高聚物注漿技術在高速公路路面病害處治中的應用

李聰鑫

(漳州市市政工程有限公司，漳州 363000)

高速公路瀝青路面基層在運營過程中， 受到路基病害反射裂縫及水損壞的共同作用， 容易形成不同程度的開裂破損、唧漿、脫空等病害，高聚物注漿是福建省內高速公路路面基層病害處治的新方法。 本文主要介紹了高聚物注漿技術的基本原理、工藝流程、工藝指標及病害處治效果。

1 高聚物注漿技術基本原理及技術特點

高聚物注漿的原理是將按照一定比例配置的液態預聚體(聚氨酯和硬化劑)進行加熱后，通過一定的壓力經注漿管道注射至路面基層中相遇混合后， 發生劇烈的化學反應， 體積快速膨脹并形成泡沫狀的具有較高強度的高聚物固體材料，將基層結構中的脫空部分填充密實，排出積水，并擠密結構層，起到加固地基和提高路面整體性的作用，實現不開挖路面結構層、高效、低價處治路面基層病害的目的，其主要技術特點如下：

(1)自重小。高聚物材料密度小，僅為水泥漿液或瀝青材料的10%，自重輕，只對路面基層、土基附加少量的荷載。

(2)膨脹性好。 高聚物材料體積最多可自由膨脹20倍，可有效填充基層脫空部位，并擠壓周圍介質提高其密實度。

(3)處治速度快。高聚物注漿作業時間短，注漿膨脹后可以快速固化，并在短時間內(15 min 以內)可達到其最終強度的90%，不需要進行養生即可開放交通。

(4)抗滲性能好。高聚物材料屬于水不敏感型材料，防水性能好，整個注漿過程不受雨水或潮濕條件的影響；注漿體可以擠壓排出基層中下滲滯留的積水， 固化后的材料對路面裂縫有較好的密封作用， 可有效阻止后期路面水下滲。

(5)耐久性好。 高聚物材料穩定性強，不易與空氣、雨水及路面介質等發生反應，適合路面長久運營。

(6)安全可靠。 高聚物材料對環境無污染，無毒無害，不會對注漿作業人員造成身體機能的傷害。

(7)對路面損傷輕微。 病害處治只需要在病害部位周邊鉆取少數注漿孔，鉆孔孔徑僅1.6 cm，基本不會損傷路面結構層。

2 高聚物注漿施工工藝及工藝指標

筆者結合廈蓉高速漳州段改擴建工程建設過程中高聚物注漿處治既有高速路面基層病害的應用情況， 對高聚物注漿施工工藝流程及技術指標控制情況進行介紹，供類似路面改造工程參考。

2.1 工程概況

廈蓉高速漳州段改擴建工程老路路面基層結構為：35(20 cm)3%水泥穩定碎石底基層+40(36 cm)5%水泥穩定碎石基層。老路于2003 年建成通車，至2018 年病害處治時已運營15 年，由于該路段車流量大，重型車多，路面存在開裂、唧漿、脫空等病害，均可采用高聚物注漿技術進行處治。

2.2 高聚物注漿工藝流程

高聚物注漿處治高速公路基層病害工藝流程為：交通布控→注漿前檢測診斷病害→確定注漿路段→注漿孔定位標記及鉆孔→埋設注漿管→注射液態預聚體漿液→注漿后檢測→注漿孔封堵→路面清理→開放交通。

為掌握路面病害信息， 注漿作業前應檢測診斷病害：對路面情況進行現場調查，對病害處治部位進行探地雷達檢測，確定路面基層、路基病害的部位、面積及嚴重程度。

圖1 路面基層病害探地雷達檢測

結合現場調查情況，按照《公路技術狀況評定標準》(JTG H20-2007)，判定病害所屬的類型，并對注漿路段和注漿范圍進行定位，病害類型判斷標準見表1。

表1 瀝青路面損壞類型

2.3 高聚物注漿工藝指標

高聚物注漿主要工藝指標如下：

(1)注漿鉆孔孔深。如圖2 所示，注漿孔應鉆至路基頂面，保證注漿范圍能覆蓋至路床頂，具體深度根據結構層厚度確定。 鉆孔應與路面結構層垂直。

圖2 高聚物注漿鉆孔示意圖

(2)鉆孔孔位布置。 鉆孔孔位應在路面開裂裂縫兩側采用梅花型布置，或唧漿點四周布置注漿孔，注漿孔直徑1.6 cm，如圖3～4 所示。

圖3 裂縫處鉆孔孔位布置圖

圖4 唧漿處鉆孔孔位布置圖

(3) 注漿導管及注漿指標控制。 注漿導管采用直徑1.6 cm 的PVC 管，長度應保證導管能下到基層厚度的中間位置。 注漿壓力按0.7 MPa 控制，注漿有效范圍為沿注漿孔向外延伸1.5 m。

3 高聚物注漿效果驗證

高聚物注漿完成后， 采用雷達波結合鉆芯取樣的方法進行復查，以檢測路面結構密實情況為主，分析處治效果，檢測方法和位置與注漿前保持一致。根據注漿前檢測情況，對于注漿前彎沉大于300 μm 的病害點，注漿后必須復測，要求注漿后彎沉平均值應比注漿前降低30%以上，且最大彎沉不得大于400 μm，否則須補注漿。經沿線注漿前后雷達波復查對比，病害部位基層密實度好，未發現明顯空洞，所抽取芯樣密實，高聚物對脫空部分填充飽滿，整體性好。

目前漳州廈蓉高速漳州段老路改造后已運營一年多，路況良好，經處治的路面未發現明顯的沉陷、開裂等病害，沒有出現唧漿病害點，表明高聚物注漿處治路面內部病害效果良好。

4 結語

高聚物注漿技術利用預聚體注漿材料混合發生化學反應，體積可急劇膨脹并快速固化早強的原理，用于處治路面基層開裂、唧漿及脫空等病害，可有效加固地基，排除基層滯留水，提高路面耐久性，通過工程實例證明，該技術具有處治成本低、效率高、長久質量穩定等優點，是高速公路路面改造工程基層病害處治的好方法。