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    地聚合物注漿料

    一、概述

    水泥混凝土路面具有剛度大、強度高、耐久性好、養護費用少、整體性與穩定性優等特點,目前在我國高等級公路中應用比較普遍,尤其在南方潮濕多雨、不宜修建瀝青路面的地區尤為明顯。 然而,許多水泥混凝土路面在運營一段時間后就出現了裂縫、板破碎、錯臺、唧泥、沉陷和接縫損壞等病害,其中很重要的原因就是板角板邊基礎脫空所致,因此必須行之有效地維修,否則路面破損程度將日趨嚴重,嚴重影響道路的行車質量和安全。

    目前國內普通采用壓漿技術對水泥混凝土道路進行修復,修復效果則根據壓漿前后的彎沉值來進行評價。但是水泥漿的膨脹力很小,而且硬化后為脆性材料,在長期交通荷載作用下注漿效果并不理想,而高聚物材料則克服了這些缺點,在國外已經得到廣泛地應用。

    二、地聚合物注漿料技術簡介

    地聚合物注漿料,在國外道路、機場跑道、橋頭跳車等基礎設施的快速維修中已取得了75 000多例成功的應用,在國內工程中該技術的應用起步較晚.。

    其主要特點有:

    ① 密度?。汗こ虘弥懈呔畚锏拿芏茸兓秶?150~300 kg/m3 之間,無收縮,維修后產生的附加應力??;

    ② 施工速度快,不需要養護: 高聚物化學反應時間速度快,注漿后15 min 之內能夠達到其抗壓強度的90 %,對交通影響??;

    ③ 反應時材料體積迅速膨脹(可達液體體積的10~20 倍),生成的高聚物材料物理力學性能優良;

    ④ 注漿孔徑?。?6mm),對結構無破壞;

    ⑤ 滲透系數很小,為 10-8 m/s,材料防水性能優良,耐久性好,對環境無污染對結構無破壞。

    三、地聚合物注漿料加固地基機理

        地聚合物注漿料中,采用的高聚物是由分別裝在不同的密封容器中兩種液體組分,加熱后,按照一定的混合比例在一定壓力作用下,在注漿管道的出口處相遇的兩種液體,發生劇烈的化學反應 . 反應過程中形成溫度較高的流塑狀的混合體,在注漿壓力和材料反應體積膨脹的作用下不斷的填充周圍土體中的孔隙和壓密土體,并將路基中的積水沿裂縫或尚未注漿的管道擠出,起到加固土體的作用,高聚物會因周圍介質的不同呈現出以下兩種加固形式:

    1)如果土體是由散狀的粘結力小的顆粒組成,高聚物能夠充滿土體孔隙,起到黏合劑的作用,形成一種物理力學特性優于土體的聚合體,此時高聚物就起到了填充和擠密作用;

    2)如果土體是粘性土體,高聚物并不是充滿所有的空隙,而是形成有一定密度的條狀柵格,它類似于植物的根系,從而由于條狀柵格的壓縮和增強作用,形成一個塊體,此時高聚物產生了劈裂和擠密的作用。

    image.png  

    國外同行的彎沉儀

    四、S&S混凝土道面高聚物注漿工藝

    1)對擬維修水泥混凝土道路進行彎沉檢測;

    2)結合彎沉檢測結果確定需要維修的位置,并根據現場實際情況制定注漿方案;

    3)現場注漿施工,包括測量定點、鉆孔、安置注漿導管和注漿頭、注漿及清理路面等過程;

    4)對注漿后的路面再次進行彎沉檢測用以評估注漿效果,對于未達到要求的位置進行二次注漿。

     image.png 

    彎沉儀

    五、工程實例

    1、工程簡介

        某高速公路于 2002 年 12 月底通車,其收費站廣場采用的是水泥混凝土路面,由于交通量快速增長及超載運輸,加之路基強度及基層結構強度不足,造成路面出現了裂縫、板破碎、唧泥、沉陷和接縫損壞等病害,擬采用高聚物注漿技術對其左幅加寬車道和左幅正常車道位進行維修.。

    2、注漿方案

    注漿前采用荷載設置為 10 t 的彎沉儀對擬注漿路段進行彎沉值檢測,測點位置:每塊板的左板角,距板邊0.30 m;如有裂縫出現,在距裂縫 0.30 m 處加測彎沉值,具體見圖 1 所示:注漿孔沿行車方向,縱向間距 1.50 m,橫向間距 1.30 m . 如遇到路面裂縫,在裂縫兩邊增加注漿孔,注漿孔距離裂縫 0.3 m,沿縫間距 1.15m,交叉布置,具體見圖 2 所示:

     image.png 

    注漿孔直徑為 1.6 cm,注漿孔的深度一般位于墊層或者墊層與路基交界面以下,具體應根據附近點的彎沉值和鉆孔時隨鉆桿旋轉帶出的土粒的干濕情況而定,一般鉆至土粒明顯變濕處停止 .   根據上述原則并結合現場實際情況,注漿孔深度定為 0.54 m 左右在鉆好的注漿孔內置入注漿頭,為了精確控制注漿過程,防止抬升混凝土面板,在注漿孔附近放上標尺,

    旁邊放激光水準儀實時監控路面的高度變化,當標尺處地面出現微動或有漿體冒出路面時視為注漿量已達到要求,停止注漿,清理現場,然后用 FWD 對注漿后的路段重新進行彎沉檢測。

    六、小貼士

    1)地聚合物注漿料,是一種快速無損的道路維修技術,注漿孔直徑小,注漿結束后采用瀝青封孔,對道路結構影響小,同時具有施工速度快,對交通影響小的特點。

    2)地聚合物注漿料在填充空隙的同時,能夠排出路面下積水,并由于材料滲透系數小的特點起到防滲作用,有效的解決了水泥混凝土道路唧泥現象,防止水泥混凝土道路的進一步的水破壞。



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