浅析高速公路路面维修过程中高聚物注浆补强的应用

肖湘

摘要：高聚物注浆补强在高速公路路面维修过程中的成功应用，为因路面基层强度不足而导致路面破坏的迅速修复，提供了很好的技术措施。

关键词：路面;维修;注浆;补强

近年来我国高速公路建设发展迅速，通車里程逐年增加。提高高速公路路面的使用品质，向社会提供更安全、更舒适、更快捷的公路交通，已成为我国交通部门追求的新目标。高速公路沥青混凝土路面发生各种形式的破坏，如裂缝、车辙、沉陷等，大多是由于基层强度不足所致，再加上我国部分高速公路路面结构不尽合理，材料质量不好，施工管理及监理不严，尤其是开放交通后交通量增长迅速、超载严重等原因，导致一些高等级公路出现严重损坏。然而我国在高等级公路沥青混凝土路面的维修养护技术方面还很落后，基本上是采用普通公路的维修养护模式，维修养护方法也几乎都是补坑、铣刨、加铺沥青混凝土罩面等，方法单一，施工速度慢，无法适应高等级公路沥青混凝土路面养护的要求。本文简要介绍高聚物注浆补强技术在高速公路路面维修过程中的应用实例，为局部路面基层强度不足而导致路面破坏的迅速修复、保障公路安全畅通，提供了很好的技术措施。

1 工程背景

某高级公路建成六年有余，使用状态基本良好。近年来，由于交通流量迅速增多，重车、超重车比例剧增，使部分路段路面服务水平下降，路面抗滑性能全面降低，局部强度不均匀性逐步显现，车辙、龟裂、纵横向裂缝呈上升趋势，不利于行车安全。其中K02+000～ K70+000路段上行沥青混凝土路面的改造维修是安全运营的重点工作。按《公路养护技术规范》要求，结合检测数据，多数路段的路面治理方案以预防性养护为主，即在原路面上实施微表处封面（K2+ 000～K65+300及K67+300～K70+000两段），填补车辙，修补裂缝，提髙路面的密水性和抗滑性能，同时使路容、路貌得到相应的改善，提高路面的行驶质量和服务水平，实现路面的功能性复原。

对于路面强度整体下降明显的路段（K65+500～K67+300），原设计需进行铣刨修补，对路面进行补强，再视强度情况做水泥稳定碎石基层补强。按该路段修建时的路面设计，分别重做上、下沥青混凝土面层。上面层采用改性沥青及玄武岩（或石料压碎值、洛杉矶磨耗损失、磨光值达到规范要求的硅质灰岩）混合料，以提高路面的密水性、热稳定性和抗滑性能，达到结构性复原。微表处工程的实施已全部完成;K65+500～K67+300 路段铣刨、补强、重做沥青混凝土路面的维修工程尚未进行。鉴于以下考虑，拟对原维修设计方案做 出变更：一是原方案由于沥青混凝土面层及水泥稳定基层铣刨数量较大，施工中将会对行车带来较严重的影响;二是该方案投资较大，据预算分析， 1.8km的维修费用约为227万元（第一部分：直接工程费）。故此，设计组成员对某高速公路使用高聚物注浆补强新工艺进行了考察。

2高聚物注浆补强

2.1高聚物注浆补强原理

高聚物注浆补强技术是通过向土基中注射双组分高聚物液体来加强基层和加固路基，注射的高聚物液体在土基中迅速发生化学反应，体积迅速膨胀，并形成固体，从而可以填充路面结构中的空隙，并向周围介质施加可控的压力，使松软基层得到挤压密实，减小孔隙率，增强路面结构的整体性，从而达到加固路基的目的。

2.2 高聚物注浆补强的优点

高聚物注浆补强技术具有以下优点

1）耐久性好，注浆的高聚物材料防水性能优良，体积基本无收缩，并具有较好的弹性;

2）施工快捷，不需养生，材料注射后15min内即可达到90%的强度，可立即开放交通;

3）针对性强，可控性好，高聚物材料在膨胀过程中可自行填充脱空加固松散区或软弱区;

4）节约资源和投资，保护环境。

3工程实例

对该路段维修方案进行设计变更：改变原设计铣刨基层方案，改用高聚物注浆补强技术。

补强路段：对弯沉超标较多路段，结合钻取芯样及路面破损情况，选定补强路段，其桩号为：K65+530～K65+540、K65+670～K65+685、K65+840～K65+858、K65+878～K66+140、K67+088～ K67+172，计5段，长389m，面积为1362m2。

注浆孔位布置：沿行车方向，纵向间距为1.5m， 横向间距为1.25m，根据路面破损情况，横向布孔 3～4排，如图1所示。

如遇路面裂缝，需在裂缝两边增加注浆孔， 注浆孔距离裂缝为0.25m，沿缝间距为1.25m交叉布置（见图2）。

注浆前的检测：

利用落锤式弯沉仪（FWD）对拟注浆路段进行弯沉检测，检测方案如下（见图3）

荷载设置：50KN

测点位置：行车道右轮迹位置

测点间距：6m

注浆深度：孔深为50cm～60cm，注浆出口深度需结合芯样情况，本路段浆液的出口在沥青路面以下25cm附近，使其渗到水稳基层。

实施注浆：根据弯沉检测结果，确定注浆量。

注浆后的检测：利用落锤式弯沉仪（FWD）对注浆路段进行弯沉检测，并现场取芯。此次弯沉检测点为68点，其中K67+172～K67+088段注浆后利用落锤式弯沉仪（FWD）检测的统计结果如表1、图4和表 2。

虽然，K67+172～K67+088、K66+140～K65+878、K65+685～K65+670路段由于部分路面破损及车辙严重造成部分路段注浆效果不太理想，但从总体来看，根据注浆后落锤式弯沉仪（FWD）检测结果及注浆前后各段弯沉平均值及弯沉平均下降百分比统计结果（见表2）来看，此次采用高聚物注浆技术对路面进行维修补强取得了较好的效果。可见，高聚物注浆补强技术在高速公路路面维修过程中的成功应用，为因局部路面基层强度不足而导致路面破坏的迅速修复、为保障公路的安全畅通提供了很好的技术措施。

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