水泥砼路面修補灌漿

1、水泥砼路面修補灌漿1、刖言高速公路采用水泥混凝土路面是我國公路路面主要形式之一，在 我國公路網構成中占有較大比重，它具有強度高、剛度大、受溫度影 響小、使用壽命長等優(yōu)點，但水泥混凝土路面接縫較多，對超載較為 敏感，易發(fā)生脫空、唧泥、裂縫等先期病害，從而導致路面的破損。 橋頭出現(xiàn)跳車現(xiàn)象多，主要原因也是施工時橋臺填土碾壓是一個死 角，不易被壓實，一旦路面出現(xiàn)微裂縫，基墊層就會受雨水的侵蝕影 響，導致填料收縮而引起的路面下沉。如何治理與預防混凝土路面板 脫空、唧泥及橋頭填土不密實出現(xiàn)的空洞等病害，對搞好高速公路的 路面養(yǎng)護，延長其使用壽命，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，并結合重慶段二郎和白市驛水泥混凝土路面改造工程試驗路段 的施工經驗，運用灌漿技術處治原水泥混凝土路面脫空板和橋頭跳 車，并對各施工項目進行了檢測，在室內外對灌漿液的配合比進行了 對比實驗，認為該技術已在成渝高速公路上已取得了良好的應用效 果。2、病害形成原因唧泥和脫空病害的產生有其內在因素和外界因素：內在因素是基 層本身的質量、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。我國路面基（墊）層材料一般都選用穩(wěn)定類集料，其 模量遠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作 用下，板下基（墊）層將產生累積塑性變形，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)。 同時溫度、濕度的變化，以及板內溫度的非線形分布，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，當路面接縫或裂縫養(yǎng)護不及時，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)進一步加劇了板底的脫空。這樣周而復始，惡性循環(huán)，最 終導致路面的損壞。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。當重車行 過，能感到混凝土板有豎百位移時，或下雨之后，有明顯唧泥現(xiàn)象的 板塊，認為是脫空。這種方法的缺點是主觀性強，即便是有經驗的工 程師也不能避免錯判、漏判。彎沉測定法是測試板角彎沉，如果超過 某一限值，即認為存在脫空。我國交通部行業(yè)標準公路水泥混凝土 路面養(yǎng)護技術規(guī)范（JTJ073.1-2001）（以下簡稱規(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定法。3.2檢測方法成渝高速公路全線建成通車于1994年，設計板厚24cm。主要采 用彎沉指標來確定脫空板。首先選取水泥混凝土面板荷載最不利作用 位置作為檢

5、測點，宜選取橫縫及縱縫附近的點。采用兩臺5.4m長桿 彎沉儀及BZZ-100標準軸載（后軸軸載為10t）測定車。檢測點分主 點、副點。主點位于板橫縫前10cm，加卸載。副點在橫縫后10cm， 無荷載（正常行車方向為前）。將一臺彎沉儀置于主點，即測定車的 輪隙中間；另一臺彎沉儀置于副點處。分別測定主、副點彎沉（按前 進方向右輪測試）。右輪處于縱縫30cm左右。在美國路面修復手冊 中規(guī)定，凡彎沉值超過0.635mm的，應確定為板塊脫空。根據(jù)我國公 路修建狀況和檢測儀器的實際情況，有關專家推薦凡彎沉值超過 0.2mm的，應確定為面板脫空（詳見規(guī)范）。在本實驗路段，采用雙 指標控制，即主點彎沉大于0.

6、2mm或差異彎沉（主點-副點）大于 0.06mm的，均認為板底可能出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。4、灌漿加固原理在現(xiàn)有混凝土路面設計理論中，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）。同時混凝 土板是一種準脆性材料，抗壓強度高、抗彎拉性能差。在正常情況下， 面板均勻支承時，無論荷載作用位置，應力都較小。而一旦脫空，板 角處由于基礎支撐的喪失處于懸臂狀態(tài)，板內將產生過大的應力、剪 力，混凝土板很快達到極限壽命。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

7、人工控制一段時間后，漿液將原來的松散顆?；蛄严赌z結為整 體，形成一個良好的“結石體”。灌漿改善了板底原有受力狀態(tài)，恢 復板體與地基的連續(xù)性。達到加固基礎，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，標準養(yǎng)護7d，其抗壓強度應 到5MPa以上。漿體應具有良好的可泵性、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 為為防止?jié){體的干縮，漿液中宜摻加一定量膨脹劑。流動度是影響可 灌性的主要因素，一般流動度越高，可灌性就越好。由于在現(xiàn)行規(guī)范 中未對此做明確規(guī)

8、定，參照預制梁板壓漿施工經驗，采用水泥漿稠度 試驗漏斗（體積1725ml5ml），以漿體自由全部流完的時間作為流 動度來控制（詳見公路橋涵施工技術規(guī)范JTJ041-2000附錄G-11）。 其中，在室溫條件下，純水的流出時間為8s （室內試驗結果）。表1 列出了在標準條件下，不同水灰比、不同材料配比之間的流動度結果 及試件強度。從表中可發(fā)現(xiàn)水泥凈漿不管摻或不摻減水劑，其流動性 都比相同條件下水泥粉煤灰漿體的流動性要好。因此，可以看出，二 級粉煤灰單位體積的需水量要大于水泥。文獻（1）中提出：對于不 摻減水劑的水泥凈漿，其流動度不應小于16s ；摻減水劑的漿體可減 小到12s；流動度最大應不大于

9、26s。在施工中，筆者認為漿體流動 度不宜過小，控制在20-30s之間較好。否則會產生泌水現(xiàn)象。4.2試驗資料從表中可看出，在相同水灰比的情況下，流動性隨著水泥與粉煤 灰的比例產生變化。同時，粉煤灰比例也影響水泥漿的后期強度。在 相同條件下，水灰比越大，則漿體的強度會逐漸降低，因此，不宜采 用過大的水灰比；根據(jù)上述試驗結果，在施工中采用的漿液配比為： 水泥：粉煤灰：水：早強劑=1 ： 0.5 ： 0.7+0.5%。在取得大流動性的 前提下，保證了漿液的強度。漿液配合比（水泥：粉煤灰：水）水灰比流動度（s） 7天強度（MPa）28天強度（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漿液流動度及力學實驗指標表15、具體操作程序孔位布設一般為3-5孔，應根據(jù)混凝土面板尺寸、裂縫狀況以及 灌漿機械

12、等確定。灌漿孔大小應和灌注嘴大小一致，一般為5cm左右。灌漿順序從沉降量大的地方開始，由遠到近，由大到小。灌漿壓力的 控制應視混凝土板的損壞及脫空情況具體確定。當漿液從接縫處或另 一注漿孔冒出，就可認為完成該孔注漿，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、質量效果評定灌漿后，應在7d齡期后，再次測量主點彎沉值和副點彎沉值。當主點或差異彎沉值均低于設計要求值時，可認為灌漿效果已經達 到。成都試驗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，認為板底出現(xiàn)脫空，需灌漿處治。從檢測資 料可看出

13、，原混凝土面板通過灌漿提高了板底承載力。樁號灌漿前值灌漿后值主點比較副點比較主 點彎沉差異彎 沉主點彎沉差 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年成都試驗段4km處灌漿前后彎沉對照表表27、經濟效益評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。“換板”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、及時可行的科學養(yǎng)護技術，具有成 本低，見效快，操作簡便，對車輛行駛影響小，受自然因素影響小等 優(yōu)點。在公路施工和養(yǎng)護工程中，具有可觀的經濟效益和社會效益。8、結束語8.1灌漿技術作為一種新型的加固技術，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、機場路加固等。 而且由于其處治質量主要控制指標彎沉與舊板加鋪瀝青混凝土 面層的設計指標相吻合，具有一定科學性，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)破損板本身的質量良好，病害原因主要是由于下承層 造成的。有關資料建議灌漿鉆孔深度一般為混凝土板底3-5cm，根據(jù) 施工經驗，鉆孔深度應穿透基層達到墊層中