路基地聚合物注浆技术规程

编号：DBJ/T13-316-2019

名称:聚合物透水混凝土路面技术规程

英文名称：technicalspecificationforpolymerpermeableconcretepavement

灌浆原理：灌浆技术的基本原理是按一定比例向路面结构中注入双组分聚合物材料。化学反应后，材料的体积迅速膨胀，形成泡沫固体。在膨胀和固化过程中，材料可以快速填充间隙，并对周围介质施加膨胀压力，挤压和压实周围的软结构或路基，增强结构的完整性，达到填充和脱落的目的，加强结构，排水和防渗。

水泥混凝土路面底部灌浆技术及预防性养护：对于公路或机场道路混凝土板底部，可使用FWD（或Hwd），GPR无损检测技术用于判断混凝土板底部的清空，采用聚合物灌浆技术对混凝土板底部进行灌浆，稳定混凝土板，起到预防性养护的作用，延长混凝土板的使用寿命。同时，水泥混凝土板底部的积水可以通过灌浆来消除，泥浆可以处理。

半刚性基层路面基础灌浆技术:针对半刚性基层路面裂缝、空隙、泥浆等疾病，基于落锤石弯沉仪（FWD）结果表明，聚合物材料被注射到疾病部位，材料的体积在化学反应后迅速膨胀和固化，从而快速填充裂缝和清空，清除积水，加强路基。

路基深层灌浆技术：对于填充路基、永久冻土路基或普通路基的沉降现象，道路变成波浪形，影响车辆的驾驶安全和舒适性。根据基础承载力试验结果或探测雷达试验结果，将聚合物材料注入疾病部位。化学反应后，材料的体积迅速膨胀和固化，快速填充和挤压弱路基，加强路基，防止路基继续沉降。灌浆施工完成后，无需维护，具有重大的经济和社会意义。

注浆原理

地聚物材料作为碱激活胶凝材料，该材料具有自身强度高、流动度大，渗透性好，粘结性好的特点。地聚物的硬化过程，是碱性催化剂作用下的硅氧键和铝氧键的断裂—重组反应过程，地聚反应过程中，溶胶的形成和脱水速度比较快，骨架网格结构易于形成，所以可以快速得到高强度硬化物，地聚反应完成后，体系中的硅元素和铝元素都是和氧以四配位形式存在，体系中存在硅氧四面体和铝氧四面体两种基本单元地聚物，结构单元通过侧链上的不饱和氧与其他硅、铝四面体结合，架构向三维方向伸展，具有一定的结晶形态。

水泥注浆中水泥水化反应使水泥混合液凝结和硬化，进而填充脱空和裂缝处。水泥注浆一般在混合液中加入一定量的水玻璃，加快水泥的凝固时间。

压密注浆技术则是钻杆通过注浆孔自下而上注浆时，在注浆压力作用下，地聚物浆液通过钻孔挤向土体，在注浆处形成球形浆泡，浆体的扩散靠对周围土体的压缩，浆体完全取代了注浆范围的土体，在注浆邻近区存在大的塑性变形带，离浆泡较远的区域土体发生弹性变形，空隙得到填充，基层材料密度明显增加，从而提高了基层强度。

注浆方案

注浆原材料

地聚物注浆材料采用公路专用CD-1型路基及基层加固用(快凝早强型)地聚合物注浆材料，主要物理力学性能见表1。水泥浆液水灰比为1∶1.05，水泥标号P.O42.5，主要物理力学性能见表2。

注浆孔布置

注浆过程中为了尽可能地减少无效作用面积，同时又保证每一个点都在浆液扩散范围之内，取得最优搭接以获得最佳的加固效果，结合浆液影响半径，注浆泵的工作压力控制不大于0.3MPa，当压力达0.3MPa时，停止注浆静压3~5min。注浆孔以孔距为1.5m，排距为1.50m的间距按梅花形布置，若压力下降则继续注浆，直至邻孔出浆为止。具体注浆孔布置示意图如图1所示。

结果与分析

弯沉检测

本文利用FWD落锤式弯沉仪对2种注浆前后的弯沉进行检测，检测结果如下:

从表3和图2、图3中可以看出，道路左半幅水泥注浆前道路测点弯沉代表值是146.1，而注浆后测点弯沉代表值变为76.3，弯沉值减小了47.8%;道路右半幅注浆前的弯沉代表值为138.9，而注浆后弯沉代表值变为49.3，弯沉值降低了64.5%，地聚物注浆后弯沉值降低比水泥注浆多16.7%，地聚物注浆后路面强度系数比水泥注浆高出0.17，由此可以判断，水泥注浆和地聚物注浆对填充脱空和加固道路基层是有效的，并且地聚物注浆比水泥注浆效果更好。

由弯沉检测结果可以判断，地聚物注浆后，填充了基层裂缝脱空，增大了基层材料密实度，从而起到加固基层的作用，而且地聚物会将基层内部分惰性二氧化硅和氧化铝激活，与注浆材料产生化学反应，最终注浆材料与将存在病害的水泥稳定基层形成一个整体，从而消除水泥稳定基层原有的病害，提高路面整体承载能力，实现基层渗透加固补强。

地质雷达检测

地质雷达作为一种探测地表结构、埋设物性能情况的新型无损探测仪器，利用从地表向地下发射的电磁波在地下不同介质特性的界面上变化，从而根据接收的反射波信号的不同形状、频率再加上时间特性等参数，解译出地下介质深度、结构和性质[5]。

本文为保证在无损条件下，了解注浆前后路面基层裂缝以及脱空的变化情况，注浆前选取特定脱空位置对基层进行了900MHZ频率下的地质雷达探测，注浆完成后，相同频率下通过地质雷达对相同位置进行注浆效果检测，得到注浆前后的地质雷达探测图如下: