王嵐炳

（溧陽市住建委市政建設(shè)管理處，江蘇 溧陽 213300）

0 引言

近年來，隨著城市的快速發(fā)展，市政道路的交通量也在飛速增加。溧陽市政已運營的一些道路在日益繁重的交通荷載及自然環(huán)境等外部條件的作用下，出現(xiàn)車轍、翻漿、沉陷、網(wǎng)裂、龜裂等不同程度的破壞。如果不能及時進行養(yǎng)護維修，道路的使用性能將迅速下降，影響車輛的快速、舒適、安全通行。尤其是一些采用無機結(jié)合料基層的道路，原有的基層結(jié)構(gòu)因粘結(jié)力喪失或缺少粘結(jié)力，導(dǎo)致承載力已不能滿足設(shè)計要求，但是基層結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生破壞，如進行合理的加固修復(fù)，原有道路仍然可以滿足通行要求。另外，大多數(shù)道路病害是由基層或路基承載能力降低引起的，僅需對基層或路基進行處理，即可提高道路整體的承載能力和使用壽命。目前，道路加固修復(fù)采用較多的是翻挖方法，該方法工期長，需長時間封閉交通，由于市政道路交通流量大、地下管線復(fù)雜，翻挖方法局限性較大。因而如何在保證交通的前提下快速修復(fù)市政道路這一問題倍受關(guān)注。地聚合物注漿加固技術(shù)可直接在現(xiàn)有缺損路面上開展加固[1]，工藝簡單、操作簡便、施工機動性好，無需翻挖、養(yǎng)護周期短，加固效果好，可快速恢復(fù)交通。溧陽市也開始大規(guī)模推廣使用，目前已有多條道路采用地聚合物注漿加固技術(shù)。

1 地聚合物注漿加固原理

地聚合物是以黏土等低鈣Si-Al質(zhì)材料和堿性溶液為主要原料，經(jīng)工藝處理，在 20℃～120℃的條件下化學(xué)反應(yīng)得到的一種由三維鋁硅酸鹽化學(xué)鍵合的無機聚合材料，物理形態(tài)上呈現(xiàn)含有多種非晶質(zhì)至半晶質(zhì)相，化學(xué)結(jié)構(gòu)與沸石相近，具有有機聚合物、陶瓷、水泥等的優(yōu)良性能，早期強度高、低收縮率、抗凍融、耐硫酸鹽侵蝕和耐酸堿腐蝕性等[2]。地聚合物漿液具有流動性較好，早期強度高，無收縮、微膨脹等特點，其在壓力下具有較好的保水性能及體積穩(wěn)定性，可利用礦物廢物和建筑垃圾作為原料，在建筑材料、高強材料、固核固廢材料、密封材料和耐高溫材料等領(lǐng)域均有應(yīng)用[3]。

道路路基地聚合物注漿加固技術(shù)是通過鉆孔，利用注漿設(shè)備，將地聚合物漿液均勻地注入道路基層和底基層中，注漿材料與基層材料發(fā)生化學(xué)結(jié)晶、離子交換、物理充填、擠密壓密等作用，將原來道路中的土體及基層材料膠結(jié)成一個整體，再生基層結(jié)構(gòu)，形成具有強度高、密實度好、水穩(wěn)定性能好的基層結(jié)構(gòu)，從而降低彎沉值、提高道路承載力，提高結(jié)構(gòu)層強度道路的整體性和穩(wěn)定性，延長道路使用壽命。本次工程采用NK-T103（快凝型）地聚合物注漿材料，其性能見表1。

2 施工方案及施工工序

2.1 工程概況

工程為溧陽市某城市主干道，處于繁華地段，長度約300m，該路段周邊住宅小區(qū)密集，賓館銀行商鋪眾多，有較多的規(guī)模較大的公共設(shè)施單位，公交車、社會車輛和非機動車流量都較大，交通非常繁忙，道路總寬為12m，為機動車和非機動車單向單車混合道。道路為房地產(chǎn)開發(fā)商建造，通過取芯測量，路面主要結(jié)構(gòu)為：10cm瀝青混凝土面層+25cm水泥穩(wěn)定碎石三渣基層+15cm砂墊層，土路基含有部分建筑垃圾，芯樣孔隙率較大。由于道路長期服役，且車流量大，導(dǎo)致面層龜裂現(xiàn)象嚴重，水滲入基層及路基中，造成路基和基層結(jié)構(gòu)松散，且經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，路基中分布有雨水管道且埋深較淺，部分雨水管密封不嚴甚至有破損，造成部分水土流失，路面下沉。路面出現(xiàn)病害較多，主要為瀝青路面層的網(wǎng)裂、龜裂、沉陷及車轍，致使道路承載力大幅降低，需對道路路基以及基層進行治理，增強道路承載力和通行能力。

表1 NK-T103(快凝型）地聚合物注漿材料性能指標(biāo)

2.2 注漿加固方案

施工前使用探地雷達和彎沉儀對道路進行檢測，彎沉較大、空穴處為重點注漿區(qū)域。探明各類地下管線，以便鉆孔進行避讓。經(jīng)檢測，現(xiàn)狀路面彎沉在40～71（0.01mm），平均彎沉值為 55.7（0.01mm），已達到《城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》[4]規(guī)定需要維修加固的標(biāo)準。由于該道路不具備封閉交通進行施工的條件，寬度窄、交通繁重，為實現(xiàn)不中斷交通迅速完成道路加固，采用地聚合物注漿加固技術(shù)對該市政道路進行基層注漿加固。為了避免對交通的影響，對道路分兩幅進行鉆孔注漿，同時避開早晚高峰，從而減少對道路交通的影響。具體施工步驟如下：

孔位布置→鉆孔→清孔→埋注漿管→管口周圍密封→漿料拌制→注漿→冒漿孔封堵→拔管→注漿→養(yǎng)護→開放交通→彎沉測試（不合格點補漿）交工驗收。

注漿孔呈梅花形布置，每半幅路面布置3排注漿孔，注漿孔直徑為5cm，相鄰鉆孔中心距為1.5m，深度為1.0m。 注漿參數(shù)由注漿先導(dǎo)孔試驗及注漿經(jīng)驗確定，注漿材料水灰比控制在 0.32。雙桶攪制設(shè)備，加水?dāng)嚢钑r間為5min。注漿時間為3min，采用單管注漿兩個攪拌桶輪流使用。采用基層和路基同時注漿加固方法，注漿壓力控制在 0.5～1.0MPa，注漿量控制在 70～100kg/m2。注漿過程中需嚴密監(jiān)控，如相鄰鉆孔發(fā)生串漿時應(yīng)采用止?jié){塞將串漿的鉆孔封堵后繼續(xù)注漿，直到注漿孔達到要求后該孔停止注漿，若不能止?jié){，則停止注漿。注漿時對路表隆起量進行量測，注漿孔附近設(shè)置抬升監(jiān)測點，路表單次抬升量超過1.5mm或累積抬升量超過3mm時，停止注漿。對局部基層松散的路段采用多次注漿，以保證路面的整體性得到完善，減少道路后期使用中的各種病害。

采用左右半幅路交替施工，分段分期對道路半幅道路進行封閉、開孔、注漿與養(yǎng)護，另外半幅路開放交通，保證該路段原有車輛能夠順利通行。待半幅路段施工結(jié)束后養(yǎng)護6h，即可開放交通，轉(zhuǎn)向另外半幅路循環(huán)施工，整個路段施工工期為6d。

3 路段加固效果

3.1 無損檢測

采用探地雷達對道路注漿前、注漿后進行無損檢測，在注漿養(yǎng)護6h并開放交通一段時間后，對同一部位進行復(fù)測對比，發(fā)現(xiàn)注漿后道路波形平順，即說明漿液的注入能夠填充原路基中的空隙，膠結(jié)基層材料及路基土體，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)石結(jié)構(gòu)，加固效果較好。

3.2 彎沉檢測

彎沉值是路面各結(jié)構(gòu)層及土基的整體強度和剛度的重要指標(biāo)，不僅反映路面各結(jié)構(gòu)層整體抵抗變形的能力，而且與路面的使用狀態(tài)有內(nèi)在聯(lián)系[5]。因此彎沉值是道路施工及使用過程中的重要檢測指標(biāo)，直接反映了路面的整體強度質(zhì)量。為評定本工程中地聚合物注漿加固技術(shù)對道路承載能力、穩(wěn)定性的改善效果，對該路段注漿加固前后的彎沉值進行了現(xiàn)場檢測，道路全線每20m測一點，采用貝克曼梁法測各點的彎沉值，檢測結(jié)果見圖1。

圖1 注漿加固前后道路彎沉值

由道路左右幅注漿加固前后各測試點彎沉值可以看出，注漿加固后，該路段左右幅彎沉值波動幅度較小，整體彎沉值顯著下降，表明加固后道路均勻性明顯提高，其基層整體穩(wěn)定性及承載能力顯著提高。