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摘要：我国交通事业的快速发展，给高速公路养护管理带来机遇和挑战。在高速公路养护管理中，利用高聚物注浆技术可以有效控制路面结构的裂缝和空洞发展，提高路面的结构强度，确保了高速公路的养护施工质量。
关键词：高聚物注浆；高速公路；养护
我国交通基础设施建设日趋完善，高速公路通车里程位居世界前列。近年来，高速公路上车流量的迅猛发展，给养护工作带来一定的压力。高速公路一般都是沥青混凝土路面，在车辆荷载的反复作用下，经常产生一些路面坑槽、裂缝等病害。这些病害不及时处理，则会影响行车的舒适性和安全性，但要进行养护处理则需采取快捷有效的养护手段，既能保证养护质量，又不中断交通，减小对交通出行的影响。高聚物注浆技术在高速公路路面养护中则具有很多优势，本文以某高速公路养护为例，分析高聚物注浆技术的作用原理，研究其施工工艺，并取得了良好的处治效果，为同类工程的开展提供借鉴的经验。
1高聚物注浆技术
随着近代化学材料及注浆技术的发展，有机高分子注浆材料广泛应用于道路注浆工程中。注浆材料一般情况下可分为粒状材料和化学材料两类。其中粒状材料包括水泥类、黏土类及水泥黏土类等，如水泥颗粒及石灰颗粒等粒状注浆材料加水混合后一般呈悬浊液状态，由于颗粒悬浮于溶液中，因此在混合和运输过程中易产生浆液离析沉淀。化学注浆材料一般以硅酸盐基材为主，一般情况下不出现颗粒离析或沉淀。
高聚物注浆材料是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇等原料制成的高分子聚合物，在其制备过程中通过控制原材料种类、成分配比来制成适用于不同环境的高聚物注浆材料，其中硬质聚氨酯注浆材料作为一种性能优良的化学注浆材料广泛应用于公路、桥梁隧道、水库大坝等工程中的防水堵漏、地基处理及病害处理等。高聚物材料难以溶于许多溶剂，但能够溶于汽油等油类中。在芳香族氧化物溶剂中高聚物材料会发生膨胀，然而在干燥后原有的性能又可以恢复。在一般的碱、酸、盐溶液里和水溶液里高聚物材料都非常稳定，但在强碱及强酸中高聚物材料的性能则会改变并能够降解。同时，高聚物材料具有较强的抗真菌及霉菌侵蚀的作用，不易腐烂和发霉。其化学性质为中性，对于老鼠、昆虫等啮齿类动物不具有滋生性。如果将高聚物材料在室外暴露，受到紫外线照射后材料会变脆变黄。但其被注入地下后这种变化不会影响其使用效果。
2高聚物注浆技术特点
2.1脱空填充
水分沿路面接缝、裂缝等薄弱部位进入到路面结构内部，在轮载作用下产生巨大的动水压力，冲散基层填料，导致路面结构出现不同程度的脱空。脱空进一步导致路面不均匀沉降、坑洞或裂缝，使路面稳定性下降更易受到水损害，加剧路面结构破坏。高聚物注浆材料具有高膨胀性和密水性，注入路面脱空位置后可迅速排出地下积水并填充脱空。同时，注浆材料膨胀后形成高弹性模量固体可强化基层或土基，防止裂缝发展及脱空延伸。
2.2 防水耐久
高聚物材料遇水不溶解，还具有良好的防水性。利用高压手段将高聚物填充到路面结构层的缝隙中，高聚物则能快速渗透，并具有微膨作用，增加的结构层的强度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，高聚物注满整个缝隙后，水分难以介入路面内部，在车辆荷载作用下也难以形成动水压力，有效减少唧泥和不均匀沉降的产生。
2.3其他优势
高聚物注浆材料密度小，其密度在0. 15 g/cm 3 ～0. 8 g/cm 3 ，注浆维修后产生附加应力较小。施工速度快，不需要养护，且早期强度较高，其可在15 min内达凝结硬化并达到最终强度的 90%，具有较高的抗拉强度，施工完成后在较短时间内便可恢复通车。由于树脂材料较稳定，对环境影响小。
3高聚物注浆技术应用
3.1工程概况
某高速公路主线路面结构为：4cm细粒式改性沥青混凝土（AC-13C）+6cm中粒式沥青混凝土（AC-20C）+10cm密集配沥青稳定碎石（ATB-25）+改性乳化沥青稀浆封层+35cm水泥稳定碎石基层+17cm水泥稳定碎石底基层。路面总厚72cm。路面结构除收费站广场为水泥砼路面外，其余均为沥青砼路面。
该路已建成通车10年，由于近年来交通量增大，加上多雨高温及半刚性基层材料固有缺陷，使该公路公路技术状况不断下降，局部路段路面底部脱空，面层产生开裂，影响路面行车安全性及舒适性。为延长道路寿命，决定采用高聚物注浆技术对该道路病害进行修复。
3.2施工工艺
（1）注浆位置确定
在养护施工前，委托专门的检测机构，应用探地雷达或落锤弯沉仪检测病害路段，分段分层地评估路面，判断病害状况以明确注浆区域及路段。依据注浆前路面检测结果及病害类型等设计高聚物注浆技术应用方案，若路面为水泥混凝土应选用板底注浆术，若路面为半刚性基层选用基底注浆术，若路面为柔性基层、半刚性基层和基层松散应选用加载注浆术，若为路基病害则选用深部注浆术。
正式注浆施工前对修复路段进行交通管制，确保施工人员安全及注浆施工作用顺利开展。施工人员统一着装规定的醒目红色服装进场。根据高速公路路况，选定路段安排注浆，根据高聚物注浆技术要求及注浆孔布置设计，在选定路段使用油漆对钻孔位置进行标注，注浆孔布置可分为整车道注浆孔布置、横缝注浆孔布置及纵缝注浆孔布置。
（2）钻 孔
钻孔作业前检查钻工位置，钻孔时先将已处理铁盆覆盖于钻孔位置，再将钻头通过铁盆垂直钻入路面，铁盆用于防止灰尘及碎屑飞溅。钻孔应保持匀速，待钻至指定深度时，上下反复来回钻几次，保证钻孔上下贯通。钻孔结束后清理路边杂物，防止灰尘扩散污染周边环境。需注意钻孔位置误差不大于5 cm，钻孔深度应不小于设计深度。
（3）注 浆
根据高聚物注浆技术要求及注浆深度设计值使用切割设备截取相应长度的 PVC 管，若需深度注浆至基层或路基内部时，则应采用铁质或铜质注浆管。将注浆管沿钻孔下入后，在注浆孔上端安装注射帽，注射帽凹形边缘应用专用工具清理干净，便于其与注射枪更好结合。注浆设备调试完成后，通过输料管将A、B 两类高聚物注浆材料送至注射枪口，注射枪加压将两种高聚物从注浆管输入路面内部病害处，并迅速发生化学反应，材料由液体转为固体，体积膨胀填充脱空，排除积水积泥。
（4）封 孔
封孔目的是防止雨水及路面污染从注浆孔进入路面内部，造成破坏路面，影响路面整体性。封口材料一般采用道路专用密封胶，封口作业前加热密封胶至
210 ℃左右，然后沿注浆孔贯入，并使其微微高于路面，待其冷却凝固后用修剪刀将其铲平。
（5）注浆效果检验
待全路段进行注浆处治后，聘请第三方检测机构对路面结构强度进行检测，检测的方式是路面自动弯沉和取芯检测。通过取芯，观察所取芯样，注浆能渗透到空隙全部，注浆效果良好。通过路面弯沉检测，全线弯沉值比注浆前有明显下降，路面结构强度得到提高。通过检测，可以得出高聚物注浆技术在高速公路路面处治中应用效果良好，经济效益和社会效益明显提高。
4结语
我国高速公路通车里程庞大，养护管理工作成为运营高速的重要工作之一。选取高聚物注浆技术对高速公路路面裂缝、空洞进行处治，能够很好抑制病害的就行发展，有效调高了路面结构强度，确保了高速公路养护质量，为同类工程的开展取得良好的效果。
参考文献：
［1］李嘉，王博，张景伟，胡会明．高聚物注浆材料动力特性试验研究［J］．建筑材料学报，2017，20(2)
［2］魏光安.高聚物注浆技术在高速公路病害处置中的应用［J］．华东公路,2018(05)
［3］李 晋.高聚物注浆技术在公路病害修复中的应用研究［J］．黑龙江交通科技,2018(04)
论文作者:胡钦飞
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/9
标签：注浆论文; 路面论文; 高聚物论文; 材料论文; 高速公路论文; 病害论文; 钻孔论文; 《防护工程》2019年9期论文;