公路工程中的高聚物注浆技术

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1、公路工程中的高聚物注浆技术0 引言近年来，我国机动车保有量快速攀升，目前已经达到 X 亿辆，公路工程投入运营之后承担着更大的交通压力， 在车辆荷载作用下会导致一系列路面病害， 因此有必要加强后期养护及维修工作。 高聚物注浆技术属于化学注浆方式， 具有良好的密封性、 耐久性，且强度高，能够有效填充路面脱空现象， 通过胶结松散材料， 充分与周围介质发生化学反应， 在短时间内获得较大的最终强度， 施工效率高且注浆孔径小， 最大限度上降低了对车辆通行的影响。 同时此类施工技术社会效益及经济效益显著，应用前景广阔。1 工程案例某公路工程于 2003 年投入运营，近年来其交通量呈快速攀升状态，且重载车辆多

2、，虽总体路况良好， 但路面技术状况不断下降，局部路段存在较为严重的病害， 降低车辆行驶安全性。 该公路工程所在地气候湿润，年均降水量为 18002000mm，对路基及路面结构造成一定不良影响。 经技术人员对路面情况勘测， 路面破损最大达 22%，拟采取高聚物注浆技术处理病害路段，以基底深层注浆方式为主，注浆孔直径设计为 16cm，深度约为 80cm。通过试验施工确定各项参数，制定科学施工方案，以此为依据组织施工部署，确保养护工程顺利进行。2 高聚物注浆技术概述高聚物注浆技术以高分子聚合物为主要材料， 将其注入路面内部，经过相关化学反应后， 出现体积膨胀现象， 形成强度良好的固结体，呈泡沫状，使

3、结构中的空隙得以填充， 改善周围松散介质原有状态，有效提升路面结构的稳定性及整体性。 与水泥类注浆方式相比，高聚物注浆技术具有突出特点 : 其一，高膨胀性。待注浆材料充分混合之后，快速产生化学反应，自由膨胀比达到 201，可控膨胀力强大，有效填充松散基层，改善路面结构强度。其二，多层修复性，根据相关标准要求， 注浆深度应达到基层之下， 与面层贯通，在外界注浆压力作用下处治基层、 底基层、路基部位的脱空病害。其三，高聚物注浆固结体弹性良好，不易产生脆裂现象，同时固化物吸水率小，水分不易渗入内部。3 公路工程中高聚物注浆技术施工工艺31 高聚物注浆材料准备高聚物注浆材料主要分为两部分，一是包括催化

4、剂、 泡沫稳定剂等在内的聚氨酯白料 ; 二是聚氨酯黑料，对于施工中所用的材料应按照相关标准进行吸水率试验和无侧抗压强度试验，确保达到相关标准。要求高聚物材料的胶凝时间保持在1520s，黑、白料的用量不同，其膨胀比也存在一定差异， 在膨胀比过大的情况下， 会对材料强度造成影响，应通过配比试验设计两部分材料配合比例，确定各项原材料用量， 达到最佳的力学性能及固化速度。为校验配合比例的科学性，可根据配合比例制作试样，检测其性能指标。32 注浆前路况检测在注浆施工开始之前， 通常采用落锤式弯沉仪检测路面弯沉情况，明确基层、底基层等结构层存在的病害，以此为依据确定高聚物注浆施工范围、 孔径、深度等相关参

5、数， 对路面病害进行有效处理。待施工结束后， 复检路面弯沉值情况， 检验注浆效果是否满足需求 .33 注浆孔间距及压力设置通过试验施工设置合理的注浆间距， 通常控制在 1215m，若出现板块断裂现象，可适当加密注浆孔。其次是设置注浆压力，应综合考虑土孔隙率、 注浆土体积、 填充系数等因素， 注浆压力过小难以实现良好的填充加固效果， 反之注浆压力过大则会破坏结构层，出现路面隆起现象，注浆压力通常设计为 7MPa，可根据公路工程实际情况适当调整， 由于高聚物材料自身特性， 其注浆压力计算公式为 :PG=P+P式中 : 高聚物注浆实际压力表示为 PG注浆枪口压力表示为 P 高聚物材料膨胀压力表示为

6、P34 现场试注浆通过现场试注浆能够有效检验各项参数是否满足施工要求， 并根据试验结果适当调整， 为后期注浆施工提供积极指导作用。 选取具有代表性路段开挖注浆槽，并在距注浆槽 1m左右的范围内实施注浆，在注浆过程中应由专门施工人员检验浆液是否渗出， 若存在渗漏现象，需技术标注具体位置。 同时及时记录试验施工中存在的问题，并组织技术人员分析原因， 提出相应解决方案， 避免后期正式施工中出现类似问题。35 注浆实施首先是钻孔作业，应根据工程实际情况选取相应规格的钻机，由操作人员检验其使用性能，并储备易损零件。 采取长短钻配合施工的方式，先进行短钻施工，钻孔时间控制在4065s，长钻时间约为 701

7、40s，钻进过程中尽量保证钻杆处于垂直状态，将轴心偏斜误差控制在合理范围内。待钻进至设计深度之后， 还需进行清孔作业，避免孔底沉渣对注浆效果造成影响，同时检验钻孔各项参数是否与设计要求保持一致，不得存在孔径过大现象。 其次，安装注浆帽，确保其与注浆管紧密连接在一起，防止后期施工中出现漏浆现象，二者紧密连接之后， 可采用锤头将其贯入注浆孔。随后按照标准实施注浆施工， 合理控制注浆时间， 注浆量达到设计要求且出现轻微反压现象时， 表明达到相关标准要求， 方可停止注浆， 但应持续施加压力1530s，以保证固结体的稳定性，最后将注浆枪与注浆帽分离，进行封孔处理。4 高聚物注浆施工质量控制措施1) 在具

8、体施工中， 应充分掌握公路工程实际情况， 确定各项施工参数，以满足工程养护需求。满堂布置、沿裂缝布置、沿唧泥点布置是常见的注浆孔布设方式。 通常情况下，满堂布置适用于路况较好的路段，其主要目的是深层预防性养护 ; 沿裂缝布置是将注浆孔布设在裂缝两侧，相距 02503m，呈交叉状 ; 沿唧泥点布置设计为正当性， 注浆孔与唧泥点保持相同间距， 分布在其四周。 应根据公路工程路面病害实际情况， 选取相应的布置方式。 通过现场试验注浆能够有效确定注浆半径，同时考虑实际工程量及经济效益。严格控制注浆材料质量， 遵循相关标准进行室内试验， 设计科学配合比例， 确保满足施工要求。 2) 在注浆施工中， 为保

9、证达到良好的注浆效果， 应加强质量控制措施， 避免注浆量过大， 导致路面隆起现象。高程控制及平整度控制是两项主要内容。 首先是高程控制，在注浆施工过程中应组织施工人员实时观测路面实际情况， 路面隆起高差在 5mm以内时，可不采取处理措施，若超过这一范围，应及时分析具体原因，调整注浆压力或注浆量。 其次是平整度控制，待注浆施工结束之后， 检测路面平整度， 确保车辆安全通行。 在注浆施工过程中， 如注浆压力突然上升， 出现反力回弹现象， 应保持稳定压力 1530s 即可。注浆压力突然降低的情况下， 可能底部存在空洞或出现劈裂流动现象，浆液膨胀导致路面隆起也是主要原因，应加强高程控制，持续注浆时间在

10、 12min，确保注浆量达到设计标准，以实现良好的注浆效果。 3) 待高聚物注浆施工结束后，应按照相关标准检测注浆效果， 若存在不满足施工要求的现象， 应进行补浆处理措施， 确保达到技术标准。 弯沉检测是常用的注浆效果无损检测方式，在注浆施工前后都应采用落锤式弯沉仪检测路面实际弯沉值，检测点间距通常为 12m不等，根据路面状况确定间距大小，病害严重路段应适当增加检测点， 并将其标记出来。 结合相关技术标准，注浆前后弯沉比为 1030，若超过这一范围，应分析差异产生的具体原因， 并采取相应处理措施。 此外，还应计算动态土基模量，以计算结果为依据判断土基强度是否得到改善。边缘弯沉值影响土基模量的重

11、要因素， 高聚物注浆能够有效改善层间结构状况，但注浆过程中可能会附近结构造成破坏， 出现注浆量不足的现象， 导致承载能力下降， 为有效解决此类问题， 应加深注浆深度。同时也可采取开槽破损检测方式， 在施工完成的路段进行开槽，检验浆液扩散情况，分析注浆效果。5 结语近年来，我国机动车保有量呈现出快速攀升状态， 重载车辆逐渐增多，公路工程在运营过程中承担了更大的通行压力， 若不加强后期养护措施， 将会导致脱空、 裂缝等路面病害， 影响车辆行驶的安全性。高聚物注浆技术主要采用高分子聚合物， 防水性、耐久性良好，有效填充结构层脱空现象，优化层间结构整体性及稳定性，改善原有路面使用性能， 提高行车舒适度，延长公路工程使用寿命。在实际操作中， 应充分掌握高聚物注浆技术的标准， 严格按照规定流程进行施工， 同时将质量控制工作贯穿于施工全过程， 加强工作人员技术培训，尽量避免人为操作失误，进而有效提升注浆效果，处治路面病害。