高聚物注漿在半剛性基層預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)中的應(yīng)用

李 敢，張 弘，梁木森，李嘉欣，胡國祥

(1．湖北省黃黃高速公路管理處；2．武漢工程大學(xué))

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高聚物注漿在半剛性基層預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)中的應(yīng)用

李 敢1，張 弘1，梁木森1，李嘉欣2，胡國祥2

(1．湖北省黃黃高速公路管理處；2．武漢工程大學(xué))

闡述了高聚物注漿的技術(shù)原理、技術(shù)特點，介紹了該技術(shù)在湖北黃(石)黃(梅)高速公路瀝青路面半剛性基層預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)中的應(yīng)用過程及處治效果。工程應(yīng)用表明，高聚物注漿對半剛性基層補(bǔ)強(qiáng)效果明顯，非開挖、微創(chuàng)、快速等優(yōu)點突出，是處治路面基層輕微病害、實現(xiàn)基層預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)的較好方法。

高聚物注漿；半剛性基層；預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)；技術(shù)特點；補(bǔ)強(qiáng)效果

1 高聚物注漿的技術(shù)原理與特點

高聚物注漿是近年來道路養(yǎng)護(hù)行業(yè)出現(xiàn)的一種新型維修技術(shù)，其技術(shù)原理是通過向道路結(jié)構(gòu)體內(nèi)注射多組份高聚物材料，材料迅速發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，體積膨脹并形成泡沫狀固體，填充結(jié)構(gòu)中的空隙，擠密周圍松散基層，增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)的整體性，實現(xiàn)非開挖、快速、微創(chuàng)防治路面內(nèi)部病害。

高聚物注漿的技術(shù)特點主要包括：(1)高膨脹性：注漿材料自由膨脹比可達(dá)1∶20，可填充脫空和裂隙，并壓密周圍介質(zhì)；(2)多層修復(fù)性：一次注漿后達(dá)到多層修復(fù)效果，即基層與底基層、底基層與路基之間的脫空、開裂、松散、唧漿等病害均可被處治；(3)快捷早強(qiáng)：注漿過程快捷，無需養(yǎng)生，注漿材料混合后可在15 min內(nèi)達(dá)到最終強(qiáng)度的90%；(4)微損：注漿孔徑僅16 mm，對路面結(jié)構(gòu)破壞?。?5)防水、安全、耐久：材料發(fā)泡固化時內(nèi)部形成封閉狀氣泡，可防止水分浸入，對環(huán)境無污染，耐久性可達(dá)20年以上。

2 工程應(yīng)用

2.1 工程概況

湖北省黃(石)黃(梅)高速公路為雙向四車道，主線長109.65 km，設(shè)計時速110 km，于1998年12月建成通車，至今已運營近17年。原路面結(jié)構(gòu)為：24 cm水泥混凝土面層+15 cm水泥穩(wěn)定碎石上基層+20 cm水泥穩(wěn)定砂礫或石屑下基層+20 cm砂礫墊層(潮濕路段)。2006年大中修時對全線水泥混凝土路面加鋪瀝青層，加鋪瀝青面層為4 cm SMA-13上面層+ 6 cm AC-20中面層+ 8 cm AC-25下面層。

黃黃高速公路雖建成時間較早，但經(jīng)歷年精細(xì)管理和維護(hù)，總體路況尚好。近年來隨著交通量的持續(xù)增長，特別是大噸位載重貨車的大幅增加，局部路段出現(xiàn)了網(wǎng)裂、松散、唧漿、沉陷等多種不同程度的病害。通過對路面病害進(jìn)行調(diào)查、檢測，發(fā)現(xiàn)局部路段病害處彎沉值偏大。經(jīng)方案比選，擬選取合適的路面實施高聚物注漿，以對基層進(jìn)行預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)處理。

2.2 注漿前路況檢測

實施高聚物注漿前，采用落錘式彎沉儀(FWD)、探地雷達(dá)(GPR)等進(jìn)行路況檢測，以判定路面是否適合高聚物注漿，并指導(dǎo)注漿布孔。

(1)探地雷達(dá)(GPR)檢測

采用GPR無損檢測與鉆取芯樣相結(jié)合的方法，對下行K778+200～K778+400路段病害進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果如表1所示。

表1 K778+200～K778+400下行探地雷達(dá)檢測結(jié)果

序號起始長度終止長度起始深度終止深度異常大小病害類型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

檢測結(jié)果顯示，在K778+250～264段、K779+304～K778+311段、K778+340～K778+370段基層存在破碎或破碎含水現(xiàn)象，K778+277～K778+290段基層存在松散現(xiàn)象?，F(xiàn)場調(diào)查可見到此區(qū)段路表面存在縱橫向修補(bǔ)裂縫，局部路面發(fā)生沉陷，路表泛有灰白色泥漿。

(2)落錘式彎沉儀(FWD)檢測

在下行K778+200～K778+400段選擇有代表性的兩處進(jìn)行彎沉檢測。第1處選擇在單條修補(bǔ)橫向裂縫處，附近伴隨其它細(xì)小裂縫，有輕微沉陷及唧漿，在靠近裂縫處選定一個彎沉檢測點，距離裂縫2 m、面層目測完好處設(shè)另一彎沉對比點；第2處選擇在兩條縱向裂縫旁邊隨輕微橫縫、且有輕微沉陷處，在兩條縱縫附近設(shè)定四個彎沉檢測點，并在附近完好路面設(shè)兩個彎沉對比點。路面彎沉檢測結(jié)果如表2所示。

表2 K778+200～K778+400下行彎沉檢測結(jié)果

2.3 注漿效果檢測

實施高聚物注漿后進(jìn)行彎沉復(fù)測，注漿前后路面彎沉值對比如表3所示。

由表3可見，注漿后彎沉值普遍減小，且降幅較大，反映注漿后路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提高，承載力增強(qiáng)，高聚物注漿對基層的補(bǔ)強(qiáng)效果明顯。此外，通過平整度檢測發(fā)現(xiàn)，注漿后局部路面有輕微抬升，但不影響行車安全，表明注漿材料填充了路面內(nèi)部的脫空，擠密和加固了基層，使基層密實度提高，承載力增強(qiáng)。后期跟蹤觀測發(fā)現(xiàn)，高聚物注漿施工路段沒有出現(xiàn)新的病害，彎沉、高程、平整度等與注漿施工完畢時的檢測值相比變化不大，表明高聚物注漿后路況穩(wěn)定，效果良好。

表3 注漿前后路面彎沉值對比

3 結(jié) 語

(1)基層預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)是對路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)內(nèi)涵的延伸，旨在基層病害發(fā)生初期，強(qiáng)度有下降征兆或開始降低時，及時進(jìn)行處治，及時恢復(fù)基層的強(qiáng)度，使之能為面層提供穩(wěn)定的支撐，從而減少由基層破壞導(dǎo)致的路面病害，對降低養(yǎng)護(hù)成本，延長路面大中修年限有重要意義。

(2)高聚物注漿技術(shù)思路巧妙，微創(chuàng)、非開挖、快速、安全等優(yōu)點突出，在基層病害發(fā)生初期，處治基層局部、輕微病害效果顯著，是基層預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)的較好方法。

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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，湖南汨羅人，工程師，從事高速公路施工及法律、行政管理工作。

湖北省交通運輸廳科技項目(鄂交科教[2013]731號)，湖北省自然科學(xué)基金重點項目(2010CDA021)。

U416.1

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1008-3383(2015)11-0032-02