- 相關(guān)推薦
公路工程中的高聚物注漿技術(shù)論文
摘要:伴隨我國公路通車總里程不斷增加,在公路工程建設(shè)行業(yè)中,重建、養(yǎng)護(hù)工作成為重要任務(wù)之一。通過采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施,不僅能夠抑制和預(yù)防潛在病害發(fā)展,同時(shí)也改善了原有路面使用狀況,延長公路工程使用年限。高聚物注漿技術(shù)在治理路面深層病害方面發(fā)揮著積極作用,如層間脫空、基層沉陷等,效果良好,主要對(duì)其施工工藝進(jìn)行分析,并探討質(zhì)量控制的有效措施。
關(guān)鍵詞:公路工程;高聚物注漿技術(shù);施工工藝
0引言
近年來,我國機(jī)動(dòng)車保有量快速攀升,目前已經(jīng)達(dá)到2.9億輛,公路工程投入運(yùn)營之后承擔(dān)著更大的交通壓力,在車輛荷載作用下會(huì)導(dǎo)致一系列路面病害,因此有必要加強(qiáng)后期養(yǎng)護(hù)及維修工作。高聚物注漿技術(shù)屬于化學(xué)注漿方式,具有良好的密封性、耐久性,且強(qiáng)度高,能夠有效填充路面脫空現(xiàn)象,通過膠結(jié)松散材料,充分與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在短時(shí)間內(nèi)獲得較大的最終強(qiáng)度,施工效率高且注漿孔徑小,最大限度上降低了對(duì)車輛通行的影響。同時(shí)此類施工技術(shù)社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益顯著,應(yīng)用前景廣闊。
1工程案例
某公路工程于2003年投入運(yùn)營,近年來其交通量呈快速攀升狀態(tài),且重載車輛多,雖總體路況良好,但路面技術(shù)狀況不斷下降,局部路段存在較為嚴(yán)重的病害,降低車輛行駛安全性。該公路工程所在地氣候濕潤,年均降水量為1800~2000mm,對(duì)路基及路面結(jié)構(gòu)造成一定不良影響。經(jīng)技術(shù)人員對(duì)路面情況勘測(cè),路面破損最大達(dá)22%,擬采取高聚物注漿技術(shù)處理病害路段,以基底深層注漿方式為主,注漿孔直徑設(shè)計(jì)為1.6cm,深度約為80cm。通過試驗(yàn)施工確定各項(xiàng)參數(shù),制定科學(xué)施工方案,以此為依據(jù)組織施工部署,確保養(yǎng)護(hù)工程順利進(jìn)行。
2高聚物注漿技術(shù)概述
高聚物注漿技術(shù)以高分子聚合物為主要材料,將其注入路面內(nèi)部,經(jīng)過相關(guān)化學(xué)反應(yīng)后,出現(xiàn)體積膨脹現(xiàn)象,形成強(qiáng)度良好的固結(jié)體,呈泡沫狀,使結(jié)構(gòu)中的空隙得以填充,改善周圍松散介質(zhì)原有狀態(tài),有效提升路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及整體性。與水泥類注漿方式相比,高聚物注漿技術(shù)具有突出特點(diǎn):其一,高膨脹性。待注漿材料充分混合之后,快速產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),自由膨脹比達(dá)到20∶1,可控膨脹力強(qiáng)大,有效填充松散基層,改善路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。其二,多層修復(fù)性,根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,注漿深度應(yīng)達(dá)到基層之下,與面層貫通,在外界注漿壓力作用下處治基層、底基層、路基部位的脫空病害。其三,高聚物注漿固結(jié)體彈性良好,不易產(chǎn)生脆裂現(xiàn)象,同時(shí)固化物吸水率小,水分不易滲入內(nèi)部。
3公路工程中高聚物注漿技術(shù)施工工藝
3.1高聚物注漿材料準(zhǔn)備
高聚物注漿材料主要分為兩部分,一是包括催化劑、泡沫穩(wěn)定劑等在內(nèi)的聚氨酯白料;二是聚氨酯黑料,對(duì)于施工中所用的材料應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行吸水率試驗(yàn)和無側(cè)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),確保達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。要求高聚物材料的膠凝時(shí)間保持在15~20s,黑、白料的用量不同,其膨脹比也存在一定差異,在膨脹比過大的情況下,會(huì)對(duì)材料強(qiáng)度造成影響,應(yīng)通過配比試驗(yàn)設(shè)計(jì)兩部分材料配合比例,確定各項(xiàng)原材料用量,達(dá)到最佳的力學(xué)性能及固化速度。為校驗(yàn)配合比例的科學(xué)性,可根據(jù)配合比例制作試樣,檢測(cè)其性能指標(biāo)。
3.2注漿前路況檢測(cè)
在注漿施工開始之前,通常采用落錘式彎沉儀檢測(cè)路面彎沉情況,明確基層、底基層等結(jié)構(gòu)層存在的病害,以此為依據(jù)確定高聚物注漿施工范圍、孔徑、深度等相關(guān)參數(shù),對(duì)路面病害進(jìn)行有效處理。待施工結(jié)束后,復(fù)檢路面彎沉值情況,檢驗(yàn)注漿效果是否滿足需求.
3.3注漿孔間距及壓力設(shè)置
通過試驗(yàn)施工設(shè)置合理的注漿間距,通常控制在1.2~1.5m,若出現(xiàn)板塊斷裂現(xiàn)象,可適當(dāng)加密注漿孔。其次是設(shè)置注漿壓力,應(yīng)綜合考慮土孔隙率、注漿土體積、填充系數(shù)等因素,注漿壓力過小難以實(shí)現(xiàn)良好的填充加固效果,反之注漿壓力過大則會(huì)破壞結(jié)構(gòu)層,出現(xiàn)路面隆起現(xiàn)象,注漿壓力通常設(shè)計(jì)為7MPa,可根據(jù)公路工程實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整,由于高聚物材料自身特性,其注漿壓力計(jì)算公式為:PG=P+△P式中:高聚物注漿實(shí)際壓力表示為PG注漿槍口壓力表示為P高聚物材料膨脹壓力表示為△P
3.4現(xiàn)場試注漿
通過現(xiàn)場試注漿能夠有效檢驗(yàn)各項(xiàng)參數(shù)是否滿足施工要求,并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果適當(dāng)調(diào)整,為后期注漿施工提供積極指導(dǎo)作用。選取具有代表性路段開挖注漿槽,并在距注漿槽1m左右的范圍內(nèi)實(shí)施注漿,在注漿過程中應(yīng)由專門施工人員檢驗(yàn)漿液是否滲出,若存在滲漏現(xiàn)象,需技術(shù)標(biāo)注具體位置。同時(shí)及時(shí)記錄試驗(yàn)施工中存在的問題,并組織技術(shù)人員分析原因,提出相應(yīng)解決方案,避免后期正式施工中出現(xiàn)類似問題。
3.5注漿實(shí)施
首先是鉆孔作業(yè),應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況選取相應(yīng)規(guī)格的鉆機(jī),由操作人員檢驗(yàn)其使用性能,并儲(chǔ)備易損零件。采取長短鉆配合施工的方式,先進(jìn)行短鉆施工,鉆孔時(shí)間控制在40~65s,長鉆時(shí)間約為70~140s,鉆進(jìn)過程中盡量保證鉆桿處于垂直狀態(tài),將軸心偏斜誤差控制在合理范圍內(nèi)。待鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度之后,還需進(jìn)行清孔作業(yè),避免孔底沉渣對(duì)注漿效果造成影響,同時(shí)檢驗(yàn)鉆孔各項(xiàng)參數(shù)是否與設(shè)計(jì)要求保持一致,不得存在孔徑過大現(xiàn)象。其次,安裝注漿帽,確保其與注漿管緊密連接在一起,防止后期施工中出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象,二者緊密連接之后,可采用錘頭將其貫入注漿孔。隨后按照標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施注漿施工,合理控制注漿時(shí)間,注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)要求且出現(xiàn)輕微反壓現(xiàn)象時(shí),表明達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,方可停止注漿,但應(yīng)持續(xù)施加壓力15~30s,以保證固結(jié)體的穩(wěn)定性,最后將注漿槍與注漿帽分離,進(jìn)行封孔處理。
4高聚物注漿施工質(zhì)量控制措施
1)在具體施工中,應(yīng)充分掌握公路工程實(shí)際情況,確定各項(xiàng)施工參數(shù),以滿足工程養(yǎng)護(hù)需求。滿堂布置、沿裂縫布置、沿唧泥點(diǎn)布置是常見的注漿孔布設(shè)方式。通常情況下,滿堂布置適用于路況較好的路段,其主要目的是深層預(yù)防性養(yǎng)護(hù);沿裂縫布置是將注漿孔布設(shè)在裂縫兩側(cè),相距0.25~0.3m,呈交叉狀;沿唧泥點(diǎn)布置設(shè)計(jì)為正當(dāng)性,注漿孔與唧泥點(diǎn)保持相同間距,分布在其四周。應(yīng)根據(jù)公路工程路面病害實(shí)際情況,選取相應(yīng)的布置方式。通過現(xiàn)場試驗(yàn)注漿能夠有效確定注漿半徑,同時(shí)考慮實(shí)際工程量及經(jīng)濟(jì)效益。嚴(yán)格控制注漿材料質(zhì)量,遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),設(shè)計(jì)科學(xué)配合比例,確保滿足施工要求。
2)在注漿施工中,為保證達(dá)到良好的注漿效果,應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量控制措施,避免注漿量過大,導(dǎo)致路面隆起現(xiàn)象。高程控制及平整度控制是兩項(xiàng)主要內(nèi)容。首先是高程控制,在注漿施工過程中應(yīng)組織施工人員實(shí)時(shí)觀測(cè)路面實(shí)際情況,路面隆起高差在5mm以內(nèi)時(shí),可不采取處理措施,若超過這一范圍,應(yīng)及時(shí)分析具體原因,調(diào)整注漿壓力或注漿量。其次是平整度控制,待注漿施工結(jié)束之后,檢測(cè)路面平整度,確保車輛安全通行。在注漿施工過程中,如注漿壓力突然上升,出現(xiàn)反力回彈現(xiàn)象,應(yīng)保持穩(wěn)定壓力15~30s即可。注漿壓力突然降低的情況下,可能底部存在空洞或出現(xiàn)劈裂流動(dòng)現(xiàn)象,漿液膨脹導(dǎo)致路面隆起也是主要原因,應(yīng)加強(qiáng)高程控制,持續(xù)注漿時(shí)間在1~2min,確保注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),以實(shí)現(xiàn)良好的注漿效果。
3)待高聚物注漿施工結(jié)束后,應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)注漿效果,若存在不滿足施工要求的現(xiàn)象,應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿處理措施,確保達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。彎沉檢測(cè)是常用的注漿效果無損檢測(cè)方式,在注漿施工前后都應(yīng)采用落錘式彎沉儀檢測(cè)路面實(shí)際彎沉值,檢測(cè)點(diǎn)間距通常為1~2m不等,根據(jù)路面狀況確定間距大小,病害嚴(yán)重路段應(yīng)適當(dāng)增加檢測(cè)點(diǎn),并將其標(biāo)記出來。結(jié)合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),注漿前后彎沉比為1.0~3.0,若超過這一范圍,應(yīng)分析差異產(chǎn)生的具體原因,并采取相應(yīng)處理措施。此外,還應(yīng)計(jì)算動(dòng)態(tài)土基模量,以計(jì)算結(jié)果為依據(jù)判斷土基強(qiáng)度是否得到改善。邊緣彎沉值影響土基模量的重要因素,高聚物注漿能夠有效改善層間結(jié)構(gòu)狀況,但注漿過程中可能會(huì)附近結(jié)構(gòu)造成破壞,出現(xiàn)注漿量不足的現(xiàn)象,導(dǎo)致承載能力下降,為有效解決此類問題,應(yīng)加深注漿深度。同時(shí)也可采取開槽破損檢測(cè)方式,在施工完成的路段進(jìn)行開槽,檢驗(yàn)漿液擴(kuò)散情況,分析注漿效果。
5結(jié)語
近年來,我國機(jī)動(dòng)車保有量呈現(xiàn)出快速攀升狀態(tài),重載車輛逐漸增多,公路工程在運(yùn)營過程中承擔(dān)了更大的通行壓力,若不加強(qiáng)后期養(yǎng)護(hù)措施,將會(huì)導(dǎo)致脫空、裂縫等路面病害,影響車輛行駛的安全性。高聚物注漿技術(shù)主要采用高分子聚合物,防水性、耐久性良好,有效填充結(jié)構(gòu)層脫空現(xiàn)象,優(yōu)化層間結(jié)構(gòu)整體性及穩(wěn)定性,改善原有路面使用性能,提高行車舒適度,延長公路工程使用壽命。在實(shí)際操作中,應(yīng)充分掌握高聚物注漿技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格按照規(guī)定流程進(jìn)行施工,同時(shí)將質(zhì)量控制工作貫穿于施工全過程,加強(qiáng)工作人員技術(shù)培訓(xùn),盡量避免人為操作失誤,進(jìn)而有效提升注漿效果,處治路面病害。
參考文獻(xiàn):
。1]林志陽.高聚物注漿技術(shù)在瀝青混凝土路面裂縫唧漿處治中的應(yīng)用[J].福建交通科技,2013(1).
。2]王治強(qiáng).河北張承高速大華嶺隧道公路水泥混凝土路面高聚物注漿技術(shù)的應(yīng)用[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2016(1).
。3]劉庭峰.高聚物注漿技術(shù)在泉廈高速公路拼接裂縫中的應(yīng)用[J].福建交通科技,2016(4).‘
。4]楊冬韻,王孟霞,盧自立,等.高聚物注漿對(duì)我國華南地區(qū)高速公路瀝青路面的適應(yīng)性分析[J].北方交通,2014(7).
。5]鄭新國.反壓成型高聚物注漿材料膨脹特性及其固結(jié)體力學(xué)性能研究[J].中國鐵道科學(xué),2017(1).
【公路工程中的高聚物注漿技術(shù)論文】相關(guān)文章:
試析注漿技術(shù)在房建工程中的應(yīng)用論文05-01
公路工程技術(shù)論文04-27
公路工程技術(shù)的論文05-05
注漿加固技術(shù)在高原高速公路中的應(yīng)用04-27
淺層填充注漿技術(shù)在道路改造工程中的應(yīng)用05-03
注漿鋼花管技術(shù)在邊坡滑坡治理中的應(yīng)用04-27