瀝青路面半剛性基層預防性補強關鍵技術

曹春生

（1.湖北交投智能檢測股份有限公司，湖北 武漢 430000；2.湖北省公路工程咨詢監理中心，湖北 武漢 430000）

一、引言

高速公路路面主要為瀝青混凝土結構形式，其中基層為公路的基礎結構，主要起到承載車輛荷載及分散壓力的作用。然而在長期車輛荷載和外界環境的影響下，基層會出現一系列病害問題，降低了公路的整體穩定性和結構強度。在高速公路半剛性基層預防性補強設計中，高聚物注漿施工技術可有效填充基層內的空隙，結合高聚物自身的膨脹特性，將基層內松散部位進行擠壓夯實，具有一定的實用性。本文為研究高速公路中半剛性基層預防性補強技術，采用了高聚物注漿技術進行基層處理，并對高聚物注漿施工技術原理和要點進行研究，在具體工程中應用。

二、高聚物注漿工藝研究

（一）高聚物注漿工藝原理

高聚物注漿原理主要是采用專門的設備向公路內結構中注入各不同組分的高聚物材料，一定時間后注入的高聚物自身會產生化學反應，其膨脹性變大后逐漸變為泡沫狀的固體結構，將公路結構內的大小空隙填滿，并將結構內松散的基層結構擠壓夯實，提升公路結構的完整性和穩定性。高聚物注漿施工補強原理可達到快速修補的效果，且無需進行開挖公路，可有效處治路面微創病害。

（二）高聚物注漿材料特點

1.膨脹性

膨脹性是高聚物注漿材料的主要特點之一，在施工過程中采用的高聚物注漿材料通常含兩組分，正式施工前分別存放兩組分，施工時則需要充分混合兩組分，這兩組分在充分混合后會產生化學反應并迅速膨脹，其體積變大數倍后形成泡沫結構。由于高聚物注漿材料獨有的膨脹性，能有效填充半剛性基層中的空隙，擠壓夯實各松散部位。值得注意的是，需要嚴格挑選高聚物的種類，由于不同高聚物的膨脹大小和方向不同，所以應結合工程項目實際情況選擇合適的高聚物。

2.化學特性

通常高聚物注漿材料不會與其他溶劑相溶，難以受到酸堿腐蝕，自身具有一定的抗干擾能力。同時高聚物材料通過化學反應所形成的固體結實且具備高彈性。缺點是高聚物材料容易被紫外線侵蝕，不宜受長時間的外界陽光照射，否則會使得高聚物材料發生質變，所以在儲存和使用高聚物注漿材料時，應禁止在強光下操作，保證其性能充分發揮作用。

（三）高聚物注漿施工特點

1.密度小

高聚物注漿材料自身具有密度小的物理特性，僅為水泥混凝土材料密度的1/8左右，當高聚物注漿材料形成穩固結構后不易變形，可極大提升半剛性基層強度，抵抗外力荷載，延長路面使用壽命。

2.施工速度快

高聚物注漿材料自身化學反應較快，能夠保障施工速度，可短時間實現半剛性基層的預防性補強，縮短交通管制時間。

3.膨脹性好

通常高聚物注漿材料含有兩組分，在膨脹作用后自身擴大了數十倍，體積擴充作用對半剛性基層周圍松散部位進行擠壓，充分填補半剛性基層空隙。

4.損壞小

高聚物注漿材料進行半剛性基層預防性補強時，在原公路上設置幾個注漿孔即可，不會對原公路造成大面積的損壞。

5.防滲性能好

高聚物注漿材料具有良好的防滲性能，可較好地預防路面積水滲透進公路內部結構，達到保護路面的作用。

6.受環境影響小

由于高聚物注漿材料不易受到外界的影響，其穩定性較高，不易產生變質、變形，并具有環保性。

三、工程實例

（一）工程概況

某高速公路全線長136.45km，路面為瀝青混凝土結構，按照高等級公路修建。投入運營已有數年，由于該公路所處區域為城市軌道交通，在外界環境及行車荷載的長期影響下，原路面存在較多不同程度的病害問題，經研究，決定采用高聚物注漿技術處理該高速公路半剛性基層。

（二）高聚物注漿施工工藝

1.施工準備

結合實際施工需要合理控制施工負責人員、鉆孔人員、注漿人員、養護維修人員、檢測人員等技術人員人數，并要求各技術人員持證上崗。施工前，準備各項注漿設備，如鉆孔機、直尺、吹風機、落錘式彎沉儀等。施工技術人員對施工路段進行合理引導，并與當地的交警和路政進行協調聯動，統一指揮。

2.注漿前路況調查

本文該項目采用落錘式彎沉儀FWD監測注漿情況，在與行車道邊緣處相距0.625m處，每20m的間隔距離選定一個檢測點，對病害進行檢查處理，并采用標識標定。

3.注漿前檢測

由于公路結構中基層處于面層的下面，起到承擔和分散行車荷載的作用，往往無法通過目測法來直接檢測基層的病害問題，所以基層病害具有一定的潛伏性，本文采用落錘式彎沉儀FWD監測試驗路段基層病害，得到該公路路面結構的強度較低，需要進行及時補強。

4.注漿孔布置

本文選用滿堂布置的方式進行半剛性預防性補強；當存在裂縫時，選用沿裂縫布置的方式進行注漿孔布置，在裂縫的兩側設置注漿孔；當發生唧泥點情況時，應按照唧泥點來布置注漿孔。

5.鉆孔注漿

為保證鉆桿垂直鉆孔，清理干凈鉆桿底部的淤泥，保障注漿效果。注漿過程中采用夾具固定注射帽和注射槍，控制好注漿時間，出現反壓后即可完成注漿，靜壓20s后將注射帽和注射槍分離。為了防止雨水侵蝕路面，保證路面完整，可采用熱瀝青膠結料灌縫注漿孔，注漿孔完全封住后，及時清理路面。

（三）質量檢測

高聚物注漿施工可以有效的對半剛性基層進行預防性補強，注漿完畢后不會抬升路面，保證路面的完整度。采用落錘式彎沉儀FWD對該高速公路注漿前后的路況進行實地調查，對比注漿前后彎沉值變化情況。結果表明，注漿完成后對應的彎沉值與注漿前相比有大幅度的降低，表明注漿后路面的結構強度有顯著提高，路面承載能力得到有效提升。

四、結語

高聚物注漿施工原理為向公路內結構中注入各不同組分的高聚物材料，通過高聚物自身產生的化學反應，膨脹變大后逐漸變為的泡沫狀固體結構來將公路結構內的大小空隙填滿，并將結構內松散的基層結構擠壓夯實，以提升公路結構的完整性和穩定性，本文研究了高聚物注漿施工工藝，通過對比分析試驗路段注漿前后彎沉值，得到高聚物注漿施工可有效提高基層穩定性和路面結構強度，具有一定的可行性和實用性。