高聚物注漿技術(shù)在高速公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用

任強(qiáng)

摘 要：當(dāng)前的很多高速公路的路面都是以瀝青作為材料，這是一種柔性的路面結(jié)構(gòu)形式，通常在行車的過程中，能夠有效地對(duì)沖擊進(jìn)行緩解。瀝青路面存在諸多優(yōu)勢(shì)，施工以及養(yǎng)護(hù)整體較為方便，且開放交通的速度更快，因而在公路建設(shè)的過程中應(yīng)用相對(duì)較為廣泛。高聚物注漿技術(shù)是一種常見的瀝青路面的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，能夠減緩因?yàn)橥獠凯h(huán)境所造成的對(duì)于瀝青路面的損害，提升路面的整體結(jié)構(gòu)承載力。本文主要分析高聚物注漿技術(shù)在高速公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用，總結(jié)高聚物注漿施工工藝。

關(guān)鍵詞：高聚物注漿技術(shù);高速公路;養(yǎng)護(hù)工程;應(yīng)用

高聚物注漿技術(shù)是指在進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)的過程中，應(yīng)用高聚物材料進(jìn)行注漿處理，高聚物的密度相對(duì)較小，且無明顯的收縮反應(yīng)，在維修之后，附加應(yīng)力比較低，在高度膨脹的狀態(tài)下，材料的體積迅速膨脹，其自由膨脹度比例較大，能夠填充脫空以及裂縫，同時(shí)還可以將周圍的介質(zhì)進(jìn)一步壓實(shí)。因?yàn)楦呔畚锊牧夏軌蚋咚俟袒以诙虝r(shí)間內(nèi)能夠提升整體的強(qiáng)度，材料彈性較好，抗拉強(qiáng)度比較高。高聚物材料的耐久性更好，其防水性能優(yōu)良，未能維持材料穩(wěn)定狀態(tài)。因?yàn)樽{的孔徑相對(duì)比較小，對(duì)于結(jié)構(gòu)物明顯損失，施工相對(duì)更快，無需進(jìn)一步養(yǎng)護(hù)，對(duì)于正常交通出行的影響比較小，材料應(yīng)用時(shí)不會(huì)造成對(duì)于環(huán)境嚴(yán)重的污染。

1 高聚物注漿技術(shù)概述

高速公路養(yǎng)護(hù)工程中應(yīng)用高聚物注漿技術(shù)，能夠脫空填充水分，使其沿著薄弱部位向路面結(jié)構(gòu)中流入，受到車輪的荷載影響，整體的動(dòng)水壓力較大，荷載以及水共同作用使得路面的下方存在一定的脫空情況，這些脫空會(huì)導(dǎo)致各種沉降、坑洞以及裂縫的產(chǎn)生，影響路面的穩(wěn)定性，使得路面結(jié)構(gòu)被進(jìn)一步破壞，而通過具有高膨脹以及防水作用的高聚物材料，能夠?qū)⒌叵碌姆e水排空，阻止脫空延伸避免產(chǎn)生新的裂縫。高聚物注漿技術(shù)能夠進(jìn)一步來對(duì)路面進(jìn)行脫空以及密封，穩(wěn)定性較好，可以防止水的侵入，對(duì)于大部分的道路而言，通過密封接縫以及裂縫來避免水的滲入，借助于注漿后材料的膨脹作用來進(jìn)行固化填充，形成穩(wěn)定持久的防水層[1]。

2 高聚物注漿施工工藝

在注漿之前首先應(yīng)該明確注漿的位置，做好此路段的交通管制，確保工作人員的人身安全，以便后續(xù)能夠持續(xù)開展各項(xiàng)工作，在施工人員進(jìn)入場(chǎng)內(nèi)后對(duì)此路段進(jìn)行注漿施工，根據(jù)高聚物的注漿施工技術(shù)要求確定注漿孔的位置，通過自動(dòng)漆進(jìn)行路段標(biāo)注，以便于后續(xù)進(jìn)行鉆孔。在進(jìn)行鉆孔的過程中，應(yīng)該仔細(xì)檢查鉆孔的位置，將鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)的孔位，將鉆機(jī)開啟后均勻進(jìn)行鉆孔操作，待到預(yù)定位置后反復(fù)進(jìn)行鉆探，使得孔徑能夠上下貫通，以便于開展后續(xù)的各項(xiàng)注漿操作，在完成鉆孔后，做好路面的污物清理，防止產(chǎn)生灰塵以及污物造成環(huán)境污染，應(yīng)該嚴(yán)格控制鉆孔的實(shí)際位置，使其誤差范圍在5 cm以內(nèi)鉆孔的深度應(yīng)該與設(shè)計(jì)深度相適應(yīng)。在注漿之前應(yīng)該根據(jù)注漿的深度選擇設(shè)備進(jìn)行注漿管道的截取，將注漿管插入至設(shè)計(jì)的孔徑深度，如果需要持續(xù)注漿至路基或其內(nèi)部，則需要用鐵質(zhì)或銅質(zhì)進(jìn)行后續(xù)的注漿操作，做好注漿帽凹槽清理，將注漿帽緊密安裝在管道的上端口，防止發(fā)生松動(dòng)的情況，為了確保注漿的壓力，在完成設(shè)備的調(diào)試后，將不同的材料分別向注射槍口輸送，做好注漿輸送管道速度的調(diào)節(jié)，不同高聚物材料在輸送到目標(biāo)位置后會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能夠?qū)γ摽諈^(qū)進(jìn)行填充，發(fā)揮路面病害高效處理的目的[2]。如果在注漿之后未能及時(shí)地進(jìn)行注漿孔的處理，則很可能會(huì)發(fā)生污染物的擴(kuò)散，導(dǎo)致路面受到侵蝕，造成路面的完整性受到破壞，通常應(yīng)用密封膠進(jìn)行道路的處理，將其加熱到一定的溫度后，在注漿孔的內(nèi)部灌入，如果灌注的平面相對(duì)較低發(fā)生密封膠高的情況，則需要將其完全整平。在完成注漿工作后用濕抹布進(jìn)行清理，借助于清掃工具進(jìn)行施工區(qū)域的清潔，使用吹風(fēng)機(jī)完全清理干凈后，可開放交通。在進(jìn)行施工的過程中，如果存在路面基層強(qiáng)度不高的情況，則可以借助于高聚物注漿技術(shù)進(jìn)行處理，首先明確注漿路段的位置，確定位置后進(jìn)行注漿孔的鉆探，放置注漿管道后進(jìn)行封孔，做好現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的清掃，隨即開放交通。在進(jìn)行注漿孔的布置時(shí)，應(yīng)該考慮實(shí)際路面的實(shí)際情況，合理布置孔位。

3 實(shí)際施工工藝流程分析

以一高速路段為例進(jìn)行施工工藝流程的分析，此路段全長為95 km，行車的車速為100 km/h，注漿路段為四車道的形式，此路段運(yùn)營時(shí)間為8年。在進(jìn)行施工的過程中，首先應(yīng)該明確施工的具體路段，確定裂縫處信息后，根據(jù)公路路面的實(shí)際情況，制定科學(xué)合理的施工方案。參照裂縫的具體布置形式，計(jì)算注漿孔以及裂縫之間的實(shí)際距離，做好注漿孔的位置標(biāo)注，其距離參數(shù)為30 cm。注漿孔以及裂縫之間的距離為30 cm，將車道寬度向兩端延長，確定橫縫的寬度，其長度為注漿孔的外圍延長1.5 m，確定總面積。圖1為橫縫注漿孔布置示意圖。

在進(jìn)行鉆孔時(shí)首先應(yīng)該做好精確度的檢查，在正式進(jìn)行鉆孔時(shí)，明確具體的孔徑定位，在施工的過程中，通過電錘鉆桿確定孔位，隨后將鉆機(jī)打開，在鉆進(jìn)的過程中維持適當(dāng)?shù)乃俣?，在完成鉆孔后，還可以多次反復(fù)鉆孔處理，維持注漿孔徑的上下聯(lián)通，合理設(shè)置孔徑參數(shù)，使其深度能夠達(dá)到路基的頂面，在施工的過程中，應(yīng)該維持路面的清潔防止造成路面的嚴(yán)重污染[3]。在進(jìn)行鉆孔的過程中，在沖擊鉆上安裝一定直徑的短鉆頭，利用經(jīng)過處理的鐵盆進(jìn)行鉆孔處理，防止灰塵的擴(kuò)散。完成注漿施工后，對(duì)比前后彎沉降值的變化情況，根據(jù)FWD進(jìn)行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如圖2所示。

由圖可知，在完成注漿施工之后，水泥混凝土路面的彎沉值有不同幅度的落差，實(shí)際的彎沉變化與注漿前的彎沉情況有密切的關(guān)系。以51測(cè)點(diǎn)為例，其注漿前的彎沉值為936 μm，在完成注漿之后進(jìn)一步降低到198 μm，其彎沉值降低幅度相對(duì)于28測(cè)點(diǎn)更高，對(duì)單點(diǎn)的彎沉值進(jìn)行分析，可知在注漿施工前，無論路基的密實(shí)度大小，高聚物注漿均能夠?qū)崿F(xiàn)加固的效果，尤其是在板下存在嚴(yán)重的脫空的情況下，通常脫空越嚴(yán)重，則注漿的效果越明顯，而在完成注漿后，其道路的彎沉值的離散型越小[4]。通過分析圖2可知，部分測(cè)點(diǎn)存在在完成施工操作后的彎沉值升高的情況，對(duì)于測(cè)點(diǎn)45而言，其注漿前的彎沉值為380 μm，在完成注漿之后持續(xù)升高，導(dǎo)致彎沉值升高的原因包括多方面，如果在施工的過程中，未能嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)操作，出現(xiàn)一系列的疏忽，使得注漿量相對(duì)較小，則高聚物在完成反應(yīng)之后，整體密度值較低，因而所產(chǎn)生的膨脹力無法有效支持周圍土體的平衡。而如果此處的脫空情況比較嚴(yán)重，使得鉆孔的位置未能達(dá)到脫空區(qū)域，也會(huì)使得注漿無法順利流入關(guān)鍵位置。為了更好地了解此地區(qū)的高聚物注漿施工的實(shí)際效果，對(duì)自投入使用后路面正常注漿后的彎沉數(shù)值整理分析，對(duì)比分析可知，一般車道的注漿前道路的彎沉值平均為542.5 μm，在完成注漿操作之后，其沉降值明顯降低158.7 μm，降低的幅度高達(dá)62%，由此可見，此次工程在進(jìn)行注漿填充的過程中，應(yīng)用聚氨酯高聚物注漿技術(shù)具有顯著的加固效果，提升了整體施工的質(zhì)量。

4 路用性能評(píng)價(jià)

為了更全面地評(píng)價(jià)路面的性能，從路面的破損情況以及彎沉情況兩個(gè)維度進(jìn)行判斷，在通車三個(gè)月后，高聚物的性能材料基本已經(jīng)穩(wěn)定，養(yǎng)護(hù)檢修人員對(duì)此路段進(jìn)行驗(yàn)收評(píng)估，判斷路面的破損情況，通過高聚物注漿技術(shù)以及其他修復(fù)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，確保路面破損情況的等級(jí)，因?yàn)樾熊嚨赖能囕v載荷作用較高，且行車道路的路面情況相較于車道路面更差，路面的平均PCI較為優(yōu)良，而通過高聚物的注漿技術(shù)能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)于路面病害的處理。在進(jìn)行路面的彎沉情況檢測(cè)時(shí)，利用落錘式彎沉儀進(jìn)行路面的彎沉變化情況分析[5]。因?yàn)楦呔畚镒{技術(shù)使得路面承載能力提升，注漿彎沉平均值前后變化明顯，注漿后的彎沉平均值下降幅度高于26%，而全部的測(cè)點(diǎn)彎沉平均值降幅高達(dá)28.5%。

5 結(jié)語

通過高聚物注漿技術(shù)能夠提升道路的整體質(zhì)量，改善施工工藝，同時(shí)更加便捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)于病害的修復(fù)，降低基層路面的維護(hù)成本。本文主要分析了高速公路的高聚物注漿技術(shù)在高速公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用，旨在提供公路路面養(yǎng)護(hù)以及病害檢測(cè)修復(fù)的新方法，對(duì)于我國高速公路路面使用壽命的提升具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

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