高聚物注浆在半刚性基层预防性补强中的应用

李 敢，张 弘，梁木森，李嘉欣，胡国祥

(1．湖北省黄黄高速公路管理处；2．武汉工程大学)



高聚物注浆在半刚性基层预防性补强中的应用

李 敢1，张 弘1，梁木森1，李嘉欣2，胡国祥2

(1．湖北省黄黄高速公路管理处；2．武汉工程大学)

阐述了高聚物注浆的技术原理、技术特点，介绍了该技术在湖北黄(石)黄(梅)高速公路沥青路面半刚性基层预防性补强中的应用过程及处治效果。工程应用表明，高聚物注浆对半刚性基层补强效果明显，非开挖、微创、快速等优点突出，是处治路面基层轻微病害、实现基层预防性补强的较好方法。

高聚物注浆；半刚性基层；预防性补强；技术特点；补强效果

1 高聚物注浆的技术原理与特点

高聚物注浆是近年来道路养护行业出现的一种新型维修技术，其技术原理是通过向道路结构体内注射多组份高聚物材料，材料迅速发生化学反应，体积膨胀并形成泡沫状固体，填充结构中的空隙，挤密周围松散基层，增强路面结构的整体性，实现非开挖、快速、微创防治路面内部病害。

高聚物注浆的技术特点主要包括：(1)高膨胀性：注浆材料自由膨胀比可达1∶20，可填充脱空和裂隙，并压密周围介质；(2)多层修复性：一次注浆后达到多层修复效果，即基层与底基层、底基层与路基之间的脱空、开裂、松散、唧浆等病害均可被处治；(3)快捷早强：注浆过程快捷，无需养生，注浆材料混合后可在15 min内达到最终强度的90%；(4)微损：注浆孔径仅16 mm，对路面结构破坏小；(5)防水、安全、耐久：材料发泡固化时内部形成封闭状气泡，可防止水分浸入，对环境无污染，耐久性可达20年以上。

2 工程应用

2.1 工程概况

湖北省黄(石)黄(梅)高速公路为双向四车道，主线长109.65 km，设计时速110 km，于1998年12月建成通车，至今已运营近17年。原路面结构为：24 cm水泥混凝土面层+15 cm水泥稳定碎石上基层+20 cm水泥稳定砂砾或石屑下基层+20 cm砂砾垫层(潮湿路段)。2006年大中修时对全线水泥混凝土路面加铺沥青层，加铺沥青面层为4 cm SMA-13上面层+ 6 cm AC-20中面层+ 8 cm AC-25下面层。

黄黄高速公路虽建成时间较早，但经历年精细管理和维护，总体路况尚好。近年来随着交通量的持续增长，特别是大吨位载重货车的大幅增加，局部路段出现了网裂、松散、唧浆、沉陷等多种不同程度的病害。通过对路面病害进行调查、检测，发现局部路段病害处弯沉值偏大。经方案比选，拟选取合适的路面实施高聚物注浆，以对基层进行预防性补强处理。

2.2 注浆前路况检测

实施高聚物注浆前，采用落锤式弯沉仪(FWD)、探地雷达(GPR)等进行路况检测，以判定路面是否适合高聚物注浆，并指导注浆布孔。

(1)探地雷达(GPR)检测

采用GPR无损检测与钻取芯样相结合的方法，对下行K778+200～K778+400路段病害进行检测。检测结果如表1所示。

表1 K778+200～K778+400下行探地雷达检测结果

序号起始长度终止长度起始深度终止深度异常大小病害类型1K778+252．00K778+264．440．140．6712．44∗0．53破碎2K778+277．24K778+290．310．530．9813．07∗0．45松散3K778+304．8K778+311．520．180．826．72∗0．64含水、破碎4K778+339．94K778+344．810．140．624．87∗0．48破碎5K778+354．21K778+359．880．301．125．67∗1．09破碎、含水6K778+363．11K778+367．790．181．204．68∗1．02破碎

检测结果显示，在K778+250～264段、K779+304～K778+311段、K778+340～K778+370段基层存在破碎或破碎含水现象，K778+277～K778+290段基层存在松散现象。现场调查可见到此区段路表面存在纵横向修补裂缝，局部路面发生沉陷，路表泛有灰白色泥浆。

(2)落锤式弯沉仪(FWD)检测

在下行K778+200～K778+400段选择有代表性的两处进行弯沉检测。第1处选择在单条修补横向裂缝处，附近伴随其它细小裂缝，有轻微沉陷及唧浆，在靠近裂缝处选定一个弯沉检测点，距离裂缝2 m、面层目测完好处设另一弯沉对比点；第2处选择在两条纵向裂缝旁边随轻微横缝、且有轻微沉陷处，在两条纵缝附近设定四个弯沉检测点，并在附近完好路面设两个弯沉对比点。路面弯沉检测结果如表2所示。

表2 K778+200～K778+400下行弯沉检测结果

2.3 注浆效果检测

实施高聚物注浆后进行弯沉复测，注浆前后路面弯沉值对比如表3所示。

由表3可见，注浆后弯沉值普遍减小，且降幅较大，反映注浆后路面结构强度提高，承载力增强，高聚物注浆对基层的补强效果明显。此外，通过平整度检测发现，注浆后局部路面有轻微抬升，但不影响行车安全，表明注浆材料填充了路面内部的脱空，挤密和加固了基层，使基层密实度提高，承载力增强。后期跟踪观测发现，高聚物注浆施工路段没有出现新的病害，弯沉、高程、平整度等与注浆施工完毕时的检测值相比变化不大，表明高聚物注浆后路况稳定，效果良好。

表3 注浆前后路面弯沉值对比

3 结 语

(1)基层预防性补强是对路面预防性养护内涵的延伸，旨在基层病害发生初期，强度有下降征兆或开始降低时，及时进行处治，及时恢复基层的强度，使之能为面层提供稳定的支撑，从而减少由基层破坏导致的路面病害，对降低养护成本，延长路面大中修年限有重要意义。

(2)高聚物注浆技术思路巧妙，微创、非开挖、快速、安全等优点突出，在基层病害发生初期，处治基层局部、轻微病害效果显著，是基层预防性补强的较好方法。

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Application of Polymer Grouting in the Prevention Reinforce of Semi Rigid Base Course

LI Gan1, ZHANG Hong1, LIANG Mu-sen1, LI Jia-xin2, HU Guo-xiang2

(1．Hubei Huanghuang Expressway Management Office；2．Wuhan Institute of Technology)

In this paper, mechanism, characteristics of polymer grouting technology are introduced, combining with polymer grouting application and effect in asphalt pavement of semi rigid base preventive repair in Hubei Huanghuang expressway. The engineering application shows that the polymer grouting of semi-rigid base has outstanding reinforcement effect, with many prominent advantages such as non excavation, minimally invasion and rapidness. Being a good method of treating pavement minor problems, this technology is able to achieve semi-rigid base reinforcement.

polymer grouting; semi rigid base; preventive reinforce; Technical features; reinforcing effect

2015-09-07

李敢(1975-)，男，湖南汨罗人，工程师，从事高速公路施工及法律、行政管理工作。

湖北省交通运输厅科技项目(鄂交科教[2013]731号)，湖北省自然科学基金重点项目(2010CDA021)。

U416.1

C

1008-3383(2015)11-0032-02