水泥砼路面修補(bǔ)灌漿

1、水泥砼路面修補(bǔ)灌漿1、刖言高速公路采用水泥混凝土路面是我國(guó)公路路面主要形式之一，在 我國(guó)公路網(wǎng)構(gòu)成中占有較大比重，它具有強(qiáng)度高、剛度大、受溫度影 響小、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但水泥混凝土路面接縫較多，對(duì)超載較為 敏感，易發(fā)生脫空、唧泥、裂縫等先期病害，從而導(dǎo)致路面的破損。 橋頭出現(xiàn)跳車現(xiàn)象多，主要原因也是施工時(shí)橋臺(tái)填土碾壓是一個(gè)死 角，不易被壓實(shí)，一旦路面出現(xiàn)微裂縫，基墊層就會(huì)受雨水的侵蝕影 響，導(dǎo)致填料收縮而引起的路面下沉。如何治理與預(yù)防混凝土路面板 脫空、唧泥及橋頭填土不密實(shí)出現(xiàn)的空洞等病害，對(duì)搞好高速公路的 路面養(yǎng)護(hù)，延長(zhǎng)其使用壽命，改善其通行能力，都具有十分重要的意 義。筆者考察了成渝高速

2、公路成都段水泥混凝土路面處治工程的施工 過程，并結(jié)合重慶段二郎和白市驛水泥混凝土路面改造工程試驗(yàn)路段 的施工經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用灌漿技術(shù)處治原水泥混凝土路面脫空板和橋頭跳 車，并對(duì)各施工項(xiàng)目進(jìn)行了檢測(cè)，在室內(nèi)外對(duì)灌漿液的配合比進(jìn)行了 對(duì)比實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為該技術(shù)已在成渝高速公路上已取得了良好的應(yīng)用效 果。2、病害形成原因唧泥和脫空病害的產(chǎn)生有其內(nèi)在因素和外界因素：內(nèi)在因素是基 層本身的質(zhì)量、組成以及混凝土面板接縫狀況；外界因素則是汽車荷 載和氣候變化。我國(guó)路面基（墊）層材料一般都選用穩(wěn)定類集料，其 模量遠(yuǎn)小于混凝土面層的模量。水泥混凝土路面在重車荷載的反復(fù)作 用下，板下基（墊）層將產(chǎn)生累積塑性變形，使混凝土板的

3、局部范圍 不再與基層保持連續(xù)接觸，于是水泥混凝土路面板底與基（墊）層之 間將出現(xiàn)微小的空隙，即出現(xiàn)了板下局部脫空，或稱為原始脫空區(qū)。 同時(shí)溫度、濕度的變化，以及板內(nèi)溫度的非線形分布，引起板向上或 向下的翹曲，加速了板與基礎(chǔ)之間的分離，形成板底脫空。脫空的出 現(xiàn)又為水的浸入創(chuàng)造了條件，當(dāng)路面接縫或裂縫養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，雨水從 破損處侵入基層，滲入的水將在板下形成積水（自由水）。積水與基 層材料中的細(xì)料形成泥漿，并沿面板接縫縫隙處噴濺出來，形成唧泥。 唧泥的出現(xiàn)進(jìn)一步加劇了板底的脫空。這樣周而復(fù)始，惡性循環(huán)，最 終導(dǎo)致路面的損壞。3、脫空判定方法3.1脫空板確定方法脫空板可采用人工觀察法、彎沉測(cè)定法等方

4、法來確定。人工觀察 法是通過肉眼觀察接縫、裂縫、唧泥等情況初步判定脫空。當(dāng)重車行 過，能感到混凝土板有豎百位移時(shí)，或下雨之后，有明顯唧泥現(xiàn)象的 板塊，認(rèn)為是脫空。這種方法的缺點(diǎn)是主觀性強(qiáng)，即便是有經(jīng)驗(yàn)的工 程師也不能避免錯(cuò)判、漏判。彎沉測(cè)定法是測(cè)試板角彎沉，如果超過 某一限值，即認(rèn)為存在脫空。我國(guó)交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路水泥混凝土 路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范（JTJ073.1-2001）（以下簡(jiǎn)稱規(guī)范）中也明確 規(guī)定水泥混凝土面板脫空位置的確定可采用彎沉測(cè)定法。3.2檢測(cè)方法成渝高速公路全線建成通車于1994年，設(shè)計(jì)板厚24cm。主要采 用彎沉指標(biāo)來確定脫空板。首先選取水泥混凝土面板荷載最不利作用 位置作為檢

5、測(cè)點(diǎn)，宜選取橫縫及縱縫附近的點(diǎn)。采用兩臺(tái)5.4m長(zhǎng)桿 彎沉儀及BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載（后軸軸載為10t）測(cè)定車。檢測(cè)點(diǎn)分主 點(diǎn)、副點(diǎn)。主點(diǎn)位于板橫縫前10cm，加卸載。副點(diǎn)在橫縫后10cm， 無荷載（正常行車方向?yàn)榍埃?。將一臺(tái)彎沉儀置于主點(diǎn)，即測(cè)定車的 輪隙中間；另一臺(tái)彎沉儀置于副點(diǎn)處。分別測(cè)定主、副點(diǎn)彎沉（按前 進(jìn)方向右輪測(cè)試）。右輪處于縱縫30cm左右。在美國(guó)路面修復(fù)手冊(cè) 中規(guī)定，凡彎沉值超過0.635mm的，應(yīng)確定為板塊脫空。根據(jù)我國(guó)公 路修建狀況和檢測(cè)儀器的實(shí)際情況，有關(guān)專家推薦凡彎沉值超過 0.2mm的，應(yīng)確定為面板脫空（詳見規(guī)范）。在本實(shí)驗(yàn)路段，采用雙 指標(biāo)控制，即主點(diǎn)彎沉大于0.

6、2mm或差異彎沉（主點(diǎn)-副點(diǎn)）大于 0.06mm的，均認(rèn)為板底可能出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。4、灌漿加固原理在現(xiàn)有混凝土路面設(shè)計(jì)理論中，我們把混凝土板看作是小撓度彈 性薄板，其假定條件是面板與地基間完全接觸（不脫空）。同時(shí)混凝 土板是一種準(zhǔn)脆性材料，抗壓強(qiáng)度高、抗彎拉性能差。在正常情況下， 面板均勻支承時(shí)，無論荷載作用位置，應(yīng)力都較小。而一旦脫空，板 角處由于基礎(chǔ)支撐的喪失處于懸臂狀態(tài)，板內(nèi)將產(chǎn)生過大的應(yīng)力、剪 力，混凝土板很快達(dá)到極限壽命。水泥混凝土面板灌漿是通過注漿管， 施加一定壓力將漿液均勻注入板底空隙、板下基（墊）層中，以充填、 滲透、擠密等方式，趕走板底、基層裂隙中的積水、空氣后占據(jù)其位 置，經(jīng)

7、人工控制一段時(shí)間后，漿液將原來的松散顆?；蛄严赌z結(jié)為整 體，形成一個(gè)良好的“結(jié)石體”。灌漿改善了板底原有受力狀態(tài)，恢 復(fù)板體與地基的連續(xù)性。達(dá)到加固基礎(chǔ)，治理病害的目的。4.1漿液材料基本要求常用的水泥漿材料包括：水泥、粉煤灰、水、外加劑等。將漿體 制成7.07 X 7.07 X 7.07cm立方體試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)7d，其抗壓強(qiáng)度應(yīng) 到5MPa以上。漿體應(yīng)具有良好的可泵性、和易性、保水性，漿體過 稠不能均勻布滿板底空隙，漿體過稀，干縮性大。在施工中，筆者認(rèn) 為為防止?jié){體的干縮，漿液中宜摻加一定量膨脹劑。流動(dòng)度是影響可 灌性的主要因素，一般流動(dòng)度越高，可灌性就越好。由于在現(xiàn)行規(guī)范 中未對(duì)此做明確規(guī)

8、定，參照預(yù)制梁板壓漿施工經(jīng)驗(yàn)，采用水泥漿稠度 試驗(yàn)漏斗（體積1725ml5ml），以漿體自由全部流完的時(shí)間作為流 動(dòng)度來控制（詳見公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ041-2000附錄G-11）。 其中，在室溫條件下，純水的流出時(shí)間為8s （室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果）。表1 列出了在標(biāo)準(zhǔn)條件下，不同水灰比、不同材料配比之間的流動(dòng)度結(jié)果 及試件強(qiáng)度。從表中可發(fā)現(xiàn)水泥凈漿不管摻或不摻減水劑，其流動(dòng)性 都比相同條件下水泥粉煤灰漿體的流動(dòng)性要好。因此，可以看出，二 級(jí)粉煤灰單位體積的需水量要大于水泥。文獻(xiàn)（1）中提出：對(duì)于不 摻減水劑的水泥凈漿，其流動(dòng)度不應(yīng)小于16s ；摻減水劑的漿體可減 小到12s；流動(dòng)度最大應(yīng)不大于

9、26s。在施工中，筆者認(rèn)為漿體流動(dòng) 度不宜過小，控制在20-30s之間較好。否則會(huì)產(chǎn)生泌水現(xiàn)象。4.2試驗(yàn)資料從表中可看出，在相同水灰比的情況下，流動(dòng)性隨著水泥與粉煤 灰的比例產(chǎn)生變化。同時(shí)，粉煤灰比例也影響水泥漿的后期強(qiáng)度。在 相同條件下，水灰比越大，則漿體的強(qiáng)度會(huì)逐漸降低，因此，不宜采 用過大的水灰比；根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，在施工中采用的漿液配比為： 水泥：粉煤灰：水：早強(qiáng)劑=1 ： 0.5 ： 0.7+0.5%。在取得大流動(dòng)性的 前提下，保證了漿液的強(qiáng)度。漿液配合比（水泥：粉煤灰：水）水灰比流動(dòng)度（s） 7天強(qiáng)度（MPa）28天強(qiáng)度（MPa）1 ： 0.0 ： 0.40.496.7921.5

10、851.251：0.5：0.70.478510.4123.651：0.5：0.750.532.536.971 ： 0.7 ： 0.81 ： 0.7 ： 0.80.4779.217.9619.131：0.7：0.90.5321.758.081：0.7：0.90.5321.758.0817.181：1.0：1.00.547.515.931：0.5:0.4+0.5%SNTI 0.416.418.4242.11：0.5：0.65+0.5%SNTI 0.4342.9617.101：0.5：0.7+0.5%SNTI 0.4721.9911.8527.271：0.7：0.8+0.5%SNTI 0.4732.

11、1610.5524.511：0.7：0.8+0.75%SNTI 0.4729.510.551：1.0：1.00.547.515.931：0.5:0.4+0.5%SNTI 0.416.418.4242.11：0.5：0.65+0.5%SNTI 0.4342.9617.101：0.5：0.7+0.5%SNTI 0.4721.9911.8527.271：0.7：0.8+0.5%SNTI 0.4732.1610.5524.511：0.7：0.8+0.75%SNTI 0.4729.510.55漿液流動(dòng)度及力學(xué)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)表15、具體操作程序孔位布設(shè)一般為3-5孔，應(yīng)根據(jù)混凝土面板尺寸、裂縫狀況以及 灌漿機(jī)械

12、等確定。灌漿孔大小應(yīng)和灌注嘴大小一致，一般為5cm左右。灌漿順序從沉降量大的地方開始，由遠(yuǎn)到近，由大到小。灌漿壓力的 控制應(yīng)視混凝土板的損壞及脫空情況具體確定。當(dāng)漿液從接縫處或另 一注漿孔冒出，就可認(rèn)為完成該孔注漿，即停止注漿，迅速移至另一 注孔繼續(xù)作業(yè)。壓力一般控制在1MPa-4MPa之間，并停留3min-5min， 效果較好。6、質(zhì)量效果評(píng)定灌漿后，應(yīng)在7d齡期后，再次測(cè)量主點(diǎn)彎沉值和副點(diǎn)彎沉值。當(dāng)主點(diǎn)或差異彎沉值均低于設(shè)計(jì)要求值時(shí)，可認(rèn)為灌漿效果已經(jīng)達(dá) 到。成都試驗(yàn)段灌漿前后彎沉資料見表2 （單位：mm）。表2中灌漿 前數(shù)值均大于控制指標(biāo)，認(rèn)為板底出現(xiàn)脫空，需灌漿處治。從檢測(cè)資 料可看出

13、，原混凝土面板通過灌漿提高了板底承載力。樁號(hào)灌漿前值灌漿后值主點(diǎn)比較副點(diǎn)比較主 點(diǎn)彎沉差異彎 沉主點(diǎn)彎沉差 異彎沉前-后 前-后 4km+478.7 0.34 0.12 0.24 0.04 0.1 0.084km+483.7 0.36 0.16 0.18 0.04 0.18 0.124km+488.7 0.34 0.08 0.18 0.04 0.16 0.044km+513.7 0.34 0.08 0.24 0.02 0.1 0.064km+518.7 0.32 0.16 0.2 0.04 0.12 0.124km+523.7 0.440.180.340.080.1 0.14km+583.6

14、0.420.220.220.020.2 0.24km+588.6 0.320.080.180.020.14 0.064km+593.6 0.280.060.240.020.04 0.044km+598.6 0.36 0.22 0.2 0.02 0.16 0.24km+603.6 0.3 0.1 0.2 0.04 0.1 0.064km+618.6 0.6 0.38 0.26 0.06 0.34 0.324km+623.6 0.3 0.08 0.22 0.08 0.08 04km+628.6 0.3 0.1 0.2 0.06 0.1 0.044km+633.6 0.22 0.02 0.16 0.

15、02 0.06 04km+638.6 0.34 0.1 0.22 0.02 0.12 0.084km+643.6 0.48 0.16 0.34 0.08 0.14 0.082004年成都試驗(yàn)段4km處灌漿前后彎沉對(duì)照表表27、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估灌漿處治舊水泥混凝土路面早中期破壞與“換板”相比最大的優(yōu) 點(diǎn)就是利用原路面板。其直接成本隨脫空情況及處治目的不同而不 同，一般介于1030元/ m2左右?！皳Q板”翻修混凝土路面每m2 成本一般需120140元。與后者相比，前者的直接成本明顯低。灌 漿作為一種治理混凝土路面病害、及時(shí)可行的科學(xué)養(yǎng)護(hù)技術(shù)，具有成 本低，見效快，操作簡(jiǎn)便，對(duì)車輛行駛影響小，受自然因素影響小等 優(yōu)點(diǎn)。在公路施工和養(yǎng)護(hù)工程中，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。8、結(jié)束語8.1灌漿技術(shù)作為一種新型的加固技術(shù)，可廣泛地使用到公路施 工其他方面，如：高速公路橋頭跳車、軟土地基處理、機(jī)場(chǎng)路加固等。 而且由于其處治質(zhì)量主要控制指標(biāo)彎沉與舊板加鋪瀝青混凝土 面層的設(shè)計(jì)指標(biāo)相吻合，具有一定科學(xué)性，所以也適用于舊板加罩瀝 青面層的加固處治。8.2大多數(shù)破損板本身的質(zhì)量良好，病害原因主要是由于下承層 造成的。有關(guān)資料建議灌漿鉆孔深度一般為混凝土板底3-5cm，根據(jù) 施工經(jīng)驗(yàn)，鉆孔深度應(yīng)穿透基層達(dá)到墊層中