瀝青路面高聚物注漿維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究

左肯

（吉安市公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)中心安福分中心，江西安福343200）

0 引言

在公路路面工程開展階段，瀝青路面高聚物注漿維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，能夠提高養(yǎng)護(hù)工程的整體質(zhì)量。高聚物注漿維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)作為一種新型技術(shù)，在應(yīng)用階段，需要了解其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)施工材料的性能進(jìn)行檢測(cè)，如此才能夠?qū)⒃摷夹g(shù)的作用、價(jià)值發(fā)揮出來(lái)。所以，掌握瀝青路面高聚物注漿維修技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程、了解技術(shù)要點(diǎn)，對(duì)養(yǎng)護(hù)工程的開展有著積極的促進(jìn)作用。

1 高聚物注漿技術(shù)

隨著我國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速度發(fā)展，很多新型的化學(xué)材料和技術(shù)，被不斷地應(yīng)用到項(xiàng)目工程實(shí)踐中。比如：高分子注漿材料被大面積應(yīng)用到注漿施工中，對(duì)提高公路運(yùn)行的質(zhì)量和效果起到了極為重要的促進(jìn)作用。注漿施工材料主要包含兩種類型：粒料材料與化學(xué)材料。粒料材料主要包括水泥類、黏土類、水泥黏土類，比如水泥顆?；蚴翌w粒經(jīng)過(guò)加水充分混合后形成懸濁液的形式。由于顆粒融入懸濁液內(nèi)，所以混合與運(yùn)輸過(guò)程中容易產(chǎn)生離析、沉淀的情況；化學(xué)注漿施工材料的主要組成部分為硅酸鹽基材，其不會(huì)出現(xiàn)離析或沉淀的情況，可以達(dá)到運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)要求。

高聚物注漿施工材料內(nèi)包含了異氰酸酯、聚醚多元醇等在內(nèi)的多種高分子聚合物，在制作環(huán)節(jié)，需要對(duì)原材料的類型、成分配比等方面進(jìn)行分析，了解不同材料的組合形成、成分形式，并在其制作完成并檢驗(yàn)合格后，應(yīng)用到實(shí)際工程中。一般會(huì)將其應(yīng)用于公路、橋梁、隧道、水利等工程中，在防水堵漏、地基處理、病害處理等方面都能夠發(fā)揮出很好的作用。

將芳香族氧化物融入高聚物材料后會(huì)出現(xiàn)膨脹，但經(jīng)過(guò)干燥處理后，性能會(huì)恢復(fù)到正常狀態(tài)。通常來(lái)說(shuō)，在一般的酸、堿、鹽溶液內(nèi)都會(huì)達(dá)到較高的穩(wěn)定性，但在強(qiáng)堿、強(qiáng)酸等高聚物中則會(huì)發(fā)生降解反應(yīng)。同時(shí)，由于高聚物內(nèi)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的真菌與霉菌侵蝕性反應(yīng)，因而不容易發(fā)生腐爛、發(fā)霉等問(wèn)題，化學(xué)位置比較中性，不會(huì)因?yàn)槔鲜蟆⒗ハx等的啃食而發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞。如果高聚物直接裸露在外部，會(huì)由于紫外線的照射而發(fā)黃，將其注入地下空間后會(huì)影響總體的應(yīng)用效果。

2 高聚物注漿技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 脫空填充

水會(huì)沿著路面的接縫、裂縫直接進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)，在車輛荷載的持續(xù)作用下，會(huì)形成較大的水壓，造成基層結(jié)構(gòu)松散，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)脫空，進(jìn)而導(dǎo)致沉降問(wèn)題的發(fā)生，誘發(fā)坑洞與裂縫的形成，使得路面穩(wěn)定性降低，內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)水損壞，產(chǎn)生更加嚴(yán)重的危害。高聚物注漿施工材料的膨脹性較高，且密水性好，將其注入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)之后，會(huì)快速地填充脫空的結(jié)構(gòu)。同時(shí)，高聚物注漿施工材料經(jīng)過(guò)膨脹處理后，會(huì)形成高彈性模量固體強(qiáng)度地基結(jié)構(gòu)，不會(huì)發(fā)生裂縫擴(kuò)散的問(wèn)題。

2.2 耐久防水

高聚物材料在水的作用下不會(huì)發(fā)生溶解，所以防水性能良好，綜合利用價(jià)值較高。通過(guò)應(yīng)用高壓的施工方式，將高聚物直接填充到路面結(jié)構(gòu)內(nèi)，然后經(jīng)過(guò)快速滲透處理使其發(fā)生微膨脹反應(yīng)，在很大程度上改變了路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

同時(shí)，高聚物注滿路面結(jié)構(gòu)的內(nèi)部縫隙后，阻止了水的“侵入”，即使在車輛的持續(xù)作用下也無(wú)法直接形成動(dòng)水壓力，有效防止了唧泥或不均勻沉降問(wèn)題的發(fā)生。

2.3 其他優(yōu)勢(shì)

高聚物注漿材料的密度相對(duì)較高，一般密度為0.15～0.8g/cm3，經(jīng)過(guò)注漿維修施工之后，并不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的附加應(yīng)力，所以應(yīng)用該材料可以加快施工速度，且不需要養(yǎng)護(hù)即可投入使用。而且，高聚物注漿材料的早期強(qiáng)度較高，可達(dá)到設(shè)計(jì)要求的90%以上，基本上在施工結(jié)束后的15min 左右就能夠達(dá)到硬化標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，該材料的抗拉性能良好，能夠在使用后的短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常通車。此外，由于樹脂材料的穩(wěn)定性良好，因而不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生過(guò)大的影響，綜合利用率較高。

3 路面常見的病害類型及原因分析

3.1 裂縫類

高速公路的瀝青路面出現(xiàn)裂縫，是比較普遍的早期病害問(wèn)題，其形式也比較多樣化，比如龜裂、網(wǎng)裂、橫向裂縫、縱向裂縫等。瀝青路面在發(fā)生病害問(wèn)題時(shí)，往往會(huì)同時(shí)出現(xiàn)龜裂和網(wǎng)裂的情況，但是二者還有很大不同。最開始發(fā)生的裂縫，是沿著輪胎痕跡帶出現(xiàn)的，然后逐步蔓延到周邊的結(jié)構(gòu)上，相互交織后形成了網(wǎng)裂。橫向裂縫一般都是在路面兩側(cè)出現(xiàn)的，這是由于路面中間受到的壓力比較大，因而裂縫會(huì)出現(xiàn)在兩側(cè)，兩側(cè)的裂縫會(huì)逐步地延伸到中間部位，進(jìn)而出現(xiàn)橫向裂縫，通常為貫穿裂縫。在填路基和加寬路面的結(jié)構(gòu)上，一般會(huì)出現(xiàn)縱向裂縫[1]。

3.2 變形類

凹陷、車轍等病害問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致瀝青路面變形。凹陷，是高速公路瀝青路面發(fā)生率較高的一種病害問(wèn)題，其會(huì)沿著輪胎移動(dòng)的方向出現(xiàn)地面凹陷，這是由于輪胎軌跡受到壓力的持續(xù)作用，發(fā)生了變形、下陷；車轍，主要是由于車輛持續(xù)作用下壓力過(guò)大而產(chǎn)生的，同時(shí)瀝青材料在高溫下會(huì)發(fā)生軟化，致使穩(wěn)定性明顯降低，也是誘發(fā)車轍病害的原因。瀝青路面的車轍會(huì)因?yàn)檐囕喩疃鹊牟煌嬖诓町悺?/p>

3.3 路面的車轍病害

公路路面在長(zhǎng)期運(yùn)行中，受外部荷載、自然環(huán)境侵蝕等影響，病害問(wèn)題日益嚴(yán)重，路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也會(huì)明顯下降。路面在車輛荷載的持續(xù)作用下，會(huì)逐步出現(xiàn)輪胎軌跡相同的車轍病害問(wèn)題，甚至還會(huì)出現(xiàn)凹槽。瀝青路面是發(fā)生車轍病害問(wèn)題最嚴(yán)重的路面，而水泥路面卻不易發(fā)生車轍病害問(wèn)題，這與瀝青材料的性能有著直接的關(guān)系。

如果環(huán)境溫度較高，瀝青材料的穩(wěn)定性就會(huì)下降，使結(jié)構(gòu)發(fā)生軟化，在車輛行駛的影響下，路面就會(huì)發(fā)生凹陷，最終發(fā)展成為車轍病害。車轍出現(xiàn)之后，會(huì)導(dǎo)致車輛行駛的安全性、舒適性無(wú)法滿足要求，特別是在高速公路上，車輛行駛速度非常快，一旦路面出現(xiàn)車轍病害問(wèn)題，就極易發(fā)生交通事故，威脅人們的生命健康與財(cái)產(chǎn)安全。因此，需要加強(qiáng)防護(hù)管理，消除車轍病害問(wèn)題帶來(lái)的不利影響，全面提升運(yùn)行質(zhì)量[2]。

4 高聚物注漿技術(shù)的應(yīng)用

4.1 工程概況

某高速公路項(xiàng)目為當(dāng)?shù)刂匾慕煌ɑA(chǔ)設(shè)施，其中，只有收費(fèi)站的廣場(chǎng)采用的是水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，其他部分全部為瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，該公路運(yùn)行效果良好，完全能夠滿足交通運(yùn)行的需要。但是，該高速公路項(xiàng)目投入運(yùn)營(yíng)已達(dá)10年，隨著交通量的逐年增加，尤其是近年來(lái)車流量明顯增多，伴隨著強(qiáng)降雨、高溫以及公路結(jié)構(gòu)半剛性基層的缺陷問(wèn)題，該公路項(xiàng)目運(yùn)行情況逐步惡化，局部路段發(fā)生了底部脫空的問(wèn)題，面層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂，對(duì)車輛運(yùn)行質(zhì)量和效果帶來(lái)不利的影響。為了能夠延長(zhǎng)路面的使用壽命，管理人員選擇應(yīng)用高聚物注漿施工技術(shù)進(jìn)行病害問(wèn)題的修復(fù)，以期提升運(yùn)行效果，滿足高速公路的運(yùn)行需要[3]。

4.2 施工工藝

4.2.1 確定注漿位置

養(yǎng)護(hù)工作開始之前，應(yīng)組織專業(yè)的檢測(cè)技術(shù)人員進(jìn)行項(xiàng)目檢測(cè)，使用探地雷達(dá)或者落錘彎沉儀進(jìn)行路段病害問(wèn)題的檢測(cè)，分段、分層進(jìn)行路面實(shí)際運(yùn)行情況的評(píng)估、分析，確定病害問(wèn)題的類型及嚴(yán)重性，然后再具體分析注漿施工區(qū)域和路段結(jié)構(gòu)。根據(jù)注漿施工開始前的檢測(cè)結(jié)果、病害類型及程度，最終選擇采用高聚物注漿施工方案進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理。如果路面為水泥混凝土結(jié)構(gòu)，即采用板底注漿施工技術(shù)；如果路面為半剛性基層結(jié)構(gòu)，則采用基底注漿施工技術(shù)；如果路面存在柔性基層、基層松散等情況，則需要采用加載注漿施工技術(shù)；如果路面結(jié)構(gòu)存在深路基病害問(wèn)題，則需要采用深部注漿施工技術(shù)。

在正式注漿作業(yè)開始前，應(yīng)進(jìn)行路段的交通管制，保證人員安全性，使得注漿施工可以順利進(jìn)行。施工人員應(yīng)穿著有反光條紋的工作服，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況為出發(fā)，在規(guī)定路段進(jìn)行注漿施工作業(yè)，先以高聚物注漿技術(shù)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行注漿孔的設(shè)置，然后在選定路段內(nèi)用油漆進(jìn)行標(biāo)記，注漿孔施工過(guò)程中應(yīng)做好全面控制，保證質(zhì)量合格。

4.2.2 鉆孔

將鉆機(jī)移動(dòng)到規(guī)定位置，鉆頭直接鉆入路面，并且使用鐵盆覆蓋處理，以免粉塵飛濺。鉆孔施工時(shí)要保持勻速，鉆孔誤差應(yīng)控制在5cm 以內(nèi)，不小于設(shè)計(jì)深度。鉆入達(dá)到規(guī)定深度后，應(yīng)再上下反復(fù)鉆幾次，確保孔道通暢。鉆孔結(jié)束后，進(jìn)行道路雜物的清理，避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。

4.2.3 注漿

在高聚物注漿施工技術(shù)的過(guò)程中，要保證注漿施工的深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，截取相同長(zhǎng)度的PVC 管道。如果要采用深度注漿的施工方式，應(yīng)該使用鐵質(zhì)或者銅質(zhì)的注漿管。把注漿管放入孔內(nèi)，注漿孔上部需要安裝注射帽，使用專業(yè)的工具清理處理其邊緣部位，保證注射槍可以發(fā)揮出應(yīng)有的作用。設(shè)備調(diào)試符合要求后，利用輸料管把A、B 兩種高聚物注漿材料傳輸?shù)阶⑸淇谖恢?，使用?jīng)過(guò)加熱處理后的注射槍，把兩種高聚物從注漿管傳輸?shù)讲『ξ恢蒙希蛊淇焖侔l(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從液體直接轉(zhuǎn)化為固體形態(tài)，體積逐步膨脹直至充滿整個(gè)脫空空間，同時(shí)將內(nèi)部的積泥排出，達(dá)到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能的要求[4]。

4.2.4 封孔

封孔的目的是避免雨水或污染物進(jìn)入內(nèi)部結(jié)構(gòu)，防止路面損壞，提高結(jié)構(gòu)的整體性能。封口材料通常選擇專業(yè)的道路密封膠材料，將其加熱到210℃，然后沿著注漿孔直接灌入內(nèi)部，讓其微微高出路面，經(jīng)過(guò)冷卻處理后再使用剪刀修理，以達(dá)到美觀性的要求。

4.2.5 注漿效果檢驗(yàn)

在整個(gè)路段的注漿施工結(jié)束之后，由第三方機(jī)構(gòu)委派技術(shù)人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行強(qiáng)度、性能檢測(cè)，主要通過(guò)路面自動(dòng)彎沉與取芯檢測(cè)的方式進(jìn)行。通過(guò)取芯并檢測(cè)芯樣的質(zhì)量后發(fā)現(xiàn)，漿液能夠全面深入空隙內(nèi)部，這說(shuō)明注漿效果良好。經(jīng)過(guò)路面彎沉值檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，整個(gè)路段的彎沉值比注漿施工前明顯下降，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能的提升也比較明顯。進(jìn)行檢測(cè)后可以確定，應(yīng)用高聚物注漿施工技術(shù)進(jìn)行高速公路的病害處理效果良好，這一技術(shù)具備較高的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益[5]。

5 注漿施工的注意事項(xiàng)

其一，嚴(yán)格執(zhí)行我國(guó)交通管理的法律、法規(guī)，在規(guī)定部位擺放交通警示標(biāo)志。

其二，在行車道施工過(guò)程中，應(yīng)保持超車道通暢，以滿足日常通行的要求。

其三，各級(jí)人員進(jìn)入工作崗位開展工作，不得脫崗、串崗，現(xiàn)場(chǎng)有專人揮動(dòng)旗子指揮交通，保證交通參與者能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免交通事故。

其四，注漿打孔作業(yè)人員應(yīng)掌握電鉆操作技術(shù)，了解操作施工方法，施工中不得存在污染等問(wèn)題，注漿施工后應(yīng)立即清掃路面表層。如果注漿環(huán)節(jié)壓力較高，容易出現(xiàn)物料從保護(hù)位置流出的情況；如果壓力較小，則難以填充到保護(hù)位置上，所以應(yīng)選擇合適的設(shè)備進(jìn)行灌漿施工，將材料直接注入孔內(nèi)，為了保證注漿壓力符合施工要求，應(yīng)該堵塞漿液入口及周邊的所有孔。如果注漿施工中發(fā)生事故，應(yīng)及時(shí)停止注漿，并分析、了解事故原因，做好操作管理工作，檢測(cè)設(shè)備性能。

其五，在注漿環(huán)節(jié)中，電工應(yīng)隨時(shí)檢查電路的運(yùn)行情況，如果存在問(wèn)題，應(yīng)立即切斷電源。

其六，落實(shí)施工工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理和控制，確保所有設(shè)備和材料的質(zhì)量、性能合格，不存在任何安全隱患。同時(shí)，還應(yīng)選擇合格的注漿施工材料，應(yīng)做好漿液的采購(gòu)工作，制作材料時(shí)做好管理、控制工作，避免出現(xiàn)任何質(zhì)量問(wèn)題。施工現(xiàn)場(chǎng)，所有作業(yè)人員應(yīng)統(tǒng)一著裝，并確保技術(shù)人員、安全人員到崗。各級(jí)人員都應(yīng)時(shí)刻保持高度警惕。

其七，交警、路政人員應(yīng)做好現(xiàn)場(chǎng)的指揮工作，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)管理，確保整個(gè)施工環(huán)節(jié)中交通運(yùn)行的安全性，避免人員及工程事故。

其八，注漿施工作業(yè)應(yīng)選擇在天氣晴好、溫暖適宜的環(huán)境中進(jìn)行，環(huán)境溫度應(yīng)在10℃以上，禁止在低溫、降雨、降雪的天氣下施工，否則容易造成注漿施工質(zhì)量不合格，甚至引發(fā)交通事故。

6 結(jié)語(yǔ)

在過(guò)去幾十年中，我國(guó)一直非常重視高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，特別是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行后高速公路的養(yǎng)護(hù)、管理工作。選擇高聚物注漿施工技術(shù)對(duì)裂縫、空洞問(wèn)題進(jìn)行治理，能有效抑制和管理病害問(wèn)題，切實(shí)提升路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保證養(yǎng)護(hù)施工效果合格，為提升交通運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性奠定了基礎(chǔ)。