高聚物注浆技术在高速公路沥青路面维修中的应用

赵龙飞　李硕　杨洋

【摘 要】随着我国高速公路建设的迅猛发展，通车里程逐年加大，然而高速公路的质量和后期的路面修补技术迟迟跟不上，因此提高高速公路路面的质量和后期修补技术是我国道路专业方面研究人员长期需要研究的方向，高聚物注浆技术的出现填补了国内修补高质量高速公路方面的空白。

【关键词】高速公路；高聚物注浆技术；路面修补

0.前言

近年来我国高速公路通车里程已经跃居世界第二位，铺筑高速公路的技术也已经十分成熟，目前很多研究机构主要把目光集中在高速公路路面修补技术上边，本文就现在最为流行的修补技术“高聚物注浆”技术在高速公路路面修补中的应用作以综述。

1.高速公路路面损坏类型

高等级公路沥青路面常见的损坏现象有裂缝（横向、纵向及网状裂缝）、车辙、松散、剥落和表面磨光等。

1.1裂缝

高速公路沥青路面出现的裂缝，按照裂缝的不同成因可以将其分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝等三种主要类型，裂缝是高等级公路沥青路面的最主要的损坏形式。

1.2车辙

车辙是渠化交通引起的沥青路面损坏类型之一。当车辙达到一定深度，辙槽积水，极易导致交通事故。车辙一般是在温度较高的季节，车辆反复碾压下产生塑性流动而逐渐形成的。对于半刚性基层沥青路面，由于半刚性基层具有较大的刚度，路面的永久变形大部分发生在沥青面层中。

1.3松散剥落

松散剥落主要是指沥青从矿料表面脱落。在车辆的作用下沥青面层呈现松散状态，以致从路面剥落形成坑凹。产生松散剥落的原因主要是由于沥青与矿料之间的粘结性较差，在水或冰冻的作用下，沥青从矿料表面剥离所致。产生松散剥落的另一种可能性是由于施工中混合料加热温度过高，致使沥青老化失去黏性。

1.4表面磨光

沥青路面在使用过程中，在车轮反复滚动摩擦的作用下，集料表面被逐渐磨光，有时还伴随着沥青的不断上翻，从而导致沥青面层表面光滑，尤其是在雨季常会因此而酿成车祸。表面磨光的内在原因是集料质地柔软，缺少棱角，或矿料极配不当，粗集料尺寸偏小，细料偏多，或沥青用量偏多等。

2.高聚物注浆机技术

2.1高聚物注浆技术简介

普通注浆技术在基础加固相关方面的发展已有200多年的历史，依据采取的注浆材料不同，可以将其分为四个阶段：原始粘土浆料注浆、初级水泥浆料注浆、中级化学注浆及现代注浆阶段，现在我国的注浆技术在岩土方面应用于基坑支护、防渗及地基补强等方面，在高速公路加固及维修养护中主要采用水泥注浆，但是由于水泥硬化时的干缩性和在注浆过程水分的加入致使注浆效果不明显。

2.2高聚物注浆技术加固地基机理分析

在高聚物注浆技术中使用的高聚物是由分别装在不同的封闭的容器中的两种液体组成，经过加热后，按照相对的混合比例在一定压力作用下，在所用的注浆管道出口处两种液体相遇，发生剧烈的化学反应，在反应过程中形成了温度较高的流塑状混合状，在注浆的压力和材料反应体积膨胀的作用下连续地填充其四周土体中的空隙，进而压密土体，并使路基中的积水沿着裂缝或尚未注浆的管道挤出，这样做可以起到加固土体的作用，高聚物会因为四周的介质不同而呈现以下两种加固形式：

（1）假如土体是由散粒状且粘结力小的颗粒组成，高聚物填充到其中可以充满土体，进而起到黏合剂的作用，将其组成一种性能好于土体的聚合物。

（2）假如土体是由粘性的土体组成，高聚物并不能完全填满所有的空隙，但是能够形成一定密度的条形栅格，因为条形栅格的压缩和增强作用，能够使其形成一个块体，此时高聚物产生了劈裂和挤密的效果。

2.3高聚物注浆技术的特点

2.3.1快速性

施工快速，不需要养生，进而大幅度缩短施工期限，减少了对交通的干扰，高速公路流量大，高聚物注浆材料在注射后15分钟内能够迅速膨胀（可达到液体体积的10-25倍），强度较快地提高，使达到整体强度。

2.3.2耐久性

高聚物注浆技术能够根治高速公路路面的路面病害，一次注浆能够达到多层修复的效果，即基层与底基层、底基层与路基之间脱空、开裂、松散和唧泥病害均能够被其处治。

2.3.3经济性

采用高聚物钻孔注浆技术，基层与底基层、底基层与路基之间的空隙能够被妥善地处理，与此同时，高聚物注浆技术针对性特别强，只处理局部路面病害区域，与传统的开挖换填工艺相比，节省了大量经费，能够达到维修范围和维修效果的双赢局面。

2.3.4环保性

高聚物注浆技术十分充分地利用了病害路段原有基层和面层的材料，节省了很多资源，不产生大量建筑垃圾，避免了开挖维修造成的资源浪费和环境污染。

2.4高聚物注浆技术的工艺及流程

2.4.1施工工艺流程

高等级公路所出现的因为基层强度的不足而导致的路面病害，在进行养护过程中需要采取高聚物注浆的技术对其进行处理，该工艺的主要流程如下所示：注浆路段定位——标记的注浆布空——钻注浆孔——下注浆管——安装注浆头——注浆——封孔——清扫周围环境以及开放交通。

布置空位应该根据路面病害的严重程度，程度较严重则多布孔，程度较轻则少布孔。

2.4.2注浆工艺

注浆工艺结合FWD和高聚物的材料这两方面的优点，对高速公路路面进行维修，高聚物注浆技术的注浆工艺如下所示：

（1）FWD对高速公路路面进行弯沉实验。

（2）结合FWD的弯沉检测结果确定要维修的具体位置，另外根据现场情况制定相对可行的注浆方案。

（3）注浆施工过程主要包括测量定点、测孔、安装注浆导管和注浆头、继而注浆以及清洗路面等。

（4）采用FWD对注浆后的路面第二次弯沉检测以用来评估注浆效果，对于未到达要求的路面位置进行二次注浆。

3.结语

从众多工程实例中可知，基于FWD检测的高聚物注浆技术在高速公路沥青路面维修和养护中的应用是十分可行的，为今后这种技术在全国高速公路范围内的应用积累了很多经验和借鉴意义，实践表明：

（1）高聚物注浆技术是一种快速高效的道路无损维修技术，其注浆孔直径小，注浆后采用沥青封孔，对道路组成结构影响十分微小，与此同时具有施工迅速，对交通影响小等优点。

（2）从现场施工情况和后期的发展来看，高聚物注浆技术在填充材料之间的空隙的同时，能够排出路面以下的积水，并由于高聚物材料渗透系数较小的特点使其起到防渗的功能，较为有效地解决了沥青路面的渗水问题。

（3）利用FWD无损检测技术来对高聚物注浆维修养护后的沥青路面进行评价非常可行，为今后的研究提供了一定的指导作用。

【参考文献】

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