沥青路面高聚物注浆维修养护技术研究

左肯

（吉安市公路建设和养护中心安福分中心，江西安福343200）

0 引言

在公路路面工程开展阶段，沥青路面高聚物注浆维修养护技术的应用，能够提高养护工程的整体质量。高聚物注浆维修养护技术作为一种新型技术，在应用阶段，需要了解其应用标准，并对施工材料的性能进行检测，如此才能够将该技术的作用、价值发挥出来。所以，掌握沥青路面高聚物注浆维修技术的应用过程、了解技术要点，对养护工程的开展有着积极的促进作用。

1 高聚物注浆技术

随着我国现代科学技术的高速度发展，很多新型的化学材料和技术，被不断地应用到项目工程实践中。比如：高分子注浆材料被大面积应用到注浆施工中，对提高公路运行的质量和效果起到了极为重要的促进作用。注浆施工材料主要包含两种类型：粒料材料与化学材料。粒料材料主要包括水泥类、黏土类、水泥黏土类，比如水泥颗粒或石灰颗粒经过加水充分混合后形成悬浊液的形式。由于颗粒融入悬浊液内，所以混合与运输过程中容易产生离析、沉淀的情况；化学注浆施工材料的主要组成部分为硅酸盐基材，其不会出现离析或沉淀的情况，可以达到运行标准要求。

高聚物注浆施工材料内包含了异氰酸酯、聚醚多元醇等在内的多种高分子聚合物，在制作环节，需要对原材料的类型、成分配比等方面进行分析，了解不同材料的组合形成、成分形式，并在其制作完成并检验合格后，应用到实际工程中。一般会将其应用于公路、桥梁、隧道、水利等工程中，在防水堵漏、地基处理、病害处理等方面都能够发挥出很好的作用。

将芳香族氧化物融入高聚物材料后会出现膨胀，但经过干燥处理后，性能会恢复到正常状态。通常来说，在一般的酸、碱、盐溶液内都会达到较高的稳定性，但在强碱、强酸等高聚物中则会发生降解反应。同时，由于高聚物内会产生较强的真菌与霉菌侵蚀性反应，因而不容易发生腐烂、发霉等问题，化学位置比较中性，不会因为老鼠、昆虫等的啃食而发生结构损坏。如果高聚物直接裸露在外部，会由于紫外线的照射而发黄，将其注入地下空间后会影响总体的应用效果。

2 高聚物注浆技术的特点

2.1 脱空填充

水会沿着路面的接缝、裂缝直接进入路面结构内，在车辆荷载的持续作用下，会形成较大的水压，造成基层结构松散，导致路面结构出现脱空，进而导致沉降问题的发生，诱发坑洞与裂缝的形成，使得路面稳定性降低，内部结构出现水损坏，产生更加严重的危害。高聚物注浆施工材料的膨胀性较高，且密水性好，将其注入路面结构内之后，会快速地填充脱空的结构。同时，高聚物注浆施工材料经过膨胀处理后，会形成高弹性模量固体强度地基结构，不会发生裂缝扩散的问题。

2.2 耐久防水

高聚物材料在水的作用下不会发生溶解，所以防水性能良好，综合利用价值较高。通过应用高压的施工方式，将高聚物直接填充到路面结构内，然后经过快速渗透处理使其发生微膨胀反应，在很大程度上改变了路面结构的强度。

同时，高聚物注满路面结构的内部缝隙后，阻止了水的“侵入”，即使在车辆的持续作用下也无法直接形成动水压力，有效防止了唧泥或不均匀沉降问题的发生。

2.3 其他优势

高聚物注浆材料的密度相对较高，一般密度为0.15～0.8g/cm3，经过注浆维修施工之后，并不会产生过大的附加应力，所以应用该材料可以加快施工速度，且不需要养护即可投入使用。而且，高聚物注浆材料的早期强度较高，可达到设计要求的90%以上，基本上在施工结束后的15min 左右就能够达到硬化标准。同时，该材料的抗拉性能良好，能够在使用后的短时间内恢复正常通车。此外，由于树脂材料的稳定性良好，因而不会对环境产生过大的影响，综合利用率较高。

3 路面常见的病害类型及原因分析

3.1 裂缝类

高速公路的沥青路面出现裂缝，是比较普遍的早期病害问题，其形式也比较多样化，比如龟裂、网裂、横向裂缝、纵向裂缝等。沥青路面在发生病害问题时，往往会同时出现龟裂和网裂的情况，但是二者还有很大不同。最开始发生的裂缝，是沿着轮胎痕迹带出现的，然后逐步蔓延到周边的结构上，相互交织后形成了网裂。横向裂缝一般都是在路面两侧出现的，这是由于路面中间受到的压力比较大，因而裂缝会出现在两侧，两侧的裂缝会逐步地延伸到中间部位，进而出现横向裂缝，通常为贯穿裂缝。在填路基和加宽路面的结构上，一般会出现纵向裂缝[1]。

3.2 变形类

凹陷、车辙等病害问题，会导致沥青路面变形。凹陷，是高速公路沥青路面发生率较高的一种病害问题，其会沿着轮胎移动的方向出现地面凹陷，这是由于轮胎轨迹受到压力的持续作用，发生了变形、下陷；车辙，主要是由于车辆持续作用下压力过大而产生的，同时沥青材料在高温下会发生软化，致使稳定性明显降低，也是诱发车辙病害的原因。沥青路面的车辙会因为车轮深度的不同而存在差异。

3.3 路面的车辙病害

公路路面在长期运行中，受外部荷载、自然环境侵蚀等影响，病害问题日益严重，路面结构的稳定性也会明显下降。路面在车辆荷载的持续作用下，会逐步出现轮胎轨迹相同的车辙病害问题，甚至还会出现凹槽。沥青路面是发生车辙病害问题最严重的路面，而水泥路面却不易发生车辙病害问题，这与沥青材料的性能有着直接的关系。

如果环境温度较高，沥青材料的稳定性就会下降，使结构发生软化，在车辆行驶的影响下，路面就会发生凹陷，最终发展成为车辙病害。车辙出现之后，会导致车辆行驶的安全性、舒适性无法满足要求，特别是在高速公路上，车辆行驶速度非常快，一旦路面出现车辙病害问题，就极易发生交通事故，威胁人们的生命健康与财产安全。因此，需要加强防护管理，消除车辙病害问题带来的不利影响，全面提升运行质量[2]。

4 高聚物注浆技术的应用

4.1 工程概况

某高速公路项目为当地重要的交通基础设施，其中，只有收费站的广场采用的是水泥混凝土路面结构，其他部分全部为沥青混凝土路面结构，该公路运行效果良好，完全能够满足交通运行的需要。但是，该高速公路项目投入运营已达10年，随着交通量的逐年增加，尤其是近年来车流量明显增多，伴随着强降雨、高温以及公路结构半刚性基层的缺陷问题，该公路项目运行情况逐步恶化，局部路段发生了底部脱空的问题，面层结构出现开裂，对车辆运行质量和效果带来不利的影响。为了能够延长路面的使用寿命，管理人员选择应用高聚物注浆施工技术进行病害问题的修复，以期提升运行效果，满足高速公路的运行需要[3]。

4.2 施工工艺

4.2.1 确定注浆位置

养护工作开始之前，应组织专业的检测技术人员进行项目检测，使用探地雷达或者落锤弯沉仪进行路段病害问题的检测，分段、分层进行路面实际运行情况的评估、分析，确定病害问题的类型及严重性，然后再具体分析注浆施工区域和路段结构。根据注浆施工开始前的检测结果、病害类型及程度，最终选择采用高聚物注浆施工方案进行养护处理。如果路面为水泥混凝土结构，即采用板底注浆施工技术；如果路面为半刚性基层结构，则采用基底注浆施工技术；如果路面存在柔性基层、基层松散等情况，则需要采用加载注浆施工技术；如果路面结构存在深路基病害问题，则需要采用深部注浆施工技术。

在正式注浆作业开始前，应进行路段的交通管制，保证人员安全性，使得注浆施工可以顺利进行。施工人员应穿着有反光条纹的工作服，从现场实际情况为出发，在规定路段进行注浆施工作业，先以高聚物注浆技术为标准进行注浆孔的设置，然后在选定路段内用油漆进行标记，注浆孔施工过程中应做好全面控制，保证质量合格。

4.2.2 钻孔

将钻机移动到规定位置，钻头直接钻入路面，并且使用铁盆覆盖处理，以免粉尘飞溅。钻孔施工时要保持匀速，钻孔误差应控制在5cm 以内，不小于设计深度。钻入达到规定深度后，应再上下反复钻几次，确保孔道通畅。钻孔结束后，进行道路杂物的清理，避免对环境产生影响。

4.2.3 注浆

在高聚物注浆施工技术的过程中，要保证注浆施工的深度达到设计标准要求，截取相同长度的PVC 管道。如果要采用深度注浆的施工方式，应该使用铁质或者铜质的注浆管。把注浆管放入孔内，注浆孔上部需要安装注射帽，使用专业的工具清理处理其边缘部位，保证注射枪可以发挥出应有的作用。设备调试符合要求后，利用输料管把A、B 两种高聚物注浆材料传输到注射口位置，使用经过加热处理后的注射枪，把两种高聚物从注浆管传输到病害位置上，使其快速发生化学反应，从液体直接转化为固体形态，体积逐步膨胀直至充满整个脱空空间，同时将内部的积泥排出，达到结构强度性能的要求[4]。

4.2.4 封孔

封孔的目的是避免雨水或污染物进入内部结构，防止路面损坏，提高结构的整体性能。封口材料通常选择专业的道路密封胶材料，将其加热到210℃，然后沿着注浆孔直接灌入内部，让其微微高出路面，经过冷却处理后再使用剪刀修理，以达到美观性的要求。

4.2.5 注浆效果检验

在整个路段的注浆施工结束之后，由第三方机构委派技术人员进入现场进行强度、性能检测，主要通过路面自动弯沉与取芯检测的方式进行。通过取芯并检测芯样的质量后发现，浆液能够全面深入空隙内部，这说明注浆效果良好。经过路面弯沉值检测发现，整个路段的弯沉值比注浆施工前明显下降，路面结构强度性能的提升也比较明显。进行检测后可以确定，应用高聚物注浆施工技术进行高速公路的病害处理效果良好，这一技术具备较高的经济效益与社会效益[5]。

5 注浆施工的注意事项

其一，严格执行我国交通管理的法律、法规，在规定部位摆放交通警示标志。

其二，在行车道施工过程中，应保持超车道通畅，以满足日常通行的要求。

其三，各级人员进入工作岗位开展工作，不得脱岗、串岗，现场有专人挥动旗子指挥交通，保证交通参与者能够及时发现问题，避免交通事故。

其四，注浆打孔作业人员应掌握电钻操作技术，了解操作施工方法，施工中不得存在污染等问题，注浆施工后应立即清扫路面表层。如果注浆环节压力较高，容易出现物料从保护位置流出的情况；如果压力较小，则难以填充到保护位置上，所以应选择合适的设备进行灌浆施工，将材料直接注入孔内，为了保证注浆压力符合施工要求，应该堵塞浆液入口及周边的所有孔。如果注浆施工中发生事故，应及时停止注浆，并分析、了解事故原因，做好操作管理工作，检测设备性能。

其五，在注浆环节中，电工应随时检查电路的运行情况，如果存在问题，应立即切断电源。

其六，落实施工工艺技术标准，加强现场管理和控制，确保所有设备和材料的质量、性能合格，不存在任何安全隐患。同时，还应选择合格的注浆施工材料，应做好浆液的采购工作，制作材料时做好管理、控制工作，避免出现任何质量问题。施工现场，所有作业人员应统一着装，并确保技术人员、安全人员到岗。各级人员都应时刻保持高度警惕。

其七，交警、路政人员应做好现场的指挥工作，加强现场协调管理，确保整个施工环节中交通运行的安全性，避免人员及工程事故。

其八，注浆施工作业应选择在天气晴好、温暖适宜的环境中进行，环境温度应在10℃以上，禁止在低温、降雨、降雪的天气下施工，否则容易造成注浆施工质量不合格，甚至引发交通事故。

6 结语

在过去几十年中，我国一直非常重视高速公路等基础设施的建设，特别是经过长期运行后高速公路的养护、管理工作。选择高聚物注浆施工技术对裂缝、空洞问题进行治理，能有效抑制和管理病害问题，切实提升路面结构强度，保证养护施工效果合格，为提升交通运行的安全性、稳定性奠定了基础。