[發(fā)明專利]路基缺陷識(shí)別與高聚物注漿快速加固技術(shù)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710054043.8
• 申請(qǐng)日: 2007-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101261263A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王復(fù)明;蔡迎春;張蓓;鐘燕輝;石明生;李強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué);鄭州優(yōu)特基礎(chǔ)工程維修有限公司
• 主分類號(hào): G01N33/42
• 分類號(hào): G01N33/42;G01N3/00;G01N23/18;E01C23/10;E01C23/06
• 代理公司: 鄭州中原專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張君燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于路基路面檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)，尤其涉及路基缺陷識(shí)別與高聚物注漿快速加固技術(shù)。

背景技術(shù)

當(dāng)前，我國(guó)的高等級(jí)公路建設(shè)正處于迅速發(fā)展階段。路基作為路面結(jié)構(gòu)的重要組成部分，不僅是實(shí)現(xiàn)車輛能在道路上行駛提供基本的條件，而且是路面的支承結(jié)構(gòu)物，對(duì)整個(gè)路面的使用性能和使用壽命起著至關(guān)重要的作用。但是許多路面由于路基質(zhì)量問(wèn)題，存在壓實(shí)度不足或者空洞等現(xiàn)象，通車后路面早期破壞很快就會(huì)出現(xiàn)，如沉陷、開(kāi)裂等，建成不久就不能適應(yīng)車輛通行的需要，養(yǎng)護(hù)工程量越來(lái)越大，對(duì)養(yǎng)護(hù)技術(shù)的要求也越來(lái)越高。因此，我國(guó)道路建設(shè)的具體發(fā)展環(huán)境及客觀形勢(shì)對(duì)路基檢測(cè)和養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)提出了嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)要求，需要積極開(kāi)展檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)維修新技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。

準(zhǔn)確評(píng)定路基缺陷是對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修的基礎(chǔ)。由于我國(guó)公路建設(shè)起步較晚，評(píng)價(jià)路基性能的檢測(cè)設(shè)備與手段以及修復(fù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)仍然相對(duì)落后。比如我國(guó)現(xiàn)行路基質(zhì)量檢測(cè)還主要依賴于人工經(jīng)驗(yàn)的方法，彎沉檢測(cè)主要還采用50年代發(fā)明的貝克曼梁，這種傳統(tǒng)的低頭彎腰、肩扛手提的人工手段，不僅效率低，而且代表性差，安全性也差；另一方面，在路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，由于不能對(duì)路網(wǎng)的使用性能做出全面合理的評(píng)價(jià)，導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)方案及養(yǎng)護(hù)資金分配的不合理性；同時(shí)更重要的一方面，由于缺乏高效、快速、耐久性強(qiáng)的路基修復(fù)養(yǎng)護(hù)新技術(shù)，使得對(duì)于現(xiàn)行由于路基質(zhì)量問(wèn)題的修復(fù)主要采用開(kāi)挖，重新壓實(shí)路基后再鋪筑路面的方法。這種方法顯然費(fèi)工費(fèi)時(shí)、且要花費(fèi)大量的資金，造成的社會(huì)影響十分巨大。國(guó)內(nèi)一些單位也研究采用注漿的方法處理路基問(wèn)題，主要是水泥壓漿方法，該法雖然工期相對(duì)上短一些，但是存在壓漿孔較大，對(duì)路面有一定的損害、壓漿壓力不容易控制、漿液的流動(dòng)性不好，需要一定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間、耐久性能不好等不足。

可以看出，現(xiàn)行傳統(tǒng)路基性能評(píng)價(jià)方法和修復(fù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)已不能滿足日益繁忙的交通需要，這種狀況與我國(guó)當(dāng)前公路建設(shè)的發(fā)展很不適應(yīng)，為此亟需發(fā)展快速、簡(jiǎn)便、有效的路基缺陷無(wú)損檢測(cè)評(píng)價(jià)和養(yǎng)護(hù)維修新技術(shù)。

隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的迅速發(fā)展，以落錘式彎沉儀和探地雷達(dá)為代表的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)受到日益廣泛的重視。落錘式彎沉儀較好地模擬了實(shí)際行車荷載對(duì)路面的動(dòng)力作用，測(cè)速快，精度高，在國(guó)內(nèi)外已得到普遍應(yīng)用。探地雷達(dá)在快速檢測(cè)路面結(jié)構(gòu)層厚度方面具有明顯的優(yōu)越性，在路面脫空識(shí)別、基層及路基缺陷識(shí)別、壓實(shí)度及含水量快速分析方面顯示出廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。1988年美國(guó)實(shí)施的戰(zhàn)略性公路研究計(jì)劃(SHRP)列專題研究落錘式彎沉儀和探地雷達(dá)應(yīng)用技術(shù)，取得了較豐富的成果。國(guó)內(nèi)近幾年引進(jìn)了不少落錘式彎沉儀和探地雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)。但由于缺乏配套的實(shí)用技術(shù)，尚未充分發(fā)揮作用。特別是將落錘式彎沉儀和探地雷達(dá)應(yīng)用于路基的性能狀況的檢測(cè)評(píng)價(jià)，目前在國(guó)內(nèi)尚處于空白領(lǐng)域。

落錘式彎沉儀利用液壓系統(tǒng)提升一重錘，釋放后對(duì)路面施加脈沖荷載，應(yīng)用高精度傳感器采集路面多點(diǎn)彎沉信息，為進(jìn)一步分析路面結(jié)構(gòu)層剛度和承載能力提供了基礎(chǔ)。探地雷達(dá)通過(guò)發(fā)射天線對(duì)路面發(fā)射高頻電磁波，電磁波遇到結(jié)構(gòu)層界面時(shí)發(fā)生反射，反射信號(hào)由接收天線采集，從而為分析路面結(jié)構(gòu)層介電特性及厚度、脫空狀況等提供了基礎(chǔ)。

國(guó)際上關(guān)于高聚物注漿快速維修技術(shù)的研發(fā)起步較早，90年代取得了重大進(jìn)展，并在美國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)家得到廣泛應(yīng)用。由于高聚物注漿材料自身體積膨脹可達(dá)20倍，因此，它不完全依賴壓漿壓力來(lái)填充脫空區(qū)，其膨脹性能保障了其對(duì)路基的壓實(shí)作用。此外，高聚物壓漿技術(shù)材料用量較少(只有水泥注漿體積的25％)，工時(shí)較短(只需要幾個(gè)小時(shí))，壓漿孔徑只有1.6cm，輕質(zhì)(重量相當(dāng)于同體積水泥、水泥混凝土的5％)，注漿時(shí)材料不發(fā)生弱交叉結(jié)合，強(qiáng)大的結(jié)合力避免了處理后的材料因浸水導(dǎo)致的坍塌。這些特點(diǎn)相對(duì)于水泥壓漿方法具有明顯的優(yōu)越性。因此，高聚物注漿快速維修技術(shù)在國(guó)際上道路路基、路面的修復(fù)處理上獲得了大量的應(yīng)用，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。但存在的主要問(wèn)題是高聚物注漿施工工藝一直建立在經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，與落錘式彎沉儀、探地雷達(dá)等先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)相脫離。因此，雖然高聚物材料耐久性達(dá)到10年以上，但注漿維修效果卻不能得到保證。

高聚物注漿快速維修技術(shù)的核心是高聚物材料及其注射技術(shù)。其中淺部注射技術(shù)主要用于混凝土面板的脫空修復(fù)及提升，深部注射技術(shù)主要用于路基及基礎(chǔ)設(shè)施地基的加固。

高聚物注漿技術(shù)通過(guò)注射雙組分高聚物液體來(lái)維修路面基層和加固路基。注射的高聚物液體通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成固體，同時(shí)體積迅速膨脹，從而填充路面結(jié)構(gòu)中的脫空，并向周圍介質(zhì)施加可控的壓力。

發(fā)明內(nèi)容