高聚物注浆技术在补强路面结构性能中的应用.docVIP

高聚物注浆技术在补强路面结构性能中的应用 　　【摘要】高聚物注浆技术通过填充、劈裂及挤密作用加固补强路面结构性能，具有快速、无损、早强、工期短等特点。在白改黑路面大修工程中，贝克曼梁板角及板中弯沉结果表明板角比板中更容易出现脱空病害，对于弯沉在0.2mm～0.5mm之间的板角及板中采用板底注浆加固方式；对于弯沉超过0.5mm之间的板角及板中采用基层注浆加固方式。工后检测结果显示，弯沉超过0.2mm的板中及板角不足4%，表明高聚物注浆技术能够有效处治水泥混凝土板底脱空病害，加固补强路面结构性能。 　　【关键词】路面；高聚物注浆；结构性能；弯沉 　　近年来我国交通事业迅速发展，交通量急剧增大，大量的高速如今都是满负荷甚至超负荷运营，再加上集卡比例不断增大，重载、超载现象普遍存在，导致路面出现大量的裂缝、车辙、沉陷等病害[1]。路面水及雨水沿着裂缝下渗，引发水毁、唧泥等病害，导致基层甚至路基破坏，大大降低路面结构性能，影响行车的舒适性及安全性[2]。此外，由于我国大部分公路建于上世纪末，设计要求较低，再加上施工技术水平不高，导致部分基层及路基强度已不能满足如今的运营要求，加剧了路面的破坏，缩短路面使用寿命[3]。因此，如何对旧路面结构性能进行补强设计，延长路面使用寿命，是如今研究的热点问题。高聚物注浆技术采用一定的注浆压力，将浆液注入路面结构下部，能够起到加固补强路面性能的目的[4]。 本文对高聚物注浆材料技术的材料特征、技术特点及施工工艺进行分析，并结合白改黑路面大修工程具体介绍注浆方案设计的依据及流程，为以后的工程设计提供参考依据。 　　1高聚物注浆材料及技术介绍 　　1.1高聚物注浆材料特性 　　（1）膨胀性 　　高聚物注浆材料由于双组分高聚物聚酯材料组成，是双组分聚氨酯的一种，通常采用蓝色和红色两种不同颜色的组分，反应前各自装在不同的密闭容器中，在空气中不会发生任何化学反应。把两种材料混合后能够迅速发生化学反应，释放出巨大的膨胀力，体积会迅速膨胀数倍。混合液的迅速膨胀能够有效防止注浆材料的在地下流失。因此树脂材料总是向阻力较小的方向膨胀，将地基或者路基结构强度最弱的地方挤密、补强。注浆施工时应注意浆液的膨胀方向，防止施工现场周围的土地或河流收到污染[5]。 　　（2）化学特性 　　高聚物注浆材料不溶于一般溶剂，但可溶于煤油、汽油等油类物质；一般的酸性、碱性或者盐溶液都不会影响注浆材料的性能；同时还不受真菌腐蚀、结实有弹性；但注浆材料不能够收到强紫外线的照射，不然会导致材料变黄、发脆。因此，在注浆施工前，注浆材料宜保存在密闭、阴暗的环境中。但注浆材料注入地下，并不会影响其性能。 　　1.2高聚物注浆技术特征 　　高聚物注浆材料由两种组分发生化学反应迅速膨胀而形成强度，起到补强地基、路基强度的作用，主要具有以下技术特点： 　　（1）密度小：实际工程应用中所采用的高聚物注浆材料的密度通常在250kg/m3左右，仅为普通水泥混凝土密度的10%左右，而且强度形成后不会出现收缩变形，维修后由于注浆材料自重产生的附加应力较小。 　　（2）早强、施工速度快，养护时间短：高聚物注浆材料的反应速度非常快，两种材料混合料反应充分后，15分钟即可达到设计抗压强度的90%以上，工后不需要要封闭交通养护，对交通的干扰性较小。 　　（3）膨胀大、挤密效果好：两种组分混合后迅速发生化学反应而膨胀，其膨体体积可到液体体积的15倍左右，膨胀所对周围土体或材料产生的挤密应力最大可大10MPa，而且反应形成的高聚物注浆材料具有优良的物理力学性能。 　　（4）无损：通常注浆孔的直径不超过20mm，不会破坏原结构的性能。 　　（5）注浆材料具有良好的抗渗性能，通常渗水系数不超过10mL/min，能够有效防止雨水或者路面水沿着注浆孔下渗，导致路面结构出现水毁破坏。 　　（6）注浆材料耐酸、耐碱、耐盐，受环境影响较好；且自身为环保型材料，不会造成环境污染。 　　2 加固补强机理及解决问题 　　2.1 加固补强机理 　　高聚物注浆技术指利用一定的注浆压力将分别装在不同密封容器中的两种液体材料注入路基或地基下，两种液体混合后发生剧烈的化学反应。反应后形成的温度较高、流塑状混合料在注浆压力及体积膨胀应力的共同作用下，不断填充周围材料间及材料内部的空隙，挤密周围材料；同时将路基及土基中的积水排出，从而起到加固、补强道路结构性能的作用。其加固补强形式主要存在以下几种： 　　（1）加固补强路基时，如果路基土为粘结力较小的散体状颗粒，高聚物注浆材料会不断填充颗粒间的空隙，将原土体从新排列黏结成一种具有良好物理力学性能的聚合体，同时膨胀应力的挤密、压实作用下，聚合物强度越来越大。此时注浆材料发挥填充于挤密的作用。 　　（2）当加固补强的