一吴超凡’方德铭 林晓威ａ （１．西安长大公路养护技术有限公司，西安７１００００；２．福建省公路管理局，福州 ３５０００４； ３５０００２） ３．福州市公路局，福州摘要路面非开挖式地聚合物注浆加固的目的是排出路床和路面结构层的明 水，用地聚合物注浆材料填充层间空隙，将路面各结构层连接为一个整体，提高路面结 构承载能力。本文通过福建两港路沥青路面病害处治实例，详细介绍地聚合物注浆材 料的特性、工艺流程，以及地聚合物注浆处治后弯沉变化情况，表明地聚合物注浆加固 技术可有效加固路面结构层，提高道路结构承栽力。 １ 引言 沥研 青究 关键词地聚合物注浆技术沥青路面 处治工艺加固路面结构层 裂压稳采用炮头凿空，路面取芯结果表明：水泥稳定层、 地聚合物（Ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒ）材料是以粘土、工业废渣或 矿渣为原料，通过化学反应得到的具有与陶瓷性能相似 沥青碎石层局部松散，局部路床土湿软，该段路表弯沉值 见表２所示。 表１ Ｋ２４８＋０００～Ｋ２４８＋８２５路表病害与路面结构形式 的一类新型高性能碱激活胶凝材料，由法国科学家 Ｊｏｓｅｐｈ Ｄａｖｉｄｏｖｉｔｓ于１９８５年提出。 地聚合物浅层注浆技术在国内尚处于起步阶段，鉴 于施工材料注浆技术广阔的运用发展前景，西安长大公 路养护技术有限公司与福建省公路局合作．研发了路基 和路面地聚合物注浆材料．并开发出相应的注浆设备与 施工控制仪器。 ２地聚合物注浆加固目的 路面非开挖式地聚合物注浆加固与病害处治的目 的是通过注浆专用设备，在压力条件下，将流动性高、渗 透性强的地聚合物注浆材料注入微细空隙中．排除层间 表２ Ｋ２４８＋０００～Ｋ２４８＋８２５注浆前弯沉检测数据 水分、空气，填充层间空隙，补强路面结构整体强度。 同时，地聚合物注浆料通过碱性激发剂激活基层或 路基填土中的惰性二氧化硅和氧化铝，并与矿物活性成 分进行聚合反应，使地聚合物注浆材料与基层、土壤产生 均匀致密粘结性好的结石体，形成地聚合物框架，既挤密 路基土，又使路面各结构层连接为一个整体，从而消除路 面、路基结构内病害，提高路面结构承载能力。 ３两港路路面地聚合物注浆加固 ３．１ 项目概况 长乐市两港路Ｋ２４８＋０００～Ｋ２４８＋８２５段沥青路面铺 设于２０１２年１２月，该路段重载交通比例大。原路面路表 病害与结构形式见表ｌ所示，其中旧水泥混凝土路面打 田福建交通科技２０１７年第４期 ■ ＿＿髓盟＿Ｉ暮封■■■量旦■■■■ ｜ Ｉ 硼 ● ｌ －Ｊ 圜■—■ｌ删 璩ｆ＿ ｌ●ｌ１ ＼ ｌ ３．２路面病害原因分析 路床含水量上升而湿软，导致路表弯沉值变大，出现沥青 根据路表病害、取芯、弯沉与雷达检测结果，初步判 路面网裂、下沉等病害。 定路面出现病害的原因是：采用炮头凿孔式对水泥路面 ３．３病害处治方案 进行打裂压稳，但板块并未稳定，且炮头凿孔后局部出现 对单点弯沉值大于２０ｆ０．０１ｍｍ）的湿软路床加固，采 较宽纵、横向裂缝．湿软的路床未能支撑打裂后的水泥板 用路基加固型ＤＪＺ型地聚合物注浆材料：对单点弯沉值 块，造成水泥稳定基层沿较宽裂缝的水泥板处出现反射 大于２０（０．０１ｍｍ）的路面结构层松散与层间脱空病害，采 裂缝，进而造成沥青加铺层反射裂缝；路表水沿裂缝下渗 用路面加固型的双液地聚合物ＣＤ型注浆材料，具体注 到水泥稳定碎石层与空隙率较大的沥青碎石之间，在车 浆材料的技术指标如表３所示，施工顺序是较先进行软 辆荷载长期作用下，造成水泥稳定碎石和沥青碎石松散， 弱路基加固，然后进行路面加固。 表３地聚合物注浆材料主要技术指标 ３．４施工工艺 深度。 ｆｌ１施工准备 检测频率：采用ＦＷＤ弯沉检测仪或贝克曼梁对项目 施工段落交通封闭完全按照《公路养护安全作业规 路段进行弯沉检测。沥青路面：单车道每５ｍ检测一点． 程ｆＪＴＧ Ｈ３０—２０１５）））的临时定点外侧车道养护维修作业 并标记测点位置。 和临时定点内侧车道。 （３）布孔 ｆ２１检测 按照施工前检测数据及现场路面病害位置，标记需 依据《公路养护技术规范》（ＪＴＧ ＨＩＯ一２００９）与《公路 要注浆的位置；然后采用卷尺，进行现场放样与定孔。 路基路面现场测试规程》（ＪＴＧ Ｅ６０—２００８）的要求，在地聚 沥青混凝土路面横向裂缝处布孔形式采用之字形或 合物注浆施工前施工段落各车道沿行车道中央采用 梅花桩形，纵向裂缝主要采用之字形沿裂缝每１～１．５ｍ布 ＦＷＤ动态弯沉测试仪进行路面承载力测试，针对弯沉较 设一个注浆孔；网裂、沉陷区域采用梅花桩形布孔；注浆 大的位置，采用雷达检测路面结构层情况，指导路面钻孔 孔布孔形式如图１所示。 （左：梅花桩型右：之字型） 图１沥青混凝土路面注浆孔布孔形式 福建交通科技２０１７年第４期Ｉ ２ Ｉ （４）钻孔 使用直径１６ｒａｍ或２０ｍｍ的钻头钻孔，钻孔采用干 法成孔，孔深根据检测结果而定ｆ一般情况下需穿透灰土 层下２０～３０ｅｍ）。 ｆ５）￣ｗｊ浆 采用ＺＪ一１５０型智能注浆车进行注浆。该注浆车具有 智能上水系统，智能上水进入在ＺＪ一１５０型智能注浆的搅 拌罐，人工投入粉料，搅拌形成浆液。制浆配比：路基注浆 采用单液注浆。水：ＤＪＺ型地聚合物混合料＝Ｏ．３４：ｌ；路面注 浆采用双液注浆料。其中Ａ组分：Ｂ组分＝３：１。地聚合物混 合料的技术指标如表３所示。 ｆ６）注浆与封孔 注浆前在注浆孔内塞入配套的ＰＶＣ管，安装好注浆 头，压力控制人员开启注浆泵，注浆时，在注浆孔３０ｃｍ 范围内安放路面标高监控仪，若有相邻的孔冒浆或路面 图２ １＇（２４８＋０００～Ｋ２４８＋６００左侧、 Ｋ２４８＋０００一Ｋ２４８＋４８０右侧裂缝处治方案图 测路面弯沉小于２０（０．０１ｍｍ）。②铣刨、挖除病害区域范围 内沥青上、下面层（４ｅｍＡＣ一１３ｅ沥青混凝土＋６ｃｍＡＣ一２０沥 抬升超过０．５ｒａｍ，则自动停止注浆。注浆结束后，采用木 塞封孔，清理注浆孔周围溢出洒落的浆液。 （７）养生 青混凝土１；③清扫干净，粘贴碳纤维复合防裂布；④喷洒 专用粘结胶；⑤摊铺沥青上下面层（４ｃｍＡＣ一１３ ＳＢＳ改性 沥青混凝土＋６ｃｍＡＣ一２０ ＳＢＳ改性沥清混凝土１：⑥新旧界 面用灌缝胶（改性沥青）修复。具体见设计图３。 路基加固的单液地聚合物注浆材料注浆施工完成 后，养生时间最少不能低于６ｈ；路面加固的双液地聚合 物注浆材料注浆施工完成后，小型车辆可直接开放交通， 大型车辆需养生２ｈ可开放交通。 ３．５地聚合物注浆加固与效果分析 ３．５．１地聚合物注浆加固 （１）旧路状况评定 采用ＦＷＤ动态弯沉检测仪对Ｋ２４８＋０００一Ｋ２４８＋６００ 左侧第一、第二车道、Ｋ２４８＋０００一Ｋ２４８＋４８０右侧第一、第 二车道，Ｋ２４８＋６５０～Ｋ２４８＋８２５左侧第一、第二车道、 Ｋ２４８＋４８０～Ｋ２４８＋８２５右侧第一、第二车道沥青路面进行 弯沉检测，共检测８７１个点，从中筛选出１５４个弯沉大于 ２０（０．０１ｍｍ）的承载力不合格点。 （２）地聚合物注浆注浆加固 Ｋ２４８＋０００～Ｋ２４８＋６００左侧第一、第二车道、Ｋ２４８＋ 图３ Ｋ２４８＋６５０￣Ｋ２４８＋８２５左侧与 Ｋ２４８＋４８０～Ｋ２４８＋８２５右侧沥青路面处治横断面图 ０００ Ｋ２４８＋４８０右侧第一、第二车道沥青路面修复方案： ３．５．２地聚合物注浆加固效果分析 ①ＤＪＺ型地聚合物注浆材料沿裂缝走向两侧１．５ｍ范围 采用梅花型１．５ｍ间距注浆加固，注浆深度为地质钻探揭 示的砂层顶，注浆后复测路面弯沉。弯沉值应不大于２０ （１１注浆后弯沉检测 两港路地聚合物注浆处治完成后，采用贝克曼梁弯 沉检测仪进行弯沉检测，弯沉检测结果表明，地聚合物注 浆处治后弯沉值均小于２０（０．０１ｍｍ）。 ｆ２）雷达检测 注浆前雷达图像显示：Ｋ２４８＋６５０～ｋ２４８＋６６０左侧中 间车道处道路结构层层位不连续，该处较破碎存在沉陷 及层间脱空病害：注浆后雷达图像显示：Ｋ２４８＋６５０￣ （０．０１ｍｍ）；②清扫干净裂缝，用灌缝胶（改性沥青）修复裂 缝。具体见设计图２。 Ｋ２４８＋６５０～Ｋ２４８＋８２５左侧第一、第二车道；Ｋ２４８＋ ４８０～Ｋ２４８＋８２５右侧第一、第二车道沥青路面修复方案： ①ＤＪｚ型地聚合物注浆材料对坑槽、网裂、沉陷等结构性 病害影响区域进行结构补强；注浆平面采用１～１．５ｍ间 距．梅花桩型布置，注浆宽度为旧路范围１８ｍ（１Ｅ］路中线 左右９ｍ），注浆深度为地质钻探揭示的砂层顶。注浆后复 ｋ２４８＋６６０左侧中间车道处道路结构层层位明显，有两条 很明显的层面，推测该处为注浆浆液固结所致，推测原来 的沉陷部位已由浆液填充密实。 曰福建交通科技２０１７年第４期 ａ固 鼍 ■ ■■■ｊ啊■■ｍ，吐＿■ 一Ｊ 硼＿一一－基＿ｉ龋曩■■■■■■■＿■Ｅ薹Ｉ ＼ 景■一Ｊ■■＿＼ 一Ｉ ｌ●ｌ 阳一 ／ ■■■■量 一，【 图４ Ｋ２４８＋６５Ｏ～ｋ２４８＋６６０左侧中间车道处注浆前后雷达采集处理图像 ４结论 地聚合物注浆材料具有高渗透性、高流动性、高强度 ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ，ｌ９８９，３５（２）：４２９￣４４１． Ｉ ４ｌ袁鸿昌，江尧忠．地聚合物材料的发展及其在我国的应用前景【ｊ］． 硅酸盐通报．１９９８ｆ ２）：４６～５１． 的特性，结合在福建省长乐市两港路沥青路面病害处治 工程的应用，通车使用一年多来，路面未再出现沉陷、裂 缝等病害，使用状况良好，说明了地聚合物注浆加固补强 【５】上海市政工程管理局．公路路基与基层地聚合物注浆加固技术规 程［Ｍ］．上海：上海市政工程管理局，２００８． 【６】李会安．非开挖式地聚合物注浆技术研究与应用【Ｄ］．长安大学， ２０ｌ５． 技术是较好的路面非开挖式结构加固技术。结合地聚合 物注浆加固技术在国内其他道路使用效果，值得在路面 非开挖式结构加固中推广应用。 宋俊伟．地聚合物注浆技术在沥青路面表面病害处治工程中的处 治工艺研究Ｉ Ｊ１．公路交通科技（应用技术版），２０１６，（０３）：９３—９６． 【８】中华人民共和国行业标准．ＪＴＧ Ｈ３０—２０１５，公路养护安全作业规 参考文献 程ｌ ｓ１．北京：人民交通出版社，２０ｌ５． ｆｌ】裴连日，孙家瑛．采用地聚合物注浆材料提高道路土路基承载能 力ｆＪ１．中国市政工程，２００４（６）：１０～ｌ１． 【９］中华人民共和国行业标准．ＪＴＧ Ｈ１０－２００９，公路养护技术规范【ｓ１． 北京：人民交通出版社．２Ｏ０９． 【２】刘江波．地聚合物道路注浆加固技术研究与应用…．城市道桥与防 洪，２０１３（１）：１４５～１４９ １１０Ｉ中华人民共和国行业标准－ＪＴＪ０５９—９５，公路路基路面现场测试规 程ｌＳ】．北京：人民交通出版社，ｌ９９５． ［３］Ｄａｖｉｄｏｖｉｔｓ Ｊ．Ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｎｄ ｇｅｏｐｏｌｙｍｍ ｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ 福建交通科技２０１７年第４期【４ Ｉ