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摘要：在我国经济得到进一步发展的大时代背景下，交通运业实现了全面的发展与提升，人们对道路养护给予了越来越高的关注与重视，现阶段在我国的道路养护工程中，地聚合物注浆加固技术的应用是其中至关重要的技术之一，并且为工程得到良好实施起到了积极作用。
关键词：地聚合物；注浆加固；市政道路;基层维修
随着我国城市经济的快速发展以及汽车普及率的增加，城市道路交通量几乎处于饱和状态，而城市道路破坏以后的修复必然对已饱和的交通产生严重影响，因此如何快速修复道路成为城市发展面临的挑战问题。地聚合物注浆加固技术利用“非开挖”、快速开放交通的优势，避免了对城市道路翻挖、对路面结构扰动大等缺点，从而减少道路修复对交通的影响。
1 地聚合物材料组成结构
地聚合物是以黏土等低钙si—Al质材料和碱性溶液为主要原料，经适当工艺处理，在20～120。C的条件下化学反应得到的一种由三维铝硅酸盐化学键合的无机聚合材料，物理形态上呈现含有多种非晶质至半晶质相，化学结构与沸石相近，具有有机聚合物、陶瓷、水泥等的优良性能，早期强度高、低收缩率、抗冻融、耐硫酸盐侵蚀和耐酸碱腐蚀性等心。地聚合物材料广泛应用于航空、冶金、建筑、道路、塑料等领域，其分子结构组成，见图l一图3。
2 技术原理
2.1 技术特点
地聚合物注浆加固技术是通过注浆压力对土体产生劈裂作用形成浆脉，将地聚合物浆液通过浆脉注人土体中，由于地聚合物材料粒径较小，可在浆脉内对土体发生渗透作用，使其大范围扩散，将土体缝隙中水与空气挤出，通过与土体发生离子交换、化学结晶、物理充填等物理化学作用，产生网络状结石结构，形成具有强度高、密度高、水稳定性能好的新结构路基体注浆加固技术。地聚合物注浆加固技术具有以下技术特点：
(1)从根本上对道路基础进行加固，改变传统方法治标不治本的缺陷；
(2)采用非开挖，无障碍施工，作业面影响范围小，可缓解交通压力；
(3)工期短，施工效率高，可迅速开放交通，可为后续工程的进行赢得时间；
(4)施工方便，易于控制，有利于施工技术人员的精细化管理，全面保障施工质量；
(5)注浆工艺成熟，施工造价费用低。
2.2作用原理
道路拓建后，老路基沉降已基本稳定，而新路基的固结沉降尚未完成，在自重及行车荷载作用下，新路基势必会产生附加沉降，造成薪老路基的不均匀沉降。再加上新老路基结合部强度相对较弱，地基顶面的附加应力沿横向的分布不均匀，使得侧向约束不足而产生水平位移，若水平位移过大，则会造成拉裂破坏。同时，不均匀沉降造成的竖向变形也会诱发新老路基结合部拉应力的增大。因此，随着新老路基不均匀沉降的产生，新老路基结合部拉应力相应增加，直至沿结合面的滑动破坏，造成路面产生裂缝、破损、坡差等破坏，进而危害行车安全，降低道路的使用寿命。在拓建道路路基的加固过程中，在新老路基交界面和新路基采用地聚合物注浆加固，可有效降低不均匀沉降，提高路基整体性和稳定性。其作用机理如下：
(1)注浆加固后，作为注浆材料的地聚合物，由于其强度高，以及具有良好流动度性能，渗透性能，稳定性能和结石性能。在压力作用下形成浆脉，把土体缝隙中水与空气挤出。该材料与路基中的淤泥土，黏土混合后，发生离子交换、化学结晶、物理充填等物理化学作用，在土体中形成网络状结石结构，使注浆后的土体成为形成具有强度高、密度高、水稳定性能好的新结构路基体，提高新路基承载能力，可使新路基获得较好整体稳定性，减小新老路基的不均匀沉降。
(2)注浆加固后，在新老路基界面之间存在加固重叠区域，通过此区域老路基会对新路基产生一个附加的拉力，减少水平位移，约束新路基土体的侧向变形。
(3)地聚合物与路基土发生物理化学反应后形成的网络状结石，会对土体形成良好的嵌锁作用，并充分发挥结石土体的抗剪强度，约束新路基竖向变形。在新老路基交界面和新路基进行地聚合物注浆加固。通过与土界面的嵌锁咬合作用，改变路基土体的应力应变场，使更多的土体参与到结构受力中，减少滑动破坏或裂缝的产生，提高新路基土体的整体稳定性和承载能力，降低新老路基的不均匀沉降，减缓道路拓建后，因不均匀沉降而产生的病害。
3 地聚合物注浆加固技术的具体应用
3.1 注浆材料的选择在本次所研究的道路养护工程中，所选取的注浆材料为LY—Ⅱ型地聚合物，该材料主要具有以下特点：
（1）在使用的过程中，该地聚合物能够和三渣材料以及砾石砂层黏合，从而能够将道路中较松散的基层材料重新胶黏结合，有效提高结构层的强度；
（2）地聚合物注浆材料的浆液流动性能比较好，在一定压力条件下仍然能保持良好的保水性以及体积稳定性；
（3）该材料具有较好的耐水性，因此能应对该工程项目中道路基层以及路基中含水量比较大的问题；
（4）该材料浆液的结石概率比较高，因此其抗压能力较强，路面不容易出现龟裂，并能保持良好的抗渗性。
3.2 注浆钻孔的布置
在对基层进行注浆的过程中要将压力维持在较低的水平，这样才能通过注浆使基层形成一个比较完整的硬壳层。可以按照梅花桩的位置布置钻孔，钻孔之间的距离为2m，每排之间距离也为2m，钻孔直径为50mm。路基中的钻孔和基层中的钻孔要交错分布。在对基层注浆结束2d之后再对路基进行注浆。在实际注浆过程中，如果发现钻孔位置不适合，可以适当调整，但调整距离要保持在30cm以内；每4个注浆孔之间要设置1个释放孔。
3.4 注浆的施工流程
路面注浆要遵循以下施工流程：先布置注浆钻孔的位置，然后钻孔，完成后清理孔道，在孔道畅通的状态下安置注浆管，对管口周围进行密封处理；注浆材料搅拌完成后对基层进行注浆，注满后将注浆孔封堵然后拔管。完成以上过程后进行2d的养护，然后再对路基进行注浆，注浆的过程与基层注浆相同。最后开放道路交通，进行弯沉测试，对测试不合格的地方进行补浆，直到道路完全合格为止，进行交工验收。
结束语
本人阐述了地聚合物注浆加固技术在在市政道路基层维修中的应用，发现在道路拓建工程中应用地聚合物注浆加固技术通过再生基层骨架结构，进而显著提高了道路的整体性和稳定性，在以后市政道路的日常养护、抢修、中小修乃至大修等的养护工程中，丰富了施工技术手段，尤其在交通流量大、不适合封路开挖的路段，不仅比传统开挖施工大大缩短施工周期，也能利用其“非开挖”的优势满足节能减排的需求，具有广阔的应用价值。
参考文献
[1]翁效林,张留俊,李林涛,郭永建.拓宽路基差异沉降控制技术模型试验研究[J].岩土工程学报.2011(01)
[2]范宏建.地聚合物注浆加固技术在拓建后道路路基加固养护的应用研究[J].路基工程.2015(04)
论文作者:王栋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/13
标签：路基论文; 聚合物论文; 注浆论文; 道路论文; 材料论文; 钻孔论文; 基层论文; 《建筑学研究前沿》2018年第11期论文;