瞿志军
（南通市市政设施管理处，江苏南通226001)
摘要：随着道路维修养护量的增多，大量翻挖重铺不仅费时费力，且影响交通。地聚合物注浆技术作为一种新型的道路加同方法，能够从道路基层出发治理病害，不仅不影响交通通行，而且节约造价、绿色环保。以南通市某市政道路加固工程为例，介绍地聚合物注浆技术的相关内容，采用多种手段对该工程进行监控，取得良好的加同效果，值得推广应用。
关键词：地聚合物；注浆加固；市政道路
中图分类号：U418.5文章编号：1004-4655( 2016) 03-0008-03
1南通市政道路存在的问题
近年来，随着南通经济的快速发展，南通市政道路的通车里程也在飞速地增加。目前，南通市政已运营的道路中有相当一部分接近或超过设计年限，有的虽然未到设计年限，但在重交通荷载、自然环境等外部条件的作用下，道路出现车辙、翻浆、坑塘、网裂、龟裂等不同程度的破坏，特别是在交叉口附近及桥接坡段较为明显。如果不能及时进行养护维修，道路的使用性能将迅速下降，极大地影响车辆的快速、舒适、安全通行。
目前，道路维修养护采用较多的依然是翻挖方法。由于市政道路大多位于城区，具有交通流量大、地下管线复杂等特点，翻挖方法固有的缺点限制该法的大规模使用。另外，对于大多数道路破损情况，仅采用面层修补无法改变道路的状况，必须对基层或路基进行处理，提高道路整体的承载能力。地聚合物注浆技术由于工艺简单、操作简便、施工机动性好，可直接在现有缺损路面上开展加固，无需翻挖、养护周期较短，比较适应需大中修及养护的道路维修。南通市政于201 3年开始大规模推广该技术，截至目前南通市已有多条道路采用地聚合物注浆技术进行处治，效果显著。
本文以南通某市政道路工程为背景，采用地聚合物材料对道路进行注浆加固，对施工方法与工艺、注浆过程中监测以及注浆后效果的评价进行研究。
2地聚合物材料
1978年法国人Joseph Davidovits提出地聚合物的概念，它是一种由AlO4和SiO4四面体结构单元组成的三维立体网状结构的无机聚合物。其特殊的无机缩聚三维氧化物网络结构，使得该材料具有比高分子材料、水泥、陶瓷和金属更佳的高温性能和机械性能；同时制造地聚合物材料过程中的能耗和三废排放量非常低，材料对环境友好，是一种可持续发展的绿色环保材料。
地聚合物其优良的机械性能和耐酸碱、耐火、耐高温的性能，有取代普通水泥的可能和可利用矿物废物和建筑垃圾作为原料的特点。
地聚合物浆液具有流动性较好，在压力下具有较好的保水性能及体积稳定性，凝结后早期强度高，无收缩、微膨胀等特点。其对比于传统的水泥注浆材料有流动性高、凝结速度快、轻质高强、安全耐久的优点。
3道路注浆加固原理与工艺
注浆是通过钻孔，利用注浆设备，分层均匀地将浆液注入道路板块脱空部位、基层和路基中，以充填、渗透和挤密的方式排出颗粒间裂隙中的水分和空气，并占据其空间，使孔隙比减小、强度提高。经过一段时间后，浆液通过化学胶结，离子交换、惰性充填和挤密压密作用把原来道路中的土壤及碎石胶结成一整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的“结石体”，从而达到提高结构层强度、降低弯沉值、提高道路承载力的目的。整个注浆工艺见图1。
4工程实例应用
4.1工程概况
工程为南通市某城市主干道，始建于1999年，其机动车道路面结构为：2.5 cm细粒式沥青混合料+4.5 cm中粒式沥青混合料+6cm沥青碎石（LS-30）+20 cm二灰碎石+20cm灰土。由于道路重载车辆较多且服务年限较长，道路病害主要为麻面、拥包、沉陷，道路代表弯沉值已超出设计要求，虽经多次治理未取得明显成效，严重影响车辆的安全行驶。
4.2注浆加固方案
采用地聚合物注浆技术对道路的基层和路基进行加固，注浆面积共计3 000 m2。应用最新研制的NK-T102型地聚合物注浆材料，其性能见表1。
施工前使用探地雷达和弯沉仪对道路进行检测，弯沉较大，空穴处为重点注浆区域。探明各类地下管线，以便钻孔进行避让。
注浆孔呈梅花形布置，一个车道布置2～3排注浆孔，钻孔直径为5cm，相邻钻孔中心距为1.5 m，深度根据道路结构控制在0.8～1.2 m。
注浆参数由注浆先导孔试验及注浆经验确定。注浆材料水灰比控制在0.32。采用基层和路基同时注浆加固方法，注浆压力控制在0.5～1.5 M Pa，注浆量控制在70～120 kg/m2。
为避免对交通的影响，对不同车道分段分期进行钻孔和注浆。同时避开早晚高峰，减少对道路交通的影响。道路分段分期施工示意见图2。
4.3注浆过程监控
1)注浆时对路表隆起量进行量测，注浆孔附近设置抬升监测点，注浆前后记录高程数据。
2)注浆过程中浆液会从相邻钻孔溢出，以及沿着路侧、井壁缝隙渗出，应当及时停注封堵。
3)对于注浆过程中的窜浆、冒浆和抬动等现象应当密切监控，随时调整注浆相关参数。
5工程施工效果
5.1总体施工情况
道路注浆加固面积为3 000m2，共计施工12 d，地聚合物浆液综合用量为87.4 kg/m2，相比于翻挖重铺工期缩短一半，节约造价近50%。
记录注浆压力在设计的0.5～1.5 M Pa范围内。路面注浆前后高程监测统计数据如表2所示，整个注浆过程中地面抬升没有超过3 cm的控制要求。路面抬升数据统计见表2。
在施工过程中由于分段分期对道路进行局部封闭、开孔、注浆与养护，在城市主干道中原有车辆能够保证顺利通行。
5.2无损检测
注浆前后采用探地雷达对道路进行无损检测，在注浆养护完成并开放交通一段时间后，对同一部位进行复测发现波形平顺，即说明浆液的注入能够填充空洞和排出水分，达到较好的加固效果。
5.3探坑检查
取道路中某初始弯沉较大处进行探坑开挖（见图3），可以看出浆液进人道路二灰碎石层中并填充密实，浆液结实体厚度近15 cm。说明注浆能够提升路面结构的整体性，保证受力均匀，进而提高此处的承载能力。
5.4弯沉检测
图4为注浆前后路表单点弯沉的变化，表3给出整个道路弯沉数据的变化。注浆加固整治后，道路的单点弯沉相比与之前较大的波动比较平均，说明行车更加顺畅。注浆后路面代表弯沉值达到设计要求，即小于31(0.01 mm)，较注浆加固前降低30%以上，在表层沥青铣刨摊铺SMA后路面光滑平整达到预期要求。
总体来看，采用新型地聚合物注浆材料对道路进行注浆加固后，病害路段弯沉值得到大幅度改善，注浆加同大大提高道路承载能力，取得理想的加固补强效果。
6结语
1)地聚合物注浆材料作为一种新型材料，相比于传统的注浆料具有更加优良的性能，在生产和使用过程中绿色、节能、环保。
2)在南通市市政道路应用实例中，地聚合物注浆配合表层沥青铣刨摊铺有效提高道路承载能力，取得了理想加固效果。
3)采用非开挖技术进行道路维修是市政道路养护与维修的发展方向，值得推广应用
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