针对填方路基、冻土路基或普通路基出现沉降现象,路面变成波浪形,影响车辆行驶安全及舒适度。基于地基承载力测试检测结果或探地雷达检测结果,向病害部位注射高聚物材料,材料发生化学反应后体积迅速膨胀并固化,快速填充并挤压软弱路基,对路基进行加固,阻止路基继续沉降。注浆施工完成后,无需养生即可通车,具有很大的经济意义及社会意义。
路基病害是长期困扰铁路和公路等交通领域的基础设施顽疾,遍布于全国各地。重复荷载作用以及雨水渗入滞留常导致路基土空隙应力的消散以及粉体细颗粒的流失,引发路基翻浆冒泥和沉降病害,导致线路变形,影响行车舒适性和安全性,进行整治。铁路和公路路基病害整治的常用方法是采用水泥注浆法加固,水泥注浆法具有材料便宜、工艺简单的特点。但是,水泥浆制浆作业不仅需要较大的场地,还涉及到废液处理等环保问题,尤为关键的是水泥浆注入后常需要十多小时的固化时间,要求交通中断的时间较长,是日益繁忙的交通运输所不能接受的,且对路基的渗漏水防治效果不明显。因此,研究能大幅度缩短加固时间的新材料和简化施工的新工艺。
高聚物注浆具有非开挖、微创、无损、快速、等优点,是处治路面内部病害的好方法。高聚物注浆材料是两种预聚体液体,将这两种液体混合在一起便立刻发生聚合反应,膨胀后形成泡沫状固体。正是这种混合高聚物树脂的膨胀,能够有效稳定土基、抬升路面或建筑物且可提升地基承载力。具有热固性及低密度的高聚物树脂能够聚合出不溶于水、有弹性且强度高的聚合材料,这种液态树脂相混合后快速发生反应,释放出可控的膨胀力,此膨胀力能够抬升路面。
维修道路时,则需要将材料注入几个不同深度或特定深度的路面结构中,注射压力较小且可保液态树脂在发生膨胀前流向路面下松散、脱空的各个部位。固化后高聚物材料的作用力由路面自身荷载决定,无需额外力的施加。混合树脂发生反应后,体积会成倍增大,膨胀速度可避免在地下分散高聚物材料。一般情况下,高聚物材料膨胀程度同其阻力大小相关,阻力小的方向,膨胀程度更大,所以,在土基软弱的地方往往流入的高聚物材料会较多,且高聚物材料可压密该处。直至土基都被压密。
抗化学侵蚀性主要体现在酸碱腐蚀和土壤腐蚀方面,在酸碱腐蚀方面,通过配置不同酸碱值的溶液,酸性溶液PH值取2.0的和碱性溶液pH值取14.0,比对溶液设置为pH值为7.0中性溶液。待试样成型3d后,制成标准试件,将其分别浸泡到三种溶液中并浸入溶液面下5cm。结果显示:高聚物注浆材料在不同pH值下的溶液中浸泡的时间相同,其压缩强度保持率却不同,其保持率表现为碱性<酸性<中性,在溶液中浸泡240d后,其中性溶液保持率仍超过90%,酸性溶液保持率超过85%,碱性溶液保持率超过75%,由此可见,高聚物注浆材料对酸碱腐蚀具有较好的抵抗作用。
CGM聚合物水泥注浆料的质量配比为:聚合物水泥注浆料∶水=10∶(2.5~2.8)。采用强制式搅拌机或改装的冲击电钻进行搅拌,搅拌均匀后使用。拌制好的浆料应色泽均匀,无粉团、沉淀、花白料、泌水等,且流动性符合注浆稠度要求。注浆料配制后,应立即使用,以免凝固。
我国高等级公路绝大部分是半刚性基层沥青路面,基层开裂引起的由下至上的反射裂缝是普遍的裂缝表现形式,此类裂缝的典型特点是下大上小,许多裂缝缝宽从表面上看很窄病害不显著,但实际上基层已在动水压力作用下产生松散、脱空、沉陷等情况影响行车舒适性和安全性。
常规的热沥青灌封、灌封胶、贴缝胶带等手段只对裂缝表面进行修补。局部开挖修补以及单车道铣刨等手段,对面层破坏大,施工时间长,成本高,同时产生大量的道路垃圾,污染环境。为了从根本上修复道路内部病害,通过高聚物注浆技术把注浆材料注入基层和面层的裂缝或孔隙中进行加固,提高基层的承载能力。施工工艺简单,设备轻巧,易操作,同时对路面破坏较小,开放交通快。
利用高压注浆设备,将两组分快速混合均匀,注入道路裂缝。产品渗透至深层微小裂缝,快速反应凝结成固结体,形成强度,并与裂缝稳固粘结,从而快速修复病害,开放交通。
高渗透:混合后产品粘度低于300mPa-s,可渗透至微小裂缝;
反应快:2分钟反应结束,15分钟形成强度,2小时开放交通;
高强度:产品固化后强度高,同时具有良好的韧性和粘结强度;
易施工:常温施工,所需设备简单,交通干扰小;
高耐久:高聚物材料具有良好的耐水性和耐酸碱能力。