非水反应高聚物注浆技术在道路养护中的应用

2021-08-03魏胜宏

建材与装饰 2021年22期

魏胜宏

（云南交投集团云岭建设有限公司，云南昆明 650000）

1 非水反应高聚物注浆技术概述

1.1 非水反应高聚物材料分析

注浆技术出现较早，早在1802年法国就开始应用注浆技术，采用的是主要是悬浊液注浆。之后，各类环保型化学注浆材料涌现出来。化学注浆材料主要包括水玻璃类、丙烯酰胺类、木质素类、聚氨酯类、环氧树脂类等。而聚氨类高聚物注浆材料主要包括水反应类与非水反应类两种类型，而水反应类又包括亲水型与疏水型，非水反映类包括双组份发泡体与双组份弹性体（如图1所示）。其中，非水反应高聚物注浆技术逐步成为国际前沿方向。非水反应高聚物材料是由多元醇与异氰酸酯这两种成分反应生成的聚氨酯材料，于19世纪80年代应用于建筑地基加固等领域中。非水反应高聚物注浆材料工程具有环保、耐腐蚀、抗渗等特性以及力学特性。

图1 聚氨类高聚物注浆材料

当前，应用在道路养护中的非水反应高聚物材料主要包括膨胀型与渗透型这两种类型。当膨胀型材料在两种组分混合时会快速产生化学反应并释放出非常大但是可以控制的膨胀力，这一膨胀力可以达到500~10000kPa。当膨胀力达到500kPa时，可以用于抬升路面，当膨胀力达到10000kPa时可用于深层注浆。应用膨胀型材料可以快速进行填充脱空，增强路面强度，并排出各层之间的积水。而渗透型高聚物材料属于非发泡型，在两种组分混合之后，反应相对较慢，可以将其当作粘度低的化学浆液，并将其渗透到基层、底基层以及路基的空隙当中，之后再胶结土颗粒与基层材料，从而增强路基与半刚性基层的整体强度，继而达到提升路面承载力的效果。

1.2 非水反应高聚物注浆技术的特点

在调查研究后发现，非水反应高聚物注浆技术具有多重特点。

（1）强度高。膨胀型非水反应高聚物材料可以迅速反应膨胀，在15min之内可以达到最高强度的90%，同时成型之后，材料也具有较高的柔韧性以及抗压强度。

（2）膨胀性可以控制。非水反应高聚物材料的膨胀倍率可以在1~20倍之间进行调节，不仅可以填充脱空以及裂缝，压实周围的介质，也不会出现由膨胀率过高造成路面隆起的现象。

（3）粘度低。渗透型非水反应高聚物的粘度非常低，与水的粘度差不多，在5~10mPa·s之间，可以渗透到非常小的裂隙当中，达到良好的填充效果。

（4）胶结性能良好。渗透型非水反应高聚物的胶结性能非常好，和水稳碎石固结之后其强度能得到大幅提升，与土固结之后强度能够提升80%左右。

（5）防水性能好。在经过固化之后，非水反应高聚物材料会呈现出良好的防水性能，可避免水进一步渗透，可有效密封路面裂缝与接缝。

（6）耐久性好。非水反应高聚物材料具有较强的稳定性与抗酸碱腐蚀能力，耐久性非常好。

（7）环保性能好。即使长期将非水反应高聚物材料浸泡在水中，材料也不会出现降解或腐烂等情况。同时，经过对比分析，非水反应高聚物材料不会污染水质，这就说明非水反应高聚物材料的环保性较强。

（8）效率高。非水反应高聚物注浆技术操作十分方便快捷，有效提高施工效率，减少对交通的影响。

（9）微损。在应用非水反应高聚物注浆技术时，只需要钻一些1.6cm的注浆孔，不会对道路结构造成损坏。

总而言之，相比传统的道路养护技术，非水反应高聚物注浆技术具有成本低、施工方便、根治病害以及保护环境等优势，需要将其应用在道路养护当中。

2 非水反应高聚物注浆技术在路面隐蔽病害处治中的应用

2.1 病害处理流程

在处治路面隐蔽病害之前，道路养护人员应当先利用探地雷达以及落锤式弯沉仪无损检测技术进行路面病害的探测。道路养护人员可以先利用探地雷达普查路面的隐蔽病害，明确病害的大致位置，之后再利用落锤式弯沉仪明确病害的位置，并分析结构层的承载力，从而制定科学合理的病害处治方案，最后在复测之后需要对没有达到要求的地方进行补注，从而优化修复效果。

在检测过程中，道路养护人员应沿着车道行进方向布置探地雷达测线，并根据实际情况加密测线，从而准确定位病害区域。之后，利用落锤式弯沉仪验证病害区域，并通过弯沉盆指数判断层间结合情况以及承载能力。其次，需要对病害路段进行非水反应高聚物注浆处理，在注浆结束后进行复测，若注浆不足需再次进行补浆。

2.2 非水反应高聚物注浆技术的应用

若半刚性基层开裂，且受到水的侵蚀，路面就可能会出现严重的翻浆与唧泥等病害。在这种情况下，可以利用膨胀型非水反应高聚物材料进行裂缝注浆。这主要是利用膨胀型非水反应高聚物材料快速反应膨胀的特性进行空洞与裂缝的填充，且可以排出其中的积水，达到加固填充与防渗的效果。若存在单独的唧泥点需要进行补注。

（1）道路养护人员应布置注浆孔。需根据路面裂缝引起的唧泥、翻浆等病害布置注浆孔，即沿着裂缝的两边进行布置，但需要将注浆孔与裂缝之间保持25cm的距离，而注浆孔纵向间距需达到100cm，同时需要交叉布置裂缝右侧与左侧的注浆孔（如图2所示）。对于单独的唧泥点来说，养护人员需在唧泥点四周布置注浆孔，纵向与横向的距离都是30cm。

图2 注浆孔布置

（2）道路养护人员需根据非水反应高聚物注浆技术的相关要求，将注浆管深入到注浆孔当中。病害的深度不同，所以需要选择不同长度的注浆管，之后再注入非水反应高聚物材料，材料会迅速反应膨胀，从而达到填充与排水的效果。同时，材料可与半刚性基层材料胶结起来，达到良好的加固与防渗的效果。

3 非水反应高聚物注浆技术在路面承载性能恢复中的应用

若道路基层松散破碎，就会造成路面出现严重的网裂情况，继而降低路面的承载力。为此，道路养护人员可以在应用综合无损检测的基础上应用非水反应高聚物注浆技术恢复路面的承载性能。一般情况下，渗透型非水反应高聚物材料具有良好的渗透性能与胶结性能，有利于促进路面承载性能的恢复，因此可以利用渗透型高聚物材料使松散破碎的基层材料与路基重新胶结起来，恢复路基的强度，继而恢复路面的承载性能。

（1）布置注浆孔。道路养护人员需在车道横截面上，从车道右边缘向路中心布置注浆孔，要按照60cm、125cm、190cm的顺序进行布置，且需要每隔1m设置一个注浆孔（如图3所示）。