高分子聚合物注浆技术方案

                ---公路路基病害非开挖处治技术

一、编制依据

1.1《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）

1.2《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）

1.3《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20-2015）

1.4《公路养护施工安全作业规程》（JTG H30-2004）

1.5《公路沥青路面养护技术规范》（JTJ 073.2-2001）

1.6《公路路基施工技术规范》(JTG F10-2006)

1.7《公路养护技术规范》（JTG H10-2009）

二、工程概况

某公路养护工程项目路段形成于1993年，路面宽9米，于2005年加宽至15.3米路（面宽15.3m=2×3.75m行车道+2×3.9m硬路肩，两侧为2×3.85m的土路肩），路面结构为3cm细粒式沥青混凝土+4cm中粒式沥青混凝土+18cm水泥稳定砂砾基层+18cm水泥稳定砂砾底基层+45cｍ白灰土。近年由于交通量和超限车辆的日益增多，个别路段路基变形严重，路面裂缝、坑槽、翻浆挖补段随处可见（见图１至图４）。出现上述公路病害的路段将发生以下的情况：

第一步：路面表面的水经过裂缝渗入到道路结构层中，在源源不断车流的辗压下，路面出现泥浆，泥浆使路基土流失，导致道路底脱空，并小范围沉陷；

第二步：随着脱空部的扩大，路面沉陷部位网裂；

第三步：出现小坑槽，形成破坏；

第四步，在病害路段出现连续小坑槽，造成道路破坏影响道路正常运营，并危及行车安全。

因此造成路面的强度达不到要求，平整度，抗滑性极差，通行能力降低。

图１路面裂缝

图２坑槽

图３翻浆

图４挖补

图５超限车辆

三、病害检测方法

为了确认导致上述病害的原因，建议对公路进行检测。检测的内容有：

1.弯沉检测：以此判断公路的强度；

2.地质雷达检测：路面厚度、路基空洞、缺损与路面含水量

3.锤击式路基路面强度检测仪（本项目已开发的仪器）

4.摄影裂缝检测仪（本项目已开发的仪器）

5.纵向裂缝变形发展观测：判断是否是由于新老路基不均匀沉陷

6.土工试验：取出土基试样，通过土工试验得到土的基本性质，并确认是否存在特殊土（诸如膨胀土等）。

通过上述对病害的调查及检测，可以准确地判断病害的原因及地点，选用相应的治理方案，防止病害治理不彻底或处理方法有误而导致治理病害后又在短时间内重新发生。

四、病害治理建议方案

1.建议方案及预期效果

针对上述公路病害，建议进行：路基采用非开挖高聚物注浆治理，路面采用沥青混凝土罩面方案。非开挖注浆技术对路面损害小，施工速度快，经济性高。

为对病害公路进行高聚物注浆处理，达到以下效果：

2.高聚物注浆技术

高聚物注浆技术是20世纪60年代起源于日本的一项基础工程设施快速维修技术，经过推广于70年代普及到欧美，已经在世界范围内的75,000多个工程中得到应用，主要解决水泥混凝土路面和沥青路面的抬升以及土基层的稳定等问题。其技术原理如图6、图7所示。

图6 道路病害概念图

图7 新技术维修原理图

2.1作用原理

通过路面钻孔至基层病害处，注入高分子聚合物原料，混合发生反应后，体积增大。反应过程中材料在受阻力较小的方向膨胀更多，因此材料总是流向土基中最软弱的地方，进行膨胀和压密，以此达到解决公路病害问题。

2.2技术特点

✔轻质：反应后形成的固体材料自重轻，其密度不到水泥浆或沥青材料的10%。

✔高膨胀性：材料的自由膨胀比可达20:1，可以填充脱空和裂缝，同时可以进一步压密周围介质。

✔早强：材料能够迅速固化，可在15分钟内达到其最终强度的90%。材料具有良好的弹性，并具有较高的抗拉强度。

✔防水：固化后材料具有良好的防水性能。

✔耐久：材料耐久性达30年以上。

✔安全：对环境无污染。

✔快速：注浆过程快捷，不需要养生，极大的缩短了施工时间。

✔微损：注浆孔约16mm，对结构基本无损坏。

✔可控：注浆过程可以实时监控。

✔多用途：可用于建筑物地基加固、地板沉降修复、道路及机场道路维修等。 

3.成功案例

A.对土基排水及固结：

图8 排出路基、地基地下水

图9 排出路底水

B.对路基材的孔隙进行填充，重整材料整体性。

图10渗透进入路基层孔隙并固化基层

C.填充脱空部，提升塌陷部

图11A 注浆前，沉降5cm

图11B 注浆后，抬升沉陷

D.建立新防水体系

图12形成层状，防止雨水浸透及翻浆唧泥（1）

图13形成层状，防止雨水浸透及翻浆唧泥（2）

E.注浆效果范围

图14 注浆效果

4.冷补技术

对于已经出现的坑槽，使用了冷补新技术。图15－16为冷补坑槽的效果：

图15 冷补坑槽

图16 冷补完成后的坑槽

五、竣工评价方法

对工前、工后的弯沉值、地质雷达检测结果及锤击式路基路面强度检测仪进行比对，以此确实施工效果。特别是雨后是否出现翻浆、唧泥现象。

六、治理效果

14年大修竣工后，原始病害没有重复发生，病害得到了彻底治理，效果非常好。

七、高分子聚合物压浆相关图片