高聚物注浆技术
一、高聚物注浆技术简介及特点 1．高聚物注浆技术基本原理 高聚物注浆技术是20世纪70年代末发展起来的工程维修技术，在国外主要用于建筑物地基加固或地板修复。高聚物注浆技术基本原理是：按照一定配比（1:1），向地基中注射双组份高聚物材料（专用树脂和硬化剂），两种材料混合后发生化学反应，体积迅速膨胀并形成泡沫状固体，从而达到填充脱空和加固地基的目的。 2．高聚物注浆技术主要特点 高聚物材料不含水，不会产生干缩现象，能够密实填充脱空。高聚物注浆形成的材料具有很好的柔韧性，抗拉强度和抗压强度比较接近，材料为弹性体，因此不容易发生开裂，并具有较好的抗渗性，能阻止雨水下渗。高聚物注浆技术综合应用落锤式弯沉仪无损检测和高聚物精密注射等高新技术，注浆前利用落锤式弯沉仪进行检测，对弯沉较大的点，注浆后还要进行复测，达不到设定的最小弯沉值还要进行补注，从而保证注浆后弯沉值的均匀性。其主要技术特点如下： （1）轻质：反应后形成的固体材料自重轻，其密度不到水泥浆或沥青材料的10%，对本已存在病害的基层、底基层或软弱路基，材料所施加的附加荷载非常小。 （2）高膨胀性：高聚物材料的自由膨胀比可达20:1，可以填充脱空和裂缝，同时可以进一步压密周围介质。 （3）早强：高聚物材料能够迅速膨胀和固化，可在15分钟内达到其最终强度的90%。材料具有良好的柔韧性，并具有较高的抗拉强
度。 （4）防水：固化后材料具有良好的防水性能。材料可以排出下层积水，并且在注浆时和注浆后都不受潮湿条件的影响。固化之后材料可以阻止水的进一步渗透，对路面裂缝和接缝有良好的密封作用 （5）耐久：材料稳定性强，在地下耐久性达百年以上。 （6）安全：对环境无污染，且不受霉菌和真菌的侵蚀。 （7）快速：注浆过程快捷，不需要养生，极大的缩短了施工时间。注浆后可以迅速开放交通投入使用，对交通干扰较小。 （8）微损：注浆孔约16mm，对路面结构基本无损坏。 三、高聚物注浆技术适用范围 1、水泥混凝土路面断板、脱空、唧浆、沉陷； 2、半刚性基层路面开裂、唧浆、强度不足； 3、柔性路面承载能力低，基层、路基强度不足； 4、路基压实度不足、路面沉陷。 四、沥青路面高聚物注浆施工工艺流程 沥青路面高聚物注浆施工工艺流程如下： 交通控制——>注浆路段定位——>标记注浆孔位置——>注浆前检测——>钻孔——>下注浆管——>安装注射帽——>注浆——>注浆后检测——>封孔——>清扫环境——>开放交通 (1）高聚物注浆技术简介 普通注浆技术在基础加固相关方面的发展已有200多年的历史，依据采取的注浆材料不同，可以将其分为四个阶段:原始粘土浆料注浆、初级水泥浆料注浆、
中级化学注浆及现代注浆阶段，现在我国的注浆技术在岩土方面应用于基坑支护、防渗及地基补强等方面，在高速公路加固及维修养护中主要采用水泥注浆，但是由于水泥硬化时的干缩性和在注浆过程水分的加入致使注浆效果不明显。 普通注浆技术在基础加固相关方面的发展已有200多年的历史，依据采取的注浆材料不同，可以将其分为四个阶段:原始粘土浆料注浆、初级水泥浆料注浆、中级化学注浆及现代注浆阶段，现在我国的注浆技术在岩土方面应用于基坑支护、防渗及地基补强等方面，在高速公路加固及维修养护中主要采用水泥注浆，但是由于水泥硬化时的干缩性和在注浆过程水分的加入致使注浆效果不明显。 而高聚物材料则克服了这些缺点，在国外已经得到广泛地应用。高聚物注浆是近年来路面养护行业出现的新方法，其原理是向道路结构体内注射多组份高聚物材料，材料迅速发生化学反应，体积膨胀并形成泡沫状固体，填充结构中的空隙，挤密周围松散基层，增强路面结构的整体性，实现非开挖、快速、微创防治路面内部病害。 (2)高聚物注浆技术加固地基机理分析 在高聚物注浆技术中使用的高聚物是由分别装在不同的封闭的容器中的两种液体组成，经过加热后，按照相对的混合比例在一定压力作用下，在所用的注浆管道出口处两种液体相遇，发生剧烈的化学反应，在反应过程中形成了温度较高的流塑状混合状，在注浆的压力和材料反应体积膨胀的作用下连续地填充其四周土体中的空隙，进而压密土体，并使路基中的积水沿着裂缝或尚未注浆的管道挤出，这样做可以起到加固土体的作用，高聚物会因为四周的介质不同而呈现以下两种加固形式: (1)假如土体是由散粒状且粘结力小的颗粒组成，高聚物填充到其中可以充满土体，进而起到豁合剂的作用，将其组成一种性能好于土体的聚合物 (2）对段如土体是由粘性的土体组成，高聚物并不能完全填满所有的空隙，但是能够形成一定密度的条形栅格，因为条形栅格的压缩和增强作用，能够使其形成一个块体，此时高聚物产生了劈裂和挤密的效果高聚物注浆技术的特点。 (3)高聚物注浆技术特点 ①密度小：工程应用中高聚物的密度变化范围在200~300Kg/m3之间,无收缩,维修后产生的附加应力小；②施工速度快,不需要养护:高聚物化学反应时间速度快，注浆后15分钟之内能够达到其抗压强度的90%，对交通影响小；③反应时材料体积迅速膨胀(可达液体体积的10~20倍)，能产生很大的膨胀力,最大可达10MPa，生成的高聚物材料物理力学性能优良；④注浆孔径小(l.6cm),对结构无破坏；⑤渗透系数很小，为10-8m/s,材料防水性能优良,耐久性好,对环境无污染。 (4)施工工艺流程 高等级公路所出现的因为基层强度的不足而导致的路面病害，在进行养护过程中需要采取高聚物注浆的技术对其进行处理，该工艺的主要流程如下所示:注浆路段定位—标记的注浆布空—钻注浆孔—下注浆管—安装注浆头—注浆—封孔—清扫周围环境以及开放交通布置空位应该根据路面病害的严重程度，程度较严重则多布孔，程度较轻则少布孔。 （5）注浆工艺 注浆工艺结合FWD和高聚物的材料这两方面的优点，对高速公路路面进行维修，高聚物注浆技术的注浆工艺如下所示: (1)FWD对高速公路路面进行弯沉实验; (2)结合FWD的弯沉检测结果确定要维修的具体位置，另外根据
现场情况制定相对可行的注浆方案 (3)注浆施工过程主要包括测量定点、测孔、安装注浆导管和注浆 头、继而注浆以及清洗路面等 (4)采用FWD对注浆后的路面第二次弯沉检测以用来评估注浆效 果，对于未到达要求的路面位置进行二次注浆。 1、工程应用 2、技术经济分析