高聚物注浆技术在白加黑路面养护中的应用

·16·北方交通2013

高聚物注浆技术在白加黑路面养护中的应用

郭书翊

（山西省交通科学研究院，太原030006）

摘

要：在水泥混凝土路面改建工程中，大多采用白加黑的路面结构。白加黑路面由于长期的使用导致基层

或者路基破坏，但是不宜采取开挖的方法来处理基层或者路基。因此，提出了快速环保的高聚物注浆修补技术，描述了高聚物注浆材料的物理特性和力学特性，并介绍了高聚物注浆材料在白加黑路面养护中的应用和施工工艺以及注浆效果的评定。

关键词：白加黑路面；高聚物注浆技术；路面养护中图分类号：U418．6

文献标识码：B

文章编号：1673－6052（2013）10－0016－04

水泥混凝土路面具有刚度大、强度高、耐久性

养护费用少、整体性与稳定性优等特点，目前在好、

我国高等级公路中应用比较普遍，尤其在潮湿多雨、

［1］

不宜修建沥青路面的地区尤为明显。然而，许多的水泥混凝土路面在运营一段时间后，逐步出现各

几经维修后仍不能满足道路的使用要求。种病害，

混凝土路面铣刨费用高且浪费资源，通常的作法是

把原水泥混凝土路面作为基层，然后加铺沥青路面，即白加黑路面。

白加黑路面在自然因素和行车作用的影响下，再加上基层具有很高的强度，路面很容易出现基层

与路基的不稳定及面层的破坏，例如裂缝、沉降、推

因此，需要对水泥混凝土路面进行改建。由于水泥脱空和地基软弱等。特别是脱空和地基软弱，传挤、

檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪

18：00准时恢复沈四利地完成了该桥的拆除任务，建的E匝道桥。该桥为拼装式连续梁桥，无法半幅2号墩在沈四主半幅拆除，需整体拆除，同时该桥1、

线范围内，需封闭沈四交通才能进行拆除施工。对该桥拆除需编制详细拆除方案，从机械配备、人员组合、拆除时间等做好充分准备，同时做好车辆分流准备工作后，报高速作业占道审批手续，批复完

按批复的时间，批复的要求组织施工，按其交成后，

通组织要求、标志牌的摆放，充分安排人员分头落实。召开天桥拆除专项会议，如何在规定的日期、时间内保证安全的前提下完成该天桥的拆除任务，统一领导、分工明确、各司其职，执行天桥拆除任务。

在2010年9月10日6：00～18：00内安全、顺

正常通车。

5结语

在运营高速公路加宽改造过程中，项目部领导应高度重视，调动全体参建人员的积极性，统一思想、统一认识，明确抓生产的同时抓安全管理的原

落实安全生产责任制，各种措施落实到位，把每则，

项安全工作做实做细，同时加强现场管理人员的思想教育工作，督促落实各项规章制度，不论是常规安全管理工作，还是重点部位的安全监控，一定要充分利用现有的资源，合理组织生产，细节决定成败，安全决定效益。

ABriefTalkontheSafetyManagementofOperatingtheHighway

WideningＲeconstructionProject

Abstractelaborated.

Keywords

Highway；Wideningproject；Safetymanagement

Thefactorsthatinfluencetheconstructionsafetyofthehighwaywideningprojectareanalyzed.

Combinedwithengineeringprojects，safetymanagementmeasuresofoperatingthehighwaywideningprojectare

第10期郭书翊：高聚物注浆技术在白加黑路面养护中的应用

2

·17·

统的处理方法须采取开挖换填的方式，但这种传统维修方法必然有它的不足之处，例如周期较长、工程造价较高、对交通干扰大以及不够环保等

［2－3］

高聚物注浆材料的物理特性和力学特性

为了测得高聚物注浆材料的各种特性，需要制

。本

文提出采用高聚物注浆技术来弥补传统方法的不

足，高聚物注浆以其快速环保的特点在改扩建工程中的应用越来越广泛。

1高聚物注浆材料的材料特性与技术特点高聚物注浆材料具有强度形成快、环保安全、防水抗渗强、膨胀率高和耐久性好等特性，因此已成为一种具有较好综合性能的材料。在该材料基础之上而发展的高聚物注浆技术，通过把双组份高聚物材料注射到基层或者路基中，充分利用高聚物材料在发生化学反应之后体积能够快速膨胀并且固化的特

以实现堵漏防渗、填充脱空以及加固路基的维修性，

效果。在国外，高聚物注浆技术在建筑工程的地基加固与地板抬升中已得到广泛应用且效果显著。近年来，该技术的研究与应用在国内受到的关注也日

在高速公路、隧道、桥梁以及大坝等基础设益广泛，

施的维修加固方面显示出较为广阔的发展前景。高聚物注浆材料的特性

个方面：

［4］

作满足试验要求的不同规格的试件。试件成型在一

个带孔的钢模里进行，然后按照需要的尺寸切割。2.1

高聚物注浆材料的吸水率

试验所用试件的大小为Φ40mm×40mm。吸水

率的计算公式如下：

m1－m0

C%=×100%

m0

式中：C—吸水率（%）；

m0—放入水箱前的质量（精确至0.1g）；m1—试件浸泡24h后的质量，用软纸轻轻吸去其表面的粘附水（精确至0.1g）。经过试验发现，高聚物注浆材料的平均吸水率随着密度的增大呈减小趋势

［5］

。因为材料在注浆

过程中其内部形成了封闭状的气泡，所以即便浸泡在水中的时间较长，水也很难浸入气泡内。正是因其在软土地为该材料具有较好的耐水浸蚀的特性，基处理中得到广泛应用的可能性大大提高。2.2

高聚物注浆材料的无侧限抗压强度

主要表现在以下几

（1）轻质性：材料密度小，对原本存在强度问题

材料所产生的附加荷载十分小。的基层或者路基，

（2）高膨胀性：该材料能够达到20∶1的自由膨

胀比，能够填充其经过之处的任何脱空与裂缝，与此同时可以使周围的材料得到进一步压密和强化。

（3）快硬性：能够短时间内完成膨胀与固化，且15min内能够达到其极限强度的90%。

（4）强度特性：具有良好的强度与弹性，完全能够满足工程应用的需要，尤其是较高的抗拉强度，但也避免因注浆过多造成弹性过大。

（5）防水性：能够排出下层积水，且水在注浆时和注浆后对材料都没有影响。固化后材料还能够阻止水的进一步渗透，对路面裂缝与接缝起到较好的密封作用。

（6）安全性：在国外，经过了大量的试验验证可知，材料呈惰性。当周围环境呈中性时，不危害环境。

（7）快速性：注浆过程简单且不需养护，因此节约了较多的施工时间。而且注浆后能够立即开放交通投入使用，对交通干扰小，这对重要的交通道路而言是非常必要的。

（8）损害小：注浆孔直径约为16mm，对道路结构的破坏降到最低。

图1

材料的应力应变关系

试验所用试件的大小同样为Φ40mm×40mm，测试了9组不同密度的试件。试验结果如图1所示。经过试验发现高聚物注浆材料形变首先是一个弹性形变阶段，直到应变约5%甚至更大时材料开始发生屈服现象，之后形变量迅速增大，并且将会出现一个应力最大值。材料在ε=5%时对应的弹性极限应力在0.25～7.0MPa之间，这已经大大超过

［6］

了一般工程的要求。试件的内部结构初始为均匀密闭，受压变形时将逐渐破坏，而在应力应变曲线

中则表现为由直至曲的逐渐变化过程，当空腔结构被完全破坏后，材料就会出现明显的塑性变形。

此外，由图1可知，抗压强度和密度也存在密切

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的关系。材料应力应变曲线上升段的斜率随密度的增大而增大，即材料的初始变形模量随密度的增大而增大，这表明密度增大时，材料的应力应变关系逐渐表现为脆性。2.3

高聚物注浆材料的弯曲特性

弯曲特性是高聚物注浆材料的重要力学性质指标，也是将其应用到实际工程中的重要参考指标之一。尤其是把高聚物注浆材料应用在沥青路面面

［7］

混凝土路面作为基层在很大程度上影响着沥青面层

的使用性能。从以下两个方面来解释旧水泥混凝土路面对新面层的影响：

（1）旧水泥混凝土路面本身存在的病害，如剥落、脱空等，加铺沥青面层后，行车荷载使基层的病

从而反射到面层。害进一步发展，

（2）由于旧水泥混凝土基层属于刚性基层，沥

青路面在行车荷载和自然因素的影响下，不可避免地出现裂缝、坑槽等病害。水分通过裂缝或者坑槽渗入基层，在行车荷载的作用下，水分不断地冲刷基层，导致基层脱空，从而加重面层的病害。

此外，若地基存在软弱层，无论采取哪种基层和在不断的行车荷载作用下，最终都会导致路面面层，

例如翻浆等。发生不同程度的破坏，

在实际工程中，对于上述的路面病害，传统的方

法是采取开挖换填的方法来处理。只有开挖换填把软弱层挖掉，才能根治因软弱层产生的病害。但是

例如：全断面开挖至路基，开挖换填有很多的不足，

需要再分层填筑至路面标高。不仅工程量大、周期

产生大量废料，而且严重影响车辆的通行。尤其长、

对于本文讨论的水泥混凝土路面上加铺沥青面层，旧水泥混凝土路面更难开挖，工程量更大。因此，考虑采用高聚物注浆材料来处理基层以及以下结构层

是一种快速、环保、经济的新型施工方法，对的病害，

层时，要求其具备一定的弯曲性能，即要求材料拥有

适应路面产生一定变形的能力。

试验采取的试件大小为120mm×20mm×25mm（长×宽×厚）的长方体，将试样放置在万能试验机采用控制应变的方法，以5mm/min的速的支座上，

测定三点受力时试件的断裂负率对试样施加负荷，

荷和形变量，以此对材料的弯曲特性进行评价

。

图2

低密度试件破坏形态

于因道路施工车辆无法绕行的情况具有更明显的意

义。3.1

高聚物注浆补强机理

高聚物注浆补强技术是把双组分高聚物液体注

以此来起到加强基层与加固射到基层下或土基中，

路基的作用，注射到土基中的高聚物液体能够迅速

发生化学反应体积迅速膨胀，并且形成固体。因此能够使路面结构中的空隙得到填充，且施加压力给周围材料，挤压密实松软基层，减小孔隙率，增强路

图3高密度试件破坏形态

面结构的整体性，以致达到加固路面结构的目的。3.2高聚物注浆在养护中的应用

在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层，在不断的使用过程中，逐渐出现各种病害。沥青面层出现的各种病害可以采取一般的措施进行养护修补。对于因基层出现的病害以及原有路基引起的病害，采取开挖换填的方法既不经济又不环保，因此论文讨论采用高聚物注浆材料处治基层与路基的病害。对于基层脱空导致路面出现裂缝的情形，在裂缝两边按照规定布置注浆孔。对于因路基含有软弱夹层的情形，在软弱夹层范围内按照规定布置注浆孔，但注

通过图2和图3可以得到，高聚物注浆材料的

密度越大则其弯曲强度越大；低密度时材料呈塑性且随着密度的增加，材料开始表现为脆性屈服破坏，

断裂破坏形态；但是随着密度的增加，其破坏（断裂）时的形变量却逐渐减小。即低密度高聚物注浆

而弯曲强度较低；高密度时材料破坏时形变量较大，

形变量较小，但材料弯曲强度较高。

3施工方法及工艺流程

在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层，旧水泥

第10期郭书翊：高聚物注浆技术在白加黑路面养护中的应用·19·

浆孔的深度要达到路基内部。注浆过程中一定控制好注浆时间，避免因注浆过多导致路面出现弹性。3.3

高聚物注浆补强的施工工艺

高聚物注浆的施工工艺流程大致如图4所示

：

（5）注浆效果检测。注浆效果的检测采用测弯

沉和钻芯两种方法来评价。注浆前测路面弯沉确定注浆路段，注浆后在同样的位置测定弯沉，比较注浆前后的弯沉变化来评价注浆效果。注浆后可以在注浆位置钻芯，利用钻出的芯样检查注浆效果，看注浆材料是否填满芯样的空隙。4

结语

结合白加黑路面在使用过程中出现的病害，考虑到传统处治方法周期长、费用高、浪费资源的特点，提出了利用高聚物注浆材料快速养护方法。介绍了高聚物注浆材料的材料特性以及力学特性，试验结果表明，高聚物注浆材料完全满足工程的要求，并且效果良好。但是，本文对高聚物注浆材料的研例如缺少对高聚物注浆材料的回究尚且不够全面，弹模量、耐久性、疲劳特性、冻融特性的研究，需要进一步的研究。但是，对因基层或者路基破坏而不适宜开挖换填道路的养护提供了一种很好的方法，对于节约资源和保护环境方面也有很重要的意义。

参考文献

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图4施工工艺流程图

（1）在进行施工前，需要对路段进行调查和检测，找出弯沉大和属于因基层和路基而产生病害的

路段。

（2）注浆孔的布置。注浆孔距裂缝产生处的距离为25cm，沿缝间距为100cm且交叉布置，保证注浆材料能够很好地填充在路基内部。

（3）注浆孔的直径约16mm，钻至路基顶部，注浆管置于基层中间。

（4）注浆。注浆的过程中要控制好注浆压力与避免出现注浆过多的情况。因为高聚物注浆时间，

注浆材料反应后形成固体，表现出弹性，反而对路面不利。

TheApplicationofPolymerGroutingTechnologyinWhiteand

BlackPavementMaintenance

Abstract

Thewhiteandblackpavementstructureisusuallyadoptedinthereconstructionofcementconcrete

pavements.Thoughlong－termuseofwhiteandblackpavementstructuredamagesthebasecourseortheroadbed，excavationisnotrecommendedtodealwiththebasecourseortheroadbed.Therefore，thisarticleputsforwardaneffectiveandenvironmentallyfriendlytechnology－－polymergroutingrepairingtechnology，describesthephysicalcharacteristicsandmechanicalpropertiesofpolymergroutingmaterialandthenintroducestheapplicationandconstructiontechnologyofpolymergroutingtechnologyinwhiteandblackpavementmaintenanceaswellastheassessmentofthegroutingeffect.

Keywords

Whiteandblackpavement；Polymergroutingtechnology；Pavementmaintenance

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/sv24.html