高聚物注浆技术在高速公路路面病害处治中的应用

2020-09-02李聪鑫

福建交通科技 2020年4期

李聪鑫

(漳州市市政工程有限公司，漳州 363000)

高速公路沥青路面基层在运营过程中，受到路基病害反射裂缝及水损坏的共同作用，容易形成不同程度的开裂破损、唧浆、脱空等病害，高聚物注浆是福建省内高速公路路面基层病害处治的新方法。本文主要介绍了高聚物注浆技术的基本原理、工艺流程、工艺指标及病害处治效果。

1 高聚物注浆技术基本原理及技术特点

高聚物注浆的原理是将按照一定比例配置的液态预聚体(聚氨酯和硬化剂)进行加热后，通过一定的压力经注浆管道注射至路面基层中相遇混合后，发生剧烈的化学反应，体积快速膨胀并形成泡沫状的具有较高强度的高聚物固体材料，将基层结构中的脱空部分填充密实，排出积水，并挤密结构层，起到加固地基和提高路面整体性的作用，实现不开挖路面结构层、高效、低价处治路面基层病害的目的，其主要技术特点如下：

(1)自重小。高聚物材料密度小，仅为水泥浆液或沥青材料的10%，自重轻，只对路面基层、土基附加少量的荷载。

(2)膨胀性好。高聚物材料体积最多可自由膨胀20倍，可有效填充基层脱空部位，并挤压周围介质提高其密实度。

(3)处治速度快。高聚物注浆作业时间短，注浆膨胀后可以快速固化，并在短时间内(15 min 以内)可达到其最终强度的90%，不需要进行养生即可开放交通。

(4)抗渗性能好。高聚物材料属于水不敏感型材料，防水性能好，整个注浆过程不受雨水或潮湿条件的影响；注浆体可以挤压排出基层中下渗滞留的积水，固化后的材料对路面裂缝有较好的密封作用，可有效阻止后期路面水下渗。

(5)耐久性好。高聚物材料稳定性强，不易与空气、雨水及路面介质等发生反应，适合路面长久运营。

(6)安全可靠。高聚物材料对环境无污染，无毒无害，不会对注浆作业人员造成身体机能的伤害。

(7)对路面损伤轻微。病害处治只需要在病害部位周边钻取少数注浆孔，钻孔孔径仅1.6 cm，基本不会损伤路面结构层。

2 高聚物注浆施工工艺及工艺指标

笔者结合厦蓉高速漳州段改扩建工程建设过程中高聚物注浆处治既有高速路面基层病害的应用情况，对高聚物注浆施工工艺流程及技术指标控制情况进行介绍，供类似路面改造工程参考。

2.1 工程概况

厦蓉高速漳州段改扩建工程老路路面基层结构为：35(20 cm)3%水泥稳定碎石底基层+40(36 cm)5%水泥稳定碎石基层。老路于2003 年建成通车，至2018 年病害处治时已运营15 年，由于该路段车流量大，重型车多，路面存在开裂、唧浆、脱空等病害，均可采用高聚物注浆技术进行处治。

2.2 高聚物注浆工艺流程

高聚物注浆处治高速公路基层病害工艺流程为：交通布控→注浆前检测诊断病害→确定注浆路段→注浆孔定位标记及钻孔→埋设注浆管→注射液态预聚体浆液→注浆后检测→注浆孔封堵→路面清理→开放交通。

为掌握路面病害信息，注浆作业前应检测诊断病害：对路面情况进行现场调查，对病害处治部位进行探地雷达检测，确定路面基层、路基病害的部位、面积及严重程度。

图1 路面基层病害探地雷达检测

结合现场调查情况，按照《公路技术状况评定标准》(JTG H20-2007)，判定病害所属的类型，并对注浆路段和注浆范围进行定位，病害类型判断标准见表1。

表1 沥青路面损坏类型

2.3 高聚物注浆工艺指标

高聚物注浆主要工艺指标如下：

(1)注浆钻孔孔深。如图2 所示，注浆孔应钻至路基顶面，保证注浆范围能覆盖至路床顶，具体深度根据结构层厚度确定。钻孔应与路面结构层垂直。

图2 高聚物注浆钻孔示意图

(2)钻孔孔位布置。钻孔孔位应在路面开裂裂缝两侧采用梅花型布置，或唧浆点四周布置注浆孔，注浆孔直径1.6 cm，如图3～4 所示。

图3 裂缝处钻孔孔位布置图

图4 唧浆处钻孔孔位布置图

(3) 注浆导管及注浆指标控制。注浆导管采用直径1.6 cm 的PVC 管，长度应保证导管能下到基层厚度的中间位置。注浆压力按0.7 MPa 控制，注浆有效范围为沿注浆孔向外延伸1.5 m。

3 高聚物注浆效果验证

高聚物注浆完成后，采用雷达波结合钻芯取样的方法进行复查，以检测路面结构密实情况为主，分析处治效果，检测方法和位置与注浆前保持一致。根据注浆前检测情况，对于注浆前弯沉大于300 μm 的病害点，注浆后必须复测，要求注浆后弯沉平均值应比注浆前降低30%以上，且最大弯沉不得大于400 μm，否则须补注浆。经沿线注浆前后雷达波复查对比，病害部位基层密实度好，未发现明显空洞，所抽取芯样密实，高聚物对脱空部分填充饱满，整体性好。

目前漳州厦蓉高速漳州段老路改造后已运营一年多，路况良好，经处治的路面未发现明显的沉陷、开裂等病害，没有出现唧浆病害点，表明高聚物注浆处治路面内部病害效果良好。