高聚物注浆技术在水泥混凝土道路维修中的应用

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1、第28卷第1期河南科学Vol.28No.12010年1月HENANSCIENCEJan.2010文章编号：1004-3918（2010）01-0074-04高聚物注浆技术在水泥混凝土道路维修中的应用石明生，马小跃，王复明（郑州大学水利与环境学院，郑州450002）摘要：鉴于传统的水泥混凝土道路维修方法的不足，在某收费站广场水泥混凝土道路采用高聚物注浆技术进行加固维修，并利用FWD对道路注浆前后进行弯沉检测，用于分析和评价注浆效果.从注浆前后弯沉检测的结果可知，注浆后弯沉值均有不同程度的减小，该收费站

2、水泥路面左半幅正常车道弯沉值减小61%，左半辐加宽车道注浆前后弯沉值减小了44.1%.分析表明,高聚物注浆技术在填充脱空、排出下层积水等方面有着良好的效果，并且对路面结构破坏小，施工速度快,对交通影响小,在水泥混凝土道路维修领域有着广阔的应用前景.关键词：水泥混凝土道路；落锤式弯沉仪；高聚物注浆技术中图分类号：U418.5文献标识码：A水泥混凝土路面具有刚度大、强度高、耐久性好、养护费用少、整体性与稳定性优等特点，目前在我国高[1]等级公路中应用比较普遍，尤其在南方潮湿多雨、不宜修建沥青路面的地区尤

3、为明显.然而，许多水泥混凝土路面在运营一段时间后就出现了裂缝、板破碎、错台、唧泥、沉陷和接缝损坏等病害，其中很重要的原因就是板角板边基础脱空所致，因此必须行之有效地维修，否则路面破损程度将日趋严重，严重影响道路的行车质量和安全.目前国内普通采用压浆技术对水泥混凝土道路进行修复，修复效果则根据压浆前后的弯沉值来进行评[2-3]价.但是水泥浆的膨胀力很小，而且硬化后为脆性材料，在长期交通荷载作用下注浆效果并不理想，而高聚物材料则克服了这些缺点，在国外已经得到广泛地应用.本文利用FWD对水泥混凝土道路进行

4、弯沉检测，根据弯沉值（大于某界限值）确定维修位置，采用高聚物注浆技术来对其进行加固维修，并对维修部位再次进行FWD检测，结果表明注浆后道路的弯沉明显减小，即强度明显提高.1高聚物注浆技术简介注浆技术在基础加固领域的发展经历了两百多年的历史，根据注浆材料的不同，它可以分为4个阶段：原始粘土浆液注浆、初级水泥浆液注浆、中级化学注浆和现代注浆阶段.目前注浆技术在岩土工程中的应用于基坑支护，防渗堵漏，地基补强等方面，在道路地基加固维修中主要采用水泥注浆，但由于水泥硬化时的干缩性以及在注浆过程中水分的加入使得

5、注浆效果并不理想.本文中采用的高聚物是聚氨脂泡沫的一种，在国外道路、机场跑道、桥头跳车等基础设施的快速维修中已取得了75000多例成功的应用，在国内工程中该技术的应用才刚刚起步.其主要特点有：①密度小.工程应用3中高聚物的密度变化范围在150～300kg/m之间，无收缩，维修后产生的附加应力小；②施工速度快，不需要养护.高聚物化学反应时间速度快，注浆后15min之内能够达到其抗压强度的90％，对交通影响小；③反应时材料体积迅速膨胀（可达液体体积的10～20倍），生成的高聚物材料物理力学性能优良；④注

6、浆孔径小（1.6cm），对-8结构无破坏；⑤渗透系数很小，为10m/s，材料防水性能优良，耐久性好，对环境无污染对结构无破坏.1.1高聚物注浆技术加固地基机理分析高聚物注浆技术中采用的高聚物是由分别装在不同的密封容器中两种液体组分，加热后，按照一定的混合比例在一定压力作用下，在注浆管道的出口处相遇的两种液体，发生剧烈的化学反应.反应过程中形成温度较高的流塑状的混合体，在注浆压力和材料反应体积膨胀的作用下不断的填充周围土体中的孔隙和压收稿日期：2009-09-16基金项目：河南省杰出人才创新基金（07

7、4200510006）作者简介：石明生（1962－），男，河南南阳人，副教授，从事岩土工程勘察设计方向的教学与研究.2010年1月石明生等：高聚物注浆技术在水泥混凝土道路维修中的应用-75-密土体，并将路基中的积水沿裂缝或尚未注浆的管道挤出，起到加固土体的作用，高聚物会因周围介质的不[4]同呈现出以下两种加固形式：1）如果土体是由散状的粘结力小的颗粒组成，高聚物能够充满土体孔隙，起到黏合剂的作用，形成一种物理力学特性优于土体的聚合体，此时高聚物就起到了填充和挤密作用；2）如果土体是粘性土体，高聚物并

8、不是充满所有的空隙，而是形成有一定密度的条状栅格，它类似于植物的根系，从而由于条状栅格的压缩和增强作用，形成一个块体，此时高聚物产生了劈裂和挤密的作用.1.2高聚物注浆技术工艺简介结合FWD和高聚物材料两者的优点，在对水泥混凝土路面道路维修中，高聚物注浆技术的注浆工艺如下：1）FWD对拟维修水泥混凝土道路进行弯沉检测；2）结合FWD的弯沉检测结果确定需要维修的位置，并根据现场实际情况制定注浆方案；3）现场注浆施工，包括测量定点、钻孔、安置注浆导管和注浆头、注浆及清理路