地聚合物在市政道路中的应用特点和趋势

自改革开放以来，随着国内经济贸易的不断发展，人民出行生活需求的日益增长，国内道路交通事业取得了长足进步和飞速发展，道路的通车里程飞速地增加。据统计，2017年末全国公路总里程477.35万公里，比上年增加7.82万公里，为社会与经济繁荣稳定和持续发展提供着便捷、高效的运输服务。

我国现阶段公路状况

目前，我国已运营的道路中有相当一部分接近或超过设计年限，同时在早期修造的道路由于施工技术不全面，施工控制不严谨，施工规范不成熟的影响，导致部分道路在运营中期，甚至是在建成运营后的2到3年内，就过早出现了或多或少、种类繁多、不同程度的基层病害。

市政道路破坏的原因

追究道路破坏的根本原因，首先道路的沥青层厚度一般为8~12cm，水分容易下渗进入基层；其次，半刚性基层收缩裂缝不可避免，而由此造成的沥青层反射裂缝进一步加剧了水分的渗入；再次，在下渗水和地下水共同作用下，道路路基发生冲刷而造成承载力不足；最后在行车荷载的作用下进一步加剧了道路的破坏，造成了整个路面结构性损坏。

地聚合物注浆技术应运而生

当道路在使用过程中弯沉值低于设计要求时，此时道路面层尚未发生大规模的破损，如果不能及时进行养护维修，道路的使用性能将迅速下降，但此时采用大规模的翻挖路面施工方法（对基层或路基进行处治修复后再新建路面）不仅工程量大、维修费用高，而且修复时间长、对交通影响大。

于是，地聚合物以其快速、经济、非开挖的优点成为道理加固处理的发展趋势。

地聚合物的组成

地聚合物是一类新型的高性能无机聚合物材料，属于碱激活胶凝材料，具有特殊的无机缩聚三维氧化物网络结构，地聚合物注浆材料的基本组成详见下表：

地聚合物注浆加固道路的施工工艺

地聚合物是一类新型的高性能无机聚合物材料。地聚合物基层注浆加固技术是通过注浆泵吸入浆液，流经高压管，再注入道路路基和基层中，浆液在周围的土体中通过裂缝渗透、填充、压密、扩张挤走基层结构土体缝隙内的积水和空气形成浆脉。使道路结构致密，缺损得到弥补。从而增加路基及基层的稳定性，增强道路结构的使用寿命，承载力得到提高。

地聚合物注浆优点

1、高流动性

通过填充、渗透和挤密可将地聚合物注浆材料进入微细空隙中，修复道路基层、路面病害和补强路面结构整体强度。

2、轻质高强

浆液养护后形成的固体材料自重轻且强度高，其抗压强度远远大于相同龄期的水泥浆液固结体。

3、凝结速度快

能够迅速固化，早期强度高后期强度持续增长，养护周期短可提早开放交通，在高速公路和城市道路等通行压力大的路段尤其适合。

4、安全耐久

浆液与路基、基层矿物发生反应后固结体结构致密，抗冲刷能力强，物理化学性能稳定，对地表环境无污染，在地下可达百年以上。

5、与传统工艺相比，地聚合物注浆加固技术具有造价低、工期短、对交通影响小、绿色环保等优点。

地聚合物注浆加固技术与路面开挖法修复道路的造价对比分析

路面开挖法是现阶段道路修复通常采用的方法，其施工工序是破除原有路面面层、对基层和路基进行处治修复以及恢复路面。具体造价组成详见下表：

表1：100平米12cm厚沥青道路路面开挖修复单位工程汇总表

表2：100平米12cm厚沥青道路路面开挖修复分部分项工程清单与计价表

与传统的开挖法比较，地聚合物注浆技术施工工序简单，主要为打孔、注浆以及打孔区域路面修复。其主要造价组成如下表：

表3：100平米12cm厚沥青道路地聚合物注浆修复单位工程汇总表

表4：100平米12cm厚沥青道路地聚合物注浆修复分部分项工程清单与计价表

综上所述，每100平米沥青混凝土路面，采用传统的开挖法修复方法造价约7万元，采用地聚合物注浆技术修复方法造价约1.68万元，所以采用地聚合物注浆技术造价约为传统路面开挖法造价的1/4，极大节约了成本。

结语

我国的交通事业正在迅速的发展，高速公路或城市主干道等交通繁忙路段，采取非破损、无障碍道路维修是发展的方向，随着材料科学、机械工程学、计算技术等多学科交叉和现代注浆技术、材料技术发展，道路注浆加固技术正在不断丰富其内涵和外延，其发展前景十分广阔。该技术顺应时代进步的要求，将进一步发挥其积极的经济、技术和社会效益。