高聚物注漿在半剛性基層預防性補強中的應用

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)

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高聚物注漿在半剛性基層預防性補強中的應用

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)

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

高聚物注漿；半剛性基層；預防性補強；技術特點；補強效果

1 高聚物注漿的技術原理與特點

高聚物注漿是近年來道路養護行業出現的一種新型維修技術，其技術原理是通過向道路結構體內注射多組份高聚物材料，材料迅速發生化學反應，體積膨脹并形成泡沫狀固體，填充結構中的空隙，擠密周圍松散基層，增強路面結構的整體性，實現非開挖、快速、微創防治路面內部病害。

高聚物注漿的技術特點主要包括：(1)高膨脹性：注漿材料自由膨脹比可達1∶20，可填充脫空和裂隙，并壓密周圍介質；(2)多層修復性：一次注漿后達到多層修復效果，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：注漿過程快捷，無需養生，注漿材料混合后可在15 min內達到最終強度的90%；(4)微損：注漿孔徑僅16 mm，對路面結構破壞小；(5)防水、安全、耐久：材料發泡固化時內部形成封閉狀氣泡，可防止水分浸入，對環境無污染，耐久性可達20年以上。

2 工程應用

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。原路面結構為：24 cm水泥混凝土面層+15 cm水泥穩定碎石上基層+20 cm水泥穩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，但經歷年精細管理和維護，總體路況尚好。近年來隨著交通量的持續增長，特別是大噸位載重貨車的大幅增加，局部路段出現了網裂、松散、唧漿、沉陷等多種不同程度的病害。通過對路面病害進行調查、檢測，發現局部路段病害處彎沉值偏大。經方案比選，擬選取合適的路面實施高聚物注漿，以對基層進行預防性補強處理。

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(GPR)等進行路況檢測，以判定路面是否適合高聚物注漿，并指導注漿布孔。

(1)探地雷達(GPR)檢測

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

表1 K778+200～K778+400下行探地雷達檢測結果

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象，K778+277～K778+290段基層存在松散現象。現場調查可見到此區段路表面存在縱橫向修補裂縫，局部路面發生沉陷，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行彎沉檢測。第1處選擇在單條修補橫向裂縫處，附近伴隨其它細小裂縫，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，在兩條縱縫附近設定四個彎沉檢測點，并在附近完好路面設兩個彎沉對比點。路面彎沉檢測結果如表2所示。

表2 K778+200～K778+400下行彎沉檢測結果

2.3 注漿效果檢測

實施高聚物注漿后進行彎沉復測，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，反映注漿后路面結構強度提高，承載力增強，高聚物注漿對基層的補強效果明顯。此外，通過平整度檢測發現，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。后期跟蹤觀測發現，高聚物注漿施工路段沒有出現新的病害，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定，效果良好。

表3 注漿前后路面彎沉值對比

3 結 語

(1)基層預防性補強是對路面預防性養護內涵的延伸，旨在基層病害發生初期，強度有下降征兆或開始降低時，及時進行處治，及時恢復基層的強度，使之能為面層提供穩定的支撐，從而減少由基層破壞導致的路面病害，對降低養護成本，延長路面大中修年限有重要意義。

(2)高聚物注漿技術思路巧妙，微創、非開挖、快速、安全等優點突出，在基層病害發生初期，處治基層局部、輕微病害效果顯著，是基層預防性補強的較好方法。

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[6] 雷小文. 基于基層損壞評價的預防性補強方法研究[D]. 武漢：武漢工業學院，2012.

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)，湖北省自然科學基金重點項目(2010CDA021)。

U416.1

C

1008-3383(2015)11-0032-02