摘要：文章針對運營期CC+AC復(fù)合式路面常規(guī)養(yǎng)護方法的不足，依托某內(nèi)環(huán)快速路路面專項工程，開展了高聚物注漿加固補強路基技術(shù)應(yīng)用研究，分析了高聚物注漿技術(shù)在復(fù)合式路面養(yǎng)護應(yīng)用中的處治效果和經(jīng)濟效益。結(jié)果表明：高聚物注漿能有效提升復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)承載性能，并可預(yù)防反射裂縫；采用高聚物注漿加固基層與面層重鋪相結(jié)合的方法，能有效根治病害、節(jié)省造價、縮短工期，減少交通中斷時間，經(jīng)濟社會效益顯著。

關(guān)鍵詞：高聚物；注漿；復(fù)合式路面；反射裂縫；經(jīng)濟效益

中圖分類號：U418.6 A 17 063 2

0 引言

復(fù)合式路面是指由不同類型和力學(xué)性質(zhì)的結(jié)構(gòu)層復(fù)合而成的路面，是除剛性路面、柔性路面之外的第三種應(yīng)用較為廣泛的路面結(jié)構(gòu)形式。復(fù)合式路面在運營期容易出現(xiàn)反射裂縫［1］，且路面產(chǎn)生裂縫之后在水的侵蝕作用下繼而引發(fā)唧泥、脫空、沉陷、網(wǎng)裂等病害，降低路面結(jié)構(gòu)壽命和使用性能。對于在原水泥混凝土板上加鋪瀝青混凝土形成的復(fù)合路面，更容易出現(xiàn)此類病害，主要原因有加鋪前對原水泥混凝土板及板下基層處治不到位、層間結(jié)合設(shè)計不合理等［2-3］。為解決混凝土板及板下基層強度不夠的問題，防止或延緩反射裂縫的出現(xiàn)和擴展，養(yǎng)護部門通常采取開挖重鋪或注漿加固的修復(fù)技術(shù)。其中開挖重鋪法因需長時間中斷交通、需要大型施工設(shè)備、污染環(huán)境、浪費資源等缺點在部分地區(qū)被限制使用，而注漿加固技術(shù)具有非開挖、低成本、易操作、快速開放交通等優(yōu)點，在道路維護中的應(yīng)用日益廣泛［4-5］。

注漿技術(shù)根據(jù)所注材料不同分為水泥注漿和化學(xué)注漿。水泥注漿因水泥漿液穩(wěn)定性差、凝結(jié)時間長、硬化后具有干縮性，不能及早開放交通等特點，使其使用范圍受限［6］；高聚物注漿快速、微損、耐久、環(huán)保的特性，很好地彌補了水泥注漿的不足，在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用［7］。因此，本文基于某內(nèi)環(huán)CC+AC復(fù)合式路面維護項目，采用高聚物注漿技術(shù)對基層進行加固補強，然后對面層進行銑刨重鋪，并使用落錘式彎沉儀對高聚物注漿效果進行評價，綜合分析了高聚物注漿技術(shù)在復(fù)合式路面維護應(yīng)用中的經(jīng)濟效益。

1 高聚物注漿技術(shù)簡介

1.1 高聚物注漿加固路基原理

高聚物注漿加固補強基層的基本原理是，向路基中注射一定配比的雙組分高聚物材料，兩種材料混合后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，體積迅速膨脹形成泡沫狀凝固體，材料在膨脹固化過程中，可以快速填充空隙，并向周圍介質(zhì)施加膨脹壓力，使周圍松軟結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)得到擠密、壓實，增強結(jié)構(gòu)的整體性，達到填充脫空、加固地基、防止?jié)B漏及抬升沉降等目的（如圖1所示）。

1.2 高聚物注漿材料特性

本文采用膨脹型非水反應(yīng)高聚物注漿材料，其由多元醇和異氰酸酯兩種組分按一定比例混合反應(yīng)生成，具有環(huán)保、早強、輕質(zhì)、抗?jié)B（滲透系數(shù)為10-8 m/s，防水性能優(yōu)良）、耐久、不受水的影響等優(yōu)良工程特性［8］，因而廣泛應(yīng)用于道路加固、地下結(jié)構(gòu)防滲漏等領(lǐng)域。

1.3 高聚物注漿技術(shù)特征

基于非水反應(yīng)類聚氨酯材料優(yōu)良的工程特性，高聚物注漿相較于水泥注漿具有如下特點：

（1）檢修配套，診治融合。注漿前綜合采用落錘式彎沉儀（FWD）和探地雷達（GPR）無損檢測技術(shù)對路面進行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果確定病害位置和范圍，根據(jù)病害位置和范圍“對癥下藥”進行注漿修復(fù)，注漿后采用FWD和GPR復(fù)測以評價維修效果。

（2）施工速度快，不需要養(yǎng)護，對交通干擾小。漿液發(fā)生反應(yīng)后體積迅速膨脹，形成高聚物凝固體，凝固體的強度在15 min內(nèi)可達到最終強度的90%。

（3）防水密封效果好。凝固后的高聚物注漿體具有良好的防水性能，且反應(yīng)過程中的材料具有自膨脹特性，能自由充填周圍巖土體裂縫（隙）并膠結(jié)周圍松散巖土體，從而能對道路內(nèi)部裂縫有良好的密封作用。

（4）輕質(zhì)微損。高聚物注漿體自重輕，其密度不到水泥漿或瀝青材料的10%，且注漿孔直徑不到2 cm，對路面結(jié)構(gòu)基本無損傷。

2 工程應(yīng)用

2.1 工程概況

某內(nèi)環(huán)快速路原路面結(jié)構(gòu)形式為水泥混凝土路面，運行近十年后加鋪瀝青層成為復(fù)合式路面。在環(huán)境和車輛荷載作用下，裂縫、唧泥、沉陷、坑洞等病害不斷出現(xiàn)。由于日交通量大，養(yǎng)護部門限于保通壓力只能采用封層罩面、面層銑刨重鋪等對交通干擾小的維護方法來改善行車條件，然而這些措施并不能有效根治病害，部分路段在修補后不到半年即出現(xiàn)新的裂縫，究其原因是面層重鋪并不能從根本上解決基層的反射裂縫問題。為此，養(yǎng)護部門決定采用高聚物注漿技術(shù)先行對基層進行加固補強，然后再對面層銑刨重鋪，以期根治基層病害，從而減少維護次數(shù)，延長道路使用壽命。

2.2 實施方案

2.2.1 注漿前FWD檢測

首先對擬注漿路段進行FWD彎沉數(shù)據(jù)采集，便于和注漿后的彎沉數(shù)據(jù)進行對比，從而評價注漿加固實施效果。FWD檢測實施方案：沿擬注漿區(qū)域右輪跡帶每隔5 m設(shè)一測點，測點應(yīng)避開裂縫。

2.2.2 注漿方案

對于坑槽、網(wǎng)裂、沉陷嚴重路段，采用車道全寬范圍注漿，注漿孔縱橫向間距為120 cm；對于僅出現(xiàn)單條橫縫或縱縫路段，在裂縫兩側(cè)注漿，注漿孔距裂縫距離為25 cm，單側(cè)注漿孔間距為100 cm，裂縫兩側(cè)注漿孔交錯布置；對于縱、橫縫交錯出現(xiàn)的路段，采用車道全寬注漿并在裂縫處加密注漿孔。注漿孔布置示意圖如圖2所示。

2.3 注漿效果分析

為評價注漿修復(fù)效果，使用FWD對注漿區(qū)域進行復(fù)測，注漿前后彎沉檢測結(jié)果如表1所示。從表1可以看出，實施高聚物注漿后，彎沉值明顯降低，平均降幅為46%，個別位置下降幅度＞70%，說明試驗路段承載能力得到了不同程度的提升，注漿修復(fù)效果明顯。為直觀表現(xiàn)試驗路段注漿前后強度變化情況，繪制彎沉變化曲線如圖3所示。

（1）從圖3中可以看出，注漿前后同一工點的彎沉值均有所下降，表明高聚物注漿對提升復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)強度具有良好的效果。

（2）工點4、5、6即樁號K8+355～K8+365路段彎沉值下降最為明顯，最大彎沉下降值出現(xiàn)在工點5，由注漿前的580.2 μm降為140.8 μm，下降最為顯著，降幅達75.73%；該路段彎沉值平均下降達58.54%，注漿加固效果最為明顯。實際上，該路段在注漿過程中，出現(xiàn)了漿液將存在于路基結(jié)構(gòu)層中的水分擠出的現(xiàn)象，因而基層強度得以大幅度提升。

（3）工點7、8、9彎沉下降幅度不大，分析認為該路段水泥板結(jié)構(gòu)完好，未出現(xiàn)裂縫等破損，且板下未出現(xiàn)脫空，基層狀況良好，瀝青面層出現(xiàn)的坑槽、裂縫為瀝青材料性能老化所致。

3 經(jīng)濟效益分析

為分析高聚物注漿方法在復(fù)合式路面維護應(yīng)用中的技術(shù)經(jīng)濟性，將高聚物注漿技術(shù)與傳統(tǒng)的“基層換板+面層重鋪”方法的維護成本進行對比。在直接成本方面，高聚物注漿技術(shù)每平方米維修價格約為傳統(tǒng)方法的1/3［9］，價格優(yōu)勢明顯；間接成本方面，主要對比兩種維護方法的工期長短，由采用高聚物注漿技術(shù)縮短的工期ΔT乘以每天因封路導(dǎo)致道路使用者的成本增加ΔC，可得到采用新技術(shù)后節(jié)約的間接成本。

以長寬為50 m×3.75 m的標準單車道復(fù)合式路面維修為例，傳統(tǒng)維護方法的工期約為10 d。采用高聚物注漿加固基層+面層重鋪的方法后，工期縮短為3 d，并且兩道工序都可以在夜間施工，較傳統(tǒng)維修方法節(jié)約工期7 d，即ΔT=7。

因封閉交通導(dǎo)致汽車運輸成本、時間成本、交通事故損失、貨物損失的成本增加按0.5元/（km·d）計［10］，某市內(nèi)環(huán)快速路日平均交通量為60萬輛，若采用傳統(tǒng)維護方法，則每天導(dǎo)致道路使用者的間接成本增加ΔC=0.5×600 000=30萬元。

由此，可得出采用高聚物注漿工期縮短而節(jié)省的間接成本C=ΔT×ΔC=7×30萬=210萬元。所以，采用高聚物注漿技術(shù)具有顯著的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

（1）高聚物注漿技術(shù)能有效根治基層病害，并提升路基結(jié)構(gòu)強度。在高聚物注漿過程中能排出路基中積存的水分，并擠密填充松軟路基，進而提高路基的強度；注漿后，部分路段彎沉值下降不明顯，原因是該路段水泥板結(jié)構(gòu)完好，未出現(xiàn)裂縫等破損，且板下未出現(xiàn)脫空，基層狀況良好，瀝青面層出現(xiàn)的坑槽、裂縫為瀝青材料性能老化所致，對此類病害可采取功能性維修措施。

（2）采用高聚物注漿加固路基與重鋪面層相結(jié)合的標本兼治養(yǎng)護方法，能大幅縮短維修工期，減少占道施工，減少中斷交通時間，節(jié)約社會成本，經(jīng)濟效益顯著。同時，該方法避免了交叉作業(yè)，便于維護部門施工組織管理，減少安全管理壓力。

參考文獻

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收稿日期：2022-11-10