果驗(yàn)證

高聚物注漿完成后， 采用雷達(dá)波結(jié)合鉆芯取樣的方法進(jìn)行復(fù)查，以檢測(cè)路面結(jié)構(gòu)密實(shí)情況為主，分析處治效果，檢測(cè)方法和位置與注漿前保持一致。根據(jù)注漿前檢測(cè)情況，對(duì)于注漿前彎沉大于300 μm 的病害點(diǎn)，注漿后必須復(fù)測(cè)，要求注漿后彎沉平均值應(yīng)比注漿前降低30%以上，且最大彎沉不得大于400 μm，否則須補(bǔ)注漿。經(jīng)沿線注漿前后雷達(dá)波復(fù)查對(duì)比，病害部位基層密實(shí)度好，未發(fā)現(xiàn)明顯空洞，所抽取芯樣密實(shí)，高聚物對(duì)脫空部分填充飽滿，整體性好。

目前漳州廈蓉高速漳州段老路改造后已運(yùn)營(yíng)一年多，路況良好，經(jīng)處治的路面未發(fā)現(xiàn)明顯的沉陷、開(kāi)裂等病害，沒(méi)有出現(xiàn)唧漿病害點(diǎn)，表明高聚物注漿處治路面內(nèi)部病害效果良好。

4 結(jié)語(yǔ)

高聚物注漿技術(shù)利用預(yù)聚體注漿材料混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，體積可急劇膨脹并快速固化早強(qiáng)的原理，用于處治路面基層開(kāi)裂、唧漿及脫空等病害，可有效加固地基，排除基層滯留水，提高路面耐久性，通過(guò)工程實(shí)例證明，該技術(shù)具有處治成本低、效率高、長(zhǎng)久質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是高速公路路面改造工程基層病害處治的好方法。