浅析高分子聚合物注浆技术在改扩建工程中的应用

池垂文

（福建路桥建设有限公司， 福建 福州 350000）

目前很多早期建设高速公路面临扩建的需要，而改扩建工程在大流量交通现状要求下“边通车，边施工”，这样就需要一种能够快速开放交通的病害处治方法。传统的病害处治方法施工周期长，需要长期布控施工，容易造成交通拥挤，对高速公路运营影响大，造成不良的社会影响。高分子聚合物注浆技术施工简单快速，无需时间养护，施工完成后能够马上撤控恢复交通。

1 病害产生的原因

厦蓉高速漳州段，为国家高速公路主干线的重要组成部分，由于本路段交通量大，重载车辆多，病害严重，传统处治方法对交通干扰大，且难以根治病害。厦蓉高速公路主要病害类型为纵、横向裂缝，唧浆，沉陷等病害。福建为南方多雨地区，特别厦蓉高速漳州段所处的地段类似于热带雨林，年降雨量大，水是其主要影响因素之一，水会渗透到路面结构内部,在热膨胀与车辆荷载动水压力一起连续作用下，降低了沥青胶结料与集料粘附性,造成沥青上面层坑槽，松散等病害,同时厦蓉高速公路采用半刚性基层沥青路面,路面的横向裂缝比较普遍，水会透过裂缝渗透到基层,降低基层强度和唧浆，导致结构层损坏，缩短维修周期。

2 高分子聚合物注浆技术特点

与传统老路病害修补方法相比，高分子聚合物注浆技术具有如下明显优势：

（1）防水：通过注入高聚物膨胀充满空隙排出积水密封裂缝，能够防止水渗透，延长路面使用寿命。防水性能优良，特别是治愈多雨地区路面唧泥典型病害具有显著疗效。

（2）早强：高聚物能够在短时间内迅速膨胀与固化，半个小时就可以起到效果，恢复通车，对于存在大交通量厦蓉高速至关重要。

（3）耐久：无损检测技术与高聚物注浆技术紧密结合，能够找出病害“对症下药”，一次注浆，多结构层修复；材料耐久好。

（4）经济：高聚物注浆技术实现了病害维修范围和高聚物注浆工艺双优化，显著提高了病害维修的针对性和合理性，与铣刨换填维修相比可显著节约维修经费。

（5）环保：高聚物注浆技术只是对原结构层进行加固补强，避免了常规病害维修造成的环境污染和资源浪费。高聚物不污染水和空气。

（6）可靠:运用落锤式弯沉仪（FWD）或探地雷达（GPR）新型无损检测技术，达到了维修范围和维修工艺双精细，保证了精细化施工，施工质量得到保证。

3 高分子聚合物注浆技术处理老路病害

首先，通过对老路病害落锤式弯沉仪（FWD）或探地雷达（GPR）检测结果，系统分析既有老路路段整体性能和病害状况，在此基础上准确划分病害类型、处治段落、处治深度以及针对性提出对应的病害处治措施，进行合理的布孔设计后，在路面上钻直径为 1.6cm的注浆孔，采用专用的注浆设备将双组分浆液按一定的比例在一定压力（7.0MPa）注入路面结构层中，材料快速反应，迅速膨胀，（膨胀比可高达 20:1）由液体变为固体，充实空隙，挤出积水，加固病区，从而达到根治病害效果。

注浆工艺流程和工艺如下：

交通布控——＞注浆路段定位——＞标记注浆孔位置——＞注浆前评价分析——＞钻孔——＞下注浆管——＞安装注浆头——＞注浆——＞注浆后评价分析——＞清扫路面——＞开放交通

（1）交通布控

严格按交管部门申批的交通布控方案进行布控，布控区按照标准设置相应的标志牌，反光锥及水马。施工作业期间，施工人员必须身穿反光背心，不得将工具及杂物堆放在布控区外。现场必须配备一名或多名安全员巡查和指挥交通。如遇到交通事故造成堵车，需服从相关部门指挥，停止施工，快速清理现场，撤除布控设施。

（2）注浆路段定位

按照业主确定的维修范围，与业主及现场监理共同确认具体施工维修段落。

（3）标记注浆孔位置

针对连续薄弱路段，比如连续龟裂或者网裂部位，和整个车道承载力比较低的路段，在路段整车道均匀布置注浆孔，注浆孔按纵横向间距1.2～1.5m均匀布置。

针对裂缝处，沿裂缝两边布置注浆孔，注浆孔距离裂缝 0.25m，注浆孔平行裂缝间距1.0m，Z字形布置。

针对唧浆处，以唧浆处为中心纵横向距离都离唧浆点0.3m。

（4）注浆前检测

利用落锤式弯沉仪（FWD）或探地雷达（GPR）对需维修路段进行检测，对路面进行分层分段评价，判断病害情况，确定注浆路段和注浆区域。

（5）钻孔

使用跟路面结构层厚度一样的钻头，为保持路面清洁，使用扫帚、吹风机及时对钻孔周围进行清理。

（6）下注浆管

使用切割工具按相应的长度(约为结构层厚度一半)截取注浆管，使注浆管能下到基层中间。加载注浆时，注浆管不能使用PVC管，要求使用铜管或铁管。

（7）安装注射帽

运用专用工具将注射帽凹型边缘清理干净，使用铁锤把已清理注射帽敲入注射管内，让注浆帽与注浆管紧密结合。

（8）注射高聚物材料

为防止高聚物污染路面，运用特制铁盆透过注射帽放在注浆孔处，以便注浆头露出盆底，适宜夹具把注射枪与注射帽夹牢。根据检测数据，并结合路面具体情况及项目经验，按照设计或现场确定的注浆量对注浆处实施注浆，注浆时压力按7MPa设置，通过输料管道分别把A及B两类高聚物材料输送到注射枪口，两种材料在注射枪口处通过注浆注浆管输送到路面病害处，注浆后，不能马上分离注浆帽与注浆枪，需过了15秒之后。严格控制注浆压力和注浆量，避免过分抬高老路面。

（9）注浆后检测

使用专用工具把注浆帽去除，切除露出路面的注浆管，经过 15～20min后。利用FWD或GPR进行注浆后复测，复测以GPR检测路面结构密实为主，分析注浆维修效果，如满足要求，则完成注浆；如不满足要求，则需进行补注，直到达到要求为止。检测方法和位置与注浆前保持一致。注浆结束后，需对弯沉大于300微米的病害进行复测。对于弯沉平均值没有减少30%的或最大弯沉大于400微米的，需进行补注浆。

（12）封孔

为了防止水的侵蚀，注浆孔用道路密封胶略低于路面密封，高于部分清除。

（13）清扫环境

对注浆孔及周围污染进行处理，使用乳化沥青对老路污染处进行处理。

（14）开放交通

清扫老路后，施工作业区内人员与机械有序的撤离。

4 效益分析

（1）经济效益

在工程实际中，传统维修要想根治病害，就是要全部挖除病害路面，处理后再进行摊铺，由于每个结构层均存在预留台阶，存在大量超挖，超挖可高达 20%以上，高分子聚合物注浆技术，一次注浆可达到多结构层修复效果，可以充分利用老路结构层同时，而且高聚物注浆技术只针对性的处治局部病害范围，能够节约30%以上的造价，避免了巨大的浪费，从而达到精细维修范围与精细维修效果双要求。

（2）社会效益

高分子聚合物能够快速处治病害，不要养护，降低了扩建施工对运营的影响，减少大量固体废弃物，节约资源，是一种绿色环保的新技术。

5 小结

高分子聚合物注浆技术是路面病害处理的新技术，能够保证对于面表以下半刚性基层、路基等各结构层出现的脱空、沉陷、唧泥、松散、强度不足、承载能力低等病害，得到针对性地有效处治，保证加铺沥青路面质量及使用寿命，与传统老路维修方法在缩短工期，节省造价，保护环境等方面具有明显优势。因此，在我国高速公路建设高速高速发展的今天，高分子聚合物注浆技术具有十分广阔的推广应用前景，开创了病害治理的新途径。

[1]高分子聚合物注浆技术注浆处治高速公路病害施工工法（工法编号GJYJGF058-2010）

[2]公路沥青路面养护技术规范JTJ 073.2-2001