瀝青路面半剛性基層預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)

曹春生

（1.湖北交投智能檢測股份有限公司，湖北 武漢 430000；2.湖北省公路工程咨詢監(jiān)理中心，湖北 武漢 430000）

一、引言

高速公路路面主要為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式，其中基層為公路的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，主要起到承載車輛荷載及分散壓力的作用。然而在長期車輛荷載和外界環(huán)境的影響下，基層會出現(xiàn)一系列病害問題，降低了公路的整體穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在高速公路半剛性基層預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)中，高聚物注漿施工技術(shù)可有效填充基層內(nèi)的空隙，結(jié)合高聚物自身的膨脹特性，將基層內(nèi)松散部位進(jìn)行擠壓夯實(shí)，具有一定的實(shí)用性。本文為研究高速公路中半剛性基層預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，采用了高聚物注漿技術(shù)進(jìn)行基層處理，并對高聚物注漿施工技術(shù)原理和要點(diǎn)進(jìn)行研究，在具體工程中應(yīng)用。

二、高聚物注漿工藝研究

（一）高聚物注漿工藝原理

高聚物注漿原理主要是采用專門的設(shè)備向公路內(nèi)結(jié)構(gòu)中注入各不同組分的高聚物材料，一定時(shí)間后注入的高聚物自身會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，其膨脹性變大后逐漸變?yōu)榕菽瓲畹墓腆w結(jié)構(gòu)，將公路結(jié)構(gòu)內(nèi)的大小空隙填滿，并將結(jié)構(gòu)內(nèi)松散的基層結(jié)構(gòu)擠壓夯實(shí)，提升公路結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性。高聚物注漿施工補(bǔ)強(qiáng)原理可達(dá)到快速修補(bǔ)的效果，且無需進(jìn)行開挖公路，可有效處治路面微創(chuàng)病害。

（二）高聚物注漿材料特點(diǎn)

1.膨脹性

膨脹性是高聚物注漿材料的主要特點(diǎn)之一，在施工過程中采用的高聚物注漿材料通常含兩組分，正式施工前分別存放兩組分，施工時(shí)則需要充分混合兩組分，這兩組分在充分混合后會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并迅速膨脹，其體積變大數(shù)倍后形成泡沫結(jié)構(gòu)。由于高聚物注漿材料獨(dú)有的膨脹性，能有效填充半剛性基層中的空隙，擠壓夯實(shí)各松散部位。值得注意的是，需要嚴(yán)格挑選高聚物的種類，由于不同高聚物的膨脹大小和方向不同，所以應(yīng)結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際情況選擇合適的高聚物。

2.化學(xué)特性

通常高聚物注漿材料不會與其他溶劑相溶，難以受到酸堿腐蝕，自身具有一定的抗干擾能力。同時(shí)高聚物材料通過化學(xué)反應(yīng)所形成的固體結(jié)實(shí)且具備高彈性。缺點(diǎn)是高聚物材料容易被紫外線侵蝕，不宜受長時(shí)間的外界陽光照射，否則會使得高聚物材料發(fā)生質(zhì)變，所以在儲存和使用高聚物注漿材料時(shí)，應(yīng)禁止在強(qiáng)光下操作，保證其性能充分發(fā)揮作用。

（三）高聚物注漿施工特點(diǎn)

1.密度小

高聚物注漿材料自身具有密度小的物理特性，僅為水泥混凝土材料密度的1/8左右，當(dāng)高聚物注漿材料形成穩(wěn)固結(jié)構(gòu)后不易變形，可極大提升半剛性基層強(qiáng)度，抵抗外力荷載，延長路面使用壽命。

2.施工速度快

高聚物注漿材料自身化學(xué)反應(yīng)較快，能夠保障施工速度，可短時(shí)間實(shí)現(xiàn)半剛性基層的預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)，縮短交通管制時(shí)間。

3.膨脹性好

通常高聚物注漿材料含有兩組分，在膨脹作用后自身擴(kuò)大了數(shù)十倍，體積擴(kuò)充作用對半剛性基層周圍松散部位進(jìn)行擠壓，充分填補(bǔ)半剛性基層空隙。

4.損壞小

高聚物注漿材料進(jìn)行半剛性基層預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，在原公路上設(shè)置幾個(gè)注漿孔即可，不會對原公路造成大面積的損壞。

5.防滲性能好

高聚物注漿材料具有良好的防滲性能，可較好地預(yù)防路面積水滲透進(jìn)公路內(nèi)部結(jié)構(gòu)，達(dá)到保護(hù)路面的作用。

6.受環(huán)境影響小

由于高聚物注漿材料不易受到外界的影響，其穩(wěn)定性較高，不易產(chǎn)生變質(zhì)、變形，并具有環(huán)保性。

三、工程實(shí)例

（一）工程概況

某高速公路全線長136.45km，路面為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，按照高等級公路修建。投入運(yùn)營已有數(shù)年，由于該公路所處區(qū)域?yàn)槌鞘熊壍澜煌?，在外界環(huán)境及行車荷載的長期影響下，原路面存在較多不同程度的病害問題，經(jīng)研究，決定采用高聚物注漿技術(shù)處理該高速公路半剛性基層。

（二）高聚物注漿施工工藝

1.施工準(zhǔn)備

結(jié)合實(shí)際施工需要合理控制施工負(fù)責(zé)人員、鉆孔人員、注漿人員、養(yǎng)護(hù)維修人員、檢測人員等技術(shù)人員人數(shù)，并要求各技術(shù)人員持證上崗。施工前，準(zhǔn)備各項(xiàng)注漿設(shè)備，如鉆孔機(jī)、直尺、吹風(fēng)機(jī)、落錘式彎沉儀等。施工技術(shù)人員對施工路段進(jìn)行合理引導(dǎo)，并與當(dāng)?shù)氐慕痪吐氛M(jìn)行協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，統(tǒng)一指揮。

2.注漿前路況調(diào)查

本文該項(xiàng)目采用落錘式彎沉儀FWD監(jiān)測注漿情況，在與行車道邊緣處相距0.625m處，每20m的間隔距離選定一個(gè)檢測點(diǎn)，對病害進(jìn)行檢查處理，并采用標(biāo)識標(biāo)定。

3.注漿前檢測

由于公路結(jié)構(gòu)中基層處于面層的下面，起到承擔(dān)和分散行車荷載的作用，往往無法通過目測法來直接檢測基層的病害問題，所以基層病害具有一定的潛伏性，本文采用落錘式彎沉儀FWD監(jiān)測試驗(yàn)路段基層病害，得到該公路路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度較低，需要進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)強(qiáng)。

4.注漿孔布置

本文選用滿堂布置的方式進(jìn)行半剛性預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)；當(dāng)存在裂縫時(shí)，選用沿裂縫布置的方式進(jìn)行注漿孔布置，在裂縫的兩側(cè)設(shè)置注漿孔；當(dāng)發(fā)生唧泥點(diǎn)情況時(shí)，應(yīng)按照唧泥點(diǎn)來布置注漿孔。

5.鉆孔注漿

為保證鉆桿垂直鉆孔，清理干凈鉆桿底部的淤泥，保障注漿效果。注漿過程中采用夾具固定注射帽和注射槍，控制好注漿時(shí)間，出現(xiàn)反壓后即可完成注漿，靜壓20s后將注射帽和注射槍分離。為了防止雨水侵蝕路面，保證路面完整，可采用熱瀝青膠結(jié)料灌縫注漿孔，注漿孔完全封住后，及時(shí)清理路面。

（三）質(zhì)量檢測

高聚物注漿施工可以有效的對半剛性基層進(jìn)行預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)，注漿完畢后不會抬升路面，保證路面的完整度。采用落錘式彎沉儀FWD對該高速公路注漿前后的路況進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，對比注漿前后彎沉值變化情況。結(jié)果表明，注漿完成后對應(yīng)的彎沉值與注漿前相比有大幅度的降低，表明注漿后路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有顯著提高，路面承載能力得到有效提升。

四、結(jié)語

高聚物注漿施工原理為向公路內(nèi)結(jié)構(gòu)中注入各不同組分的高聚物材料，通過高聚物自身產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，膨脹變大后逐漸變?yōu)榈呐菽瓲罟腆w結(jié)構(gòu)來將公路結(jié)構(gòu)內(nèi)的大小空隙填滿，并將結(jié)構(gòu)內(nèi)松散的基層結(jié)構(gòu)擠壓夯實(shí)，以提升公路結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性，本文研究了高聚物注漿施工工藝，通過對比分析試驗(yàn)路段注漿前后彎沉值，得到高聚物注漿施工可有效提高基層穩(wěn)定性和路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，具有一定的可行性和實(shí)用性。