高聚物注浆技术在高速公路老路病害处治中的应用研究

摘要：高聚物注浆技术在高速公路老路病害处治中的应用研究，主要探讨了如何利用高聚物材料进行注浆，以修复和加固高速公路的老化路面。这项技术通过将高聚物材料注入到路面的裂缝和空隙中，可以有效地填补这些缺陷，从而延长路面的使用寿命，提高行车的安全性和舒适性。结合长深高速公路改扩建项目，在研究中详细分析了高聚物注浆材料的性能特点，包括其粘结力、耐久性和抗老化能力等，并探讨了在不同环境条件和病害类型下，高聚物注浆技术的适用性和施工工艺。

关键词：高聚物注浆技术；高速公路；老路病害处治；应用

一、引言

高速公路在我国交通运输体系中占据着极为重要的地位，其运营状况直接关系到国民经济的发展和人民群众的出行安全。然而，由于长期受到交通荷载、环境因素以及设计和施工缺陷等多种因素的影响，高速公路老路出现了诸如路面裂缝、坑槽、唧泥，路基沉降等病害。这些病害不仅降低了道路的舒适性和安全性，还增加了道路的养护成本和维修难度。传统的病害处治方法往往存在施工周期长、对交通影响大、处治效果有限等问题。高聚物注浆技术的出现为高速公路老路病害处治提供了一种新的有效途径。

二、高聚物注浆技术原理

高聚物注浆技术是将两种或多种高聚物组分通过专用注浆设备注入到病害部位，在短时间内发生化学反应，迅速膨胀并固化形成高强度、低渗透性的聚合体。其原理主要基于高聚物材料的快速反应特性和填充性能。当高聚物浆液注入到路基或路面的空隙、裂缝等病害处时，能够快速填充这些部位，将松散的土体或破碎的路面结构胶结在一起，从而提高路基的承载能力和路面的整体性。同时，高聚物聚合体具有良好的弹性和变形能力，能够有效地吸收和分散交通荷载产生的应力，减少病害的进一步发展。

三、高聚物注浆材料特性

（一）快速固化

高聚物注浆材料的反应速度极快，一般在几秒到几十秒内即可完成固化，这使得施工过程能够快速进行，大大缩短了道路封闭时间，减少对交通的影响。例如，在某高速公路病害处治工程中，高聚物浆液注入后仅需10-15秒即可初步固化，30秒后基本达到设计强度，能够快速恢复道路的通行能力。

（二）高强度

固化后的高聚物聚合体具有较高的抗压、抗拉强度，能够承受较大的交通荷载。其抗压强度可达10-20MPa甚至更高，抗拉强度也能达到1-3MPa，足以满足高速公路路基和路面的力学性能要求。

（三）低渗透性

高聚物聚合体的渗透系数极低，一般在10-9-10-12cm/s之间，能够有效地阻止水分和空气的侵入，防止路基和路面因水损害而进一步恶化。这对于南方多雨地区的高速公路病害处治尤为重要。

（四）环保性

高聚物注浆材料通常不含有害物质，对环境无污染，符合现代绿色交通建设的要求。在施工过程中不会产生大量的废弃物和粉尘，对周边环境和施工人员的健康危害较小。

四、高聚物注浆技术施工工艺

（一）病害检测与评估

在进行高聚物注浆施工前，首先要对高速公路老路病害进行全面的检测和评估。采用探地雷达、弯沉仪、路面平整度仪等设备对路基和路面的结构状况、病害类型、分布范围等进行详细检测。例如，通过探地雷达可以准确探测出路基内部的空洞、疏松层等病害位置，弯沉仪可以检测出路基的承载能力变化，路面平整度仪则能反映出路面的不平整程度。根据检测结果，制定针对性的注浆方案。

（二）钻孔布置

根据病害的分布情况和注浆要求，合理布置钻孔位置。钻孔的间距、深度和直径应根据病害的严重程度、路基或路面的结构厚度等因素确定。一般来说，钻孔间距在1m左右，深度应穿透病害层到达稳定土层或基层，直径通常为2cm。例如，在处理路面裂缝病害时，钻孔间距可设置为0.35m 左右，按照“深浅交替”控制原则，浅孔穿过面层至少2cm，深孔穿过基层2cm，不穿过底基层。对于半刚性基层层间病害，钻孔深度穿过基层2cm，不穿过底基层。对于路基深层空洞病害，钻孔深度可能需要达到2-3m甚至更深。

（三）注浆设备准备与调试

选用专业的高聚物注浆设备，如双液注浆泵等。在施工前，对注浆设备进行全面的检查、调试和清洗，确保设备能够正常运行，注浆压力、流量等参数能够准确控制。同时，要准备好足够的高聚物注浆材料，并按照规定的比例进行混合和搅拌均匀。

（四）注浆施工

将注浆管插入钻孔中，按照设计的注浆压力和流量开始注浆。在注浆过程中，要密切观察注浆压力的变化情况，当注浆压力达到设计值且稳定后，或者相邻钻孔出现冒浆现象时，停止注浆。注浆顺序一般采用由低到高、由外到内的方式进行，确保浆液能够均匀地填充病害部位。例如，在处理基层病害时，先从路基边缘的钻孔开始注浆，逐步向路基中心推进；对于路面病害，则从裂缝的一端开始向另一端注浆。

（五）封孔与清理

注浆完成后，及时对钻孔进行封孔处理，防止浆液倒流和外界水分侵入。封孔材料可采用水泥砂浆或其他专用封孔材料。同时，对施工区域进行清理，将多余的注浆材料、废弃物等清理干净，恢复道路的整洁。

五、高聚物注浆技术在高速公路老路病害处治中的应用实例

（一）路面裂缝病害处治

某高速公路部分路段出现了大量的横向和纵向路面裂缝，裂缝宽度在2- 10mm之间，长度不等。采用高聚物注浆技术进行处治，首先对裂缝进行清理和扩缝处理，然后按照上述施工工艺进行钻孔、注浆。注浆材料选用具有良好粘结性和柔韧性的高聚物浆液。经过注浆处治后，裂缝得到了有效填充和密封，路面的整体性得到恢复。经过一段时间的观测，裂缝未出现再次扩展，路面平整度得到明显改善，行车舒适性显著提高。

（二）路基沉降病害处治

在某高速公路上，由于路基填料不均匀、地下水位变化等原因，部分路段出现了路基沉降病害，最大沉降量达到 15cm。针对该病害，采用高聚物注浆技术进行加固处理。通过对沉降区域进行详细检测和分析，确定钻孔位置和深度，将高聚物浆液注入到路基的松散层和空洞部位。注浆后，路基的承载能力得到提高，沉降得到有效控制。在后续的运营过程中，该路段的路面平整度保持稳定，未出现因路基沉降导致的新病害。

（三）唧泥病害处治

某高速公路的水泥混凝土路面存在唧泥病害，主要是由于路面与基层之间的排水不畅，在车辆荷载作用下，基层中的水分被挤压到路面表面。采用高聚物注浆技术，在路面边缘和板角等唧泥严重的部位钻孔注浆，高聚物浆液填充了基层中的空隙，形成了一道防水屏障，阻止了水分的迁移，同时提高了基层的强度。经过处治后，唧泥现象消失，路面的耐久性得到增强。

六、结论

高聚物注浆技术作为一种新型的高速公路老路病害处治技术，具有独特的优势和广阔的应用前景。其原理基于高聚物材料的快速反应和填充性能，材料具有快速固化、高强度、低渗透性和环保性等特点。通过合理的施工工艺，能够有效地处治路面裂缝、路基沉降、唧泥等多种病害，改善路基和路面的力学性能，提高病害修复效果，且施工效率高、对交通影响小。然而，该技术在应用过程中也存在材料成本高、技术标准不完善、长期性能监测数据不足等问题。未来需要在材料研发、技术标准制定和长期性能研究等方面进一步努力，以推动高聚物注浆技术在高速公路老路病害处治中的广泛应用，保障高速公路的安全、高效运营。

参考文献

[1]赵烨城.高聚物注浆技术在高速公路养护维修中的应用[J].工程建设与设计，2024，（18）：167-169.DOI：10.13616/j.cnki.gcjsysj.2024.09.255.

[2]张天荣.高聚物注浆在高速公路沥青路面唧浆病害处治中的应用[J].甘肃科技纵横，2024，53（05）：88-92.

[3]秦鹏飞.高聚物注浆技术及其应用研究[J].黄河科技学院学报，2024，26（05）：56-63.DOI：10.19576/j.issn.2096-790X.2024.05.010.