高速公路路面注漿養(yǎng)護技術研究

朱學偉

（江西省公路工程有限責任公司，江西 南昌 330000）

0 引言

高速公路路面在經過一定周期的使用之后，就會出現(xiàn)路面裂縫等問題，嚴重影響車輛的通行安全及通行質量。當前，在高速路面養(yǎng)護工程中，注漿養(yǎng)護技術作為一種先進的注漿手段，對提高質量有著重要幫助。在注漿技術應用階段要掌握注漿技術的應用方式，提高注漿效果，從而給路面工程的養(yǎng)護效果提供更多支持。

1 注漿工藝原理

化學注漿是目前在工程領域較為常用的施工、維修工藝技術，在現(xiàn)場應用的環(huán)節(jié)，要嚴格落實化學注漿施工材料的配比制作，形成符合工程實際需要的化學漿液，然后注入公路工程結構內，保證結構強度性能合格，減小滲透性，及時修復裂縫以及沉降方面的問題，確保工程的質量和性能合格。化學注漿工藝方案在現(xiàn)場應用中，可發(fā)揮現(xiàn)代注漿工藝方案的優(yōu)勢，落實施工設備的管控措施，提高注漿施工的總體水平。當前，可選擇的注漿工藝施工的材料類型和工藝方式也比較多，要綜合分析現(xiàn)場病害、道路以及路基結構的形式，確定最佳的注漿工藝方案，促進化學注漿水平的提高，滿足道路交通的通行標準要求。

2 公路病害及產生原因

在公路項目投入運營后，長期受到車輛荷載、自然環(huán)境侵蝕等因素影響，導致結構病害問題比較嚴重，主要的病害形式有裂縫、沉降等問題。

第一，裂縫病害是公路項目運營中極為常見的，也是養(yǎng)護施工關注的重點，會對道路結構的美觀性產生不利影響，且深層裂縫問題影響比較大，嚴重時還會影響道路交通的安全性，造成交通事故。裂縫問題按照不同寬度可以分多種，比如細微裂縫（＜2mm）、微裂縫（2～6mm）、小裂縫（6～13mm）。裂縫的問題發(fā)生率最高，關系道路橋梁的運行安全性，目前，我國很多高速公路項目都采用了瀝青混凝土形式，如果發(fā)生裂縫的病害問題，水分通過裂縫進入結構內，產生嚴重的侵害和影響，對整個道路通行都將產生嚴重的負面影響。

第二，在高速公路項目建設中，沉降病害問題較為常見，危害性也很大，多數(shù)都是以不均勻沉降的形式存在，極大地影響道路交通的安全性和穩(wěn)定性，阻礙公路項目的運營。造成沉降問題的原因較多，包括壓實不足、軟土路基影響難以消除、地下水分布較多等，產生的危害較為嚴重[1]。

3 注漿技術在公路養(yǎng)護中的應用

3.1 路基加固機理

在高壓注漿現(xiàn)場施工中，加固技術是應用較為普遍的技術之一，當前已大量應用到公路養(yǎng)護領域，在軟土路基、混凝土路面加固、裂縫問題等方面有著非常好的效果。在具體的操作實踐中，需要全面落實瀝青面層的設計工作，落實質量監(jiān)督管理措施，提高科學性、管理性。高壓注漿施工技術采取鉆孔方式，應用專業(yè)設備將漿液注入路基土體結構內，通過滲透或者擠密的方式將內部的空氣、水分都擠出，使?jié){液填充到內部孔隙中，保證強度性能符合要求，達到通行標準。在漿液全面凝固后，使裂隙、土體顆粒形成整體結構，防滲性、穩(wěn)定性滿足標準，病害治理、孔洞填充完全合格，又因漿液的填充實現(xiàn)整體性能的提高，符合結構均勻性的標準。壓力注漿技術的應用，通過柱體作為基層樁而達到結構支撐性效果，利用增加壓力的方式提升路基抬升的效果，在橋頭搭板脫空結構的應用價值比較明顯。

3.2 注漿材料

對于注漿養(yǎng)護施工來說，注漿材料性能的高低直接影響施工質量，關系到整個高速公路項目的運行效果。注漿材料的主要組成結構是水泥、砂、黏土、助劑等，各種材料的作用不同。在實際制作中要注意，助劑的選擇須綜合分析實際需要，有效提升注漿材料的密實度，預防出現(xiàn)凝結時間過長的問題。隨著公路養(yǎng)護領域逐步發(fā)展，養(yǎng)護水平全面提高，注漿材料的種類也日益增多，最初以石灰、黏土為主，后又研發(fā)出多種高分子有機材料，凝結性、適應性都非常優(yōu)越，完全可以滿足注漿施工的要求。同時，養(yǎng)護環(huán)節(jié)所使用的高壓注漿技術極為重要，注漿材料選擇要慎重，一旦選擇的注漿材料質量不合格，或者現(xiàn)場管控不到位，都會產生嚴重的負面影響。此外，對影響注漿施工效果最為直接的是改性劑、水泥等材料，需落實材料配制和選擇工作，提高材料性能[2]。

以往的工程中使用的減水劑以分子活性劑為主，不僅可以提升水膠比，同時還能保證注漿材料具備較高的合一性，符合工程的使用要求，滿足注漿性能的標準要求。加入合適的膨脹劑，可以快速提高注漿材料的密實度和性能，防止在現(xiàn)場注漿的環(huán)節(jié)出現(xiàn)過早凝結的情況，結構的性能改善比較明顯。同時，應用膨脹劑還可彌補干縮變形的問題，對注漿材料的抗?jié)B、防滲效果提升產生積極的作用。在補強后期通過使用膨脹劑材料，可及時修復空洞的問題，提高結構的性能和質量。

結合目前高速公路項目中水泥以及水泥混凝土標準要求，選擇合適的試驗方法檢查注漿材料的性能，并加強水膠比、水泥含量的控制，達到和易性的要求。一般情況下，在注漿材料制作的階段加入規(guī)定比例的粉煤灰與減水劑，調整水膠比，將含水量限定在合理的范圍內。為了能夠確保減水劑的加入比例合格，在使用之前需進行試驗驗證分析，確定最佳的比例參數(shù)，避免出現(xiàn)加入不當而影響注漿材料性能的情況。經過對實際工程分析可以發(fā)現(xiàn)，采取加入減水劑的方法，需及時展開注漿流動性的調整。一般來說，減水劑的加入比例在1.2%時會發(fā)生明顯變化，低于該比例，加入比例與流動性存在負相關的關系；超過該比例，兩者則會存在正相關關系。

注漿現(xiàn)場施工以高壓注漿為主，這種情況下就必須使用粉煤灰添加劑，該材料可以大幅提升加入材料的和易性，總體的經濟性能提升比較明顯。經過相關的試驗分析可知，注漿材料加入了合適比例的粉煤灰，其流動性會達到使用要求，并且實現(xiàn)水灰比的控制。與水泥材料對比，粉煤灰具備更高的親水性，且耐久性更好，膠凝效果滿足要求，實現(xiàn)動態(tài)化的管控，提高養(yǎng)護施工效果[3]。

3.3 施工工藝

傳統(tǒng)的注漿施工中，主要是將注漿后的材料遺留在基層或者中間層上，并未進行公路表面養(yǎng)護施工。為了提升施工效果會加強工藝方案的分析和控制，確保每個階段都處于管控范圍內，規(guī)避不利因素的影響，從而滿足養(yǎng)護標準要求。現(xiàn)場注漿施工方式中，工藝方案主要是測量定位、成孔、安裝、注漿、封孔、檢驗等。先根據(jù)設計方案確定鉆孔的位置，組織專業(yè)技術人員進行鉆孔作業(yè)，采取矩形或梅花形的方式控制，達到注漿施工效果的要求。成孔之后插入注漿管，為注漿現(xiàn)場施工提供基礎條件。

3.4 施工準備

注漿施工需要的設備比較多，如攪拌機、注漿機、鉆機、沉管設備等。首先，現(xiàn)場人員需提前檢測設備性能，使其達到正常運行標準。其次，注漿材料使用前進行各項試驗，加強配比參數(shù)的控制，達到養(yǎng)護標準要求。最后，現(xiàn)場人員需落實注漿壓力、技術參數(shù)控制，壓力為1.0～1.5MPa，注漿時按照從邊緣到中心的方式進行，有效控制壓力。高壓注漿要明確作業(yè)范圍，通過使用彎沉檢測或者人工觀測的方式確定。其中，人工觀測是通過施工人員檢查是否存在裂縫、沉降等問題，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取措施處理。

一般來說，高速公路路面極易發(fā)生脫空的問題，形成原因較多，應及時采取有效的處理措施；瀝青路面存在橫向裂縫的情況，可加強坑槽與車轍方面的控制，對存在的問題要立即處理。因此，做好準備工作是后續(xù)施工的關鍵，必須嚴格落實到位，預防產生嚴重的危害和影響[4]。

3.5 鉆機就位及布孔

在現(xiàn)場施工準備完成后，攪拌機運輸至作業(yè)現(xiàn)場，性能檢測合格，按照工藝方案的要求調整轉速、壓力處于合理的范圍。安裝好鉆機，中心部位符合要求，采取精準調平的處理方式，垂直度偏差不超過1%，對中誤差在5cm 以內。

根據(jù)高速公路的養(yǎng)護要求，合理確定鉆孔的間距和直徑，符合灌漿施工的要求。在確定灌漿孔位時，考慮到裂縫狀況、設備性能、路面的狀態(tài)等因素，將灌漿間距設定為1.6m，孔深45～90cm。灌漿作業(yè)時需嚴格控制沉降量。同時，技術人員現(xiàn)場分析地基沉降、脫空情況，保證灌漿壓力達到規(guī)定要求。總結以往的經驗，灌漿壓力在0.1～0.5MPa，對于深度在2m以上的情況，灌漿壓力則要增加到1～4MPa。合格的灌漿施工標準是漿液從其他孔位流出，并觀察一段時間，從而滿足工程的標準。

3.6 鉆孔與清孔

目前，鉆孔作業(yè)中以梅花形的鉆孔方式較為常見。技術人員通過從中間向周邊擴散的方式進行注漿，使用液壓鉆機開展鉆孔作業(yè)，基層孔深0.9m，土基孔深1.2m，鉆孔完成后及時清孔處理。

3.7 注漿漿液配比

在注漿材料配比設定環(huán)節(jié)，加強水灰比的控制尤為重要，通常設定在0.60～1.55，攪拌3～5min，攪拌均勻后形成注漿施工材料。攪拌完成后及時進行檢查，待合格后投入使用。現(xiàn)場施工中還需加強對壓力的控制，并根據(jù)壓力變化調整注漿材料的總量。通常來說，在注漿壓力達到0.1MPa 后，才能終止注漿施工[5]。

3.8 封孔

注漿工作全部結束后，技術人員應迅速采取鉆孔封堵的處理工藝，預防周邊的孔位出現(xiàn)溢漿的情況，使整體結構的性能符合標準要求，預防產生的嚴重的質量問題。

3.9 注漿結果測驗

注漿工作全部結束后，為了提升公路養(yǎng)護的效果和質量，現(xiàn)場組織專業(yè)團隊進行檢查和控制，如注漿前后要加強路面的彎沉、瀝青層底拉應變與土基頂面壓應變等方面的控制，使注漿技術得以完美應用，大幅提高工程的安全性與穩(wěn)定性。

4 質控措施

4.1 控制注漿過程

其一，現(xiàn)場施工中，注漿環(huán)節(jié)采取跳孔的作業(yè)方式，可以預防出現(xiàn)孔位間發(fā)生擠壓的情況，防止壓力過大產生影響，從而確保注漿的效果合格。

其二，現(xiàn)場注漿工作時，從上到下逐步進行施工，預防存在串漿的情況。

其三，結合現(xiàn)場狀況調整漿液配比的控制，按照要求進行外加劑量的控制，保證性能和質量合格，達到加固的質量水平，符合注漿性能的標準。

4.2 避免注漿問題

第一，注漿作業(yè)時要做好觀察，對于出現(xiàn)的冒漿或者漏漿的問題，應做好如下控制措施：

其一，控制水泥漿液的濃度，嚴格控制注漿量、壓力。

其二，根據(jù)要求加入必要的速凝劑，縮短凝結時間。

其三，出現(xiàn)冒漿的情況后，可向下開挖0.5m，并根據(jù)需要采用速凝水泥填充，也可以加入一定比例的織物，預防出現(xiàn)冒漿的問題。

第二，吸漿量比較大，現(xiàn)場工作人員需加強對鉆孔的控制，在注漿環(huán)節(jié)落實濃度、壓力控制，隨時檢查填充的密實度是否合格，并根據(jù)需要進行注漿處理，以符合工程的施工效果要求。

4.3 安全文明施工

第一，巖溶路基在現(xiàn)場作業(yè)中，確保注漿的效果合格，秉承安全、文明施工的基本原則，由專職人員進行監(jiān)督與管理，并積極組織現(xiàn)場管理措施，預防出現(xiàn)安全事故。第二，現(xiàn)場人員加強環(huán)境保護，處理好廢棄物，降低作業(yè)環(huán)節(jié)的噪音，為保護生態(tài)環(huán)境做出貢獻。

4.4 質量分析

通過現(xiàn)代化設備測定各項技術參數(shù)，對現(xiàn)場施工狀態(tài)展開全面的分析和控制，如發(fā)現(xiàn)檢測不符合要求，或質量存在缺陷問題，需及時返工處理，以免產生嚴重的質量問題。

5 結語

隨著我國交通事業(yè)的全面發(fā)展，高壓注漿技術被廣泛應用，提高了公路養(yǎng)護水平，進而可以促進道路交通通行效果?；诖?，技術人員需加強施工環(huán)節(jié)的管控，實現(xiàn)各項技術參數(shù)的控制，發(fā)揮出高壓注漿技術的優(yōu)勢，提升高速公路路面通行效果，帶動我國現(xiàn)代化交通事業(yè)的發(fā)展。