基于路面结构层存在物理机理病害的注浆抬升技术
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作者:秦伦
摘要：高聚物注浆技术在公路维修领域具有举足轻重的地位，作为一项非开挖技术，其对维护路面原状结构有重要的意义。工程实践中，以多组分高聚物材料为主，将其以注射的方式送入待维修的公路结构内，材料膨胀后填充结构空隙，提高结构的密实性，实现对路面的加固并且抬升修复处理。本文首先阐述高聚物注浆技术的原理，再结合工程实例，着重围绕其在路面结构存在裂缝、破损、分层等物理机理病害修复中的应用展开探讨，阐述关键的作业要点，最终取得了良好的效果，为高聚物注浆抬升技术在此类工程中的应用提供技术。
关键词：路面结构 路面病害 二次注浆 高聚物抬升
1 高聚物注浆材料的特点及相应注浆技术的特征
1.1 高聚物注浆材料的特点
随着行业技术的发展，高聚物注浆技术的应用水平逐步提高，在路面修复中有突出的优势，所用的高聚物注浆材料主要具备如下特点。
（1）难溶性，通常不溶于其他溶剂。
（2）膨胀性，在应用高聚物注浆材料后，其在短时间内发生膨胀[1-2]，通常此类材料的膨胀比可达到20∶1。
（3）稳定性，化学性质呈中性，对环境的适应能力较强，不易招致昆虫，同时日常使用中鲜有发霉问题，遇一般酸碱盐溶液时也不易发生化学反应，性能可始终保持相对稳定的状态。
（4）光较为敏感，若将高聚物注浆材料长期置于阳光下，随着时间的延长，将有发黄、变脆的问题，但对于路面修复工作而言，通常将材料注入结构内部，由于结构的遮挡，基本不存在遇光现象，光线对材料性能的影响微乎其微。
1.2高聚物注浆技术的特征
1.2.1 高效性
在传统的路面修复施工中，需要确定待处理的部位，以开挖换填的方法加以修复，其存在施工作业时间长、养护时间长的局限性，对现场的正常交通秩序带来不同程度的干扰，易引发交通拥堵。相比之下，高聚物注浆的方法经济高效，无须完全封闭路面，也无须安排养护，经过修复后的公路结构可在短时间内恢复正常通行状态[3-4]。
1.2.2适用性
高聚物注浆是一种无损修复技术，在判断病害的发生部位、具体程度后，以注浆的方法加以修复，若操作得当，注浆一次可修复多层，从实际应用效果来看，其在层间松散、脱空等病害的处理中均具有可行性。即便局部的注浆量不足，也可及时安排补注，此时有助于保证修复质量。
2 高聚物注浆抬升工艺特点
注浆抬升是指施工人员注入适当的浆液，从而提升软弱松散地基的稳定性，优化土体，同时可以利用材料膨胀时形成的压力促使被抬物高度得到提升，进而有效解决路基沉降问题。待注入的浆液到达一定标准后，防渗帷幕内的土体会被填满浆液，此时继续按照原先的压力注入浆液，就会对土体造成抬升作用力，借助该作用力助推既有结构，最终使得既有结构得到抬升。
考虑到高聚物注浆材料不同于普通的水泥浆液材料，其在注入抬升的过程中，材料性能、注浆压力、液囊形态、液囊内压力等指标均较为特殊，因此使用该材料时同样需要修改抬升注浆工艺，应严格注意以下几点内容。
（1）液囊形成机理较为特殊：高聚物注浆材料能形成液囊封闭空间主要是因为注浆材料注入后将自动进行反应，与接触面形成一定的粘滞阻力。所以，施工人员在注入浆液的时候，应参照抬升结构物截面尺寸大小，为高聚物注浆材料预留适当的反应时间，防止出现漏浆、抬升失败等问题。
（2）抬升力大小将随注浆压力出现变化：当使用高聚物注浆材料进行施工时，考虑到材料一旦进入板底会立即出现反应，液态性能难以维持，难以保证注浆压力和液囊形成压力之间的平衡。所以，项目单位在施工时应参照抬升结构特征，选择最适宜的注浆压力值，并根据施工进展实时调整注浆压力。
（3）单孔注入浆体后形成的结构体必须和被抬升结构体保持一定的距离。项目单位利用高聚物注浆材料进行抬升施工时，严禁将高聚物注浆材料直接触碰被抬升结构体，但为了确保整体结构受力均匀，必须严格参照设计标准安设注浆口，保证注入的浆液能够均匀填充在结构物下方的空隙中。
（4）安设专门的补浆孔进行补浆。为了有效防止出现凸台效应，在进行高聚物抬升注浆时，不仅需要安设专门的注浆孔，还应提前准备好专门的补浆孔，借助补浆孔向内填充适量的高聚物材料，令其与抬升结构充分接触在一起，保证抬升效果。因此，项目单位必须选择能够完全塞满孔隙的高聚物注浆材料进行施工，且整个施工过程中应严格把控抬升力，避免破坏结构的稳定性。
（5）项目单位应严格依照提前设定的“注-停”的原则开展工作。考虑到高聚物注浆材料将使得结构形成抬升作用，所以，为了避免材料一下子涌入、形成抬升作用，施工人员应选择分批注入的方式开展施工。不仅如此，每次的注入量同样会对液囊大小造成影响，所以施工人员还应严格把控每次的注入量。此外，相较于普通材料，高聚物反应速度较快、强度提升速度也更快，若是前后两次注浆时间超出设计规定的标准，出浆口极易被第一次注入的材料所堵塞，由此可见，合理把控两次注浆间隔的时间同样非常关键。
3高聚物注浆抬升技术在工程中的应用
3.1工程概述
德州至商丘高速公路夏津至聊城段，主线起讫桩号K80+900～K143+100，全长62.128km，沿线建设大中桥梁36座。经过多年的使用，德商高速公路总体性能较佳，各项关键的性能指标仍维持在合理的区间内，但有少部分路段路面有异常，例如，桥头跳车病害会直接对车辆通行时的平顺性造成影响，严重时存在车辆通行安全隐患。
3.2病害的关键成因
桥头部位的路面结构存在裂缝或是有不同程度的受损，路面的完整性不足，给雨水的下渗提供了通道，可见此时的台背部位存在空洞问题，其影响则是搭板显现出下沉的迹象，车辆通行时会在桥头出现跳车现象。此外，台背回填料的沉降也是路基沉降重要的原因，具体体现在自然沉降和荷载沉降两个方面，其会影响搭板的稳定性，导致其下沉。
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