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文檔簡介

ICS93.080

CCSP66

JT45

廣西壯族自治區(qū)交通運(yùn)輸行業(yè)指南

DBJT45/T030—2021

公路路面基層注漿加固技術(shù)指南

Technicalguidelinesforgroutingreinforcementofpavementbase

2021-11-12發(fā)布2021-12-10實(shí)施

廣西壯族自治區(qū)交通運(yùn)輸廳發(fā)布

DBJT45/T030—2021

公路路面基層注漿加固技術(shù)指南

1范圍

本文件規(guī)定了公路路面基層注漿加固技術(shù)的術(shù)語和定義、檢測與評價、原材料、注漿加固設(shè)計、注

漿施工、施工質(zhì)量驗收、施工安全和環(huán)保。

本文件適用于廣西行政區(qū)域內(nèi)的公路瀝青路面基層松散、脫空等路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的注漿加固,其

他類型基層可參考使用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本

文件。

GB175通用硅酸鹽水泥

GB/T1346水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗方法

GB/T1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰

GB5768.4道路交通標(biāo)志和標(biāo)線第4部分:作業(yè)區(qū)

GB/T18046用于水泥、砂漿和混凝土中的粒化高爐礦渣粉

GB/T18736高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑

JGJ46施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范

JGJ63混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)

JGJ/T70建筑砂漿基本性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)

JTG3430—2020公路土工試驗規(guī)程

JTG3450—2019公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程

JTGE20—2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程

JTGH30公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

地聚合物注漿材料geopolymergroutingmaterial

由礦渣粉、鋼渣粉、粉煤灰、偏高嶺土和硅灰等配合堿激發(fā)劑以一定配比組成的混合料。

3.2

水泥基注漿材料cement-basedgroutingmaterial

以硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥等為主材及外摻劑組成的混合料。

3.3

堿激發(fā)劑alkaliactivator

地聚合物中對礦渣粉的水化起催化作用的苛性堿、含堿性元素的硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、

碳酸鹽等催化劑。

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3.4

注漿加固groutingreinforcement

將具有一定流動性與滲透性的注漿液通過具有一定壓力的注漿設(shè)備注入道路基層內(nèi)部松散、脫空等

缺陷部位,以提高路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

3.5

脫空void

路面結(jié)構(gòu)層之間的局部范圍內(nèi)存在不連續(xù)接觸現(xiàn)象的路面病害。

3.6

松散loose

由于膠結(jié)料不足或碎石級配不良導(dǎo)致的半剛性基層不板結(jié)。

3.7

偏高嶺土metakaolin

以高嶺土為原料,在600℃~900℃溫度下煅燒脫水形成的具有很高火山灰活性的無水硅酸鋁。

4檢測與評價

4.1一般規(guī)定

4.1.1基層病害缺陷檢測與定位,應(yīng)先從路面表觀病害特征來判定基層病害缺陷的大概位置與范圍,

確定路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷范圍的探測方法,再采用地質(zhì)雷達(dá)、面波儀、落錘式彎沉儀等無損檢測工具進(jìn)行

專項檢測。

4.1.2基層病害缺陷檢測應(yīng)以無損檢測為主,鉆探檢測驗證為輔的方式,獲知基層病害處的缺陷情況、

位置、深度、范圍及形狀。

4.1.3重點(diǎn)檢測注漿車道輪跡帶處,在車轍、裂縫病害及彎沉盆不連續(xù)處應(yīng)進(jìn)行鉆芯驗證,綜合無損

檢測結(jié)果,形成檢測報告。

4.1.4分析路面病害產(chǎn)生的成因,判斷路面基層是否存在松散、脫空缺陷,評價注漿加固是否適用,

確定注漿位置、深度和范圍。

4.2基層缺陷檢測

4.2.1地質(zhì)雷達(dá)檢測符合以下規(guī)定:

a)2D雷達(dá)宜采用500MHz~800MHz高頻天線,有條件時盡可能采用3D地質(zhì)雷達(dá);

b)對于一個車道,2D地質(zhì)雷達(dá)的檢測線為左右輪跡帶、車道的中線位置。采用3D雷達(dá)時,探測

寬度應(yīng)覆蓋左右輪跡帶;

c)分析雷達(dá)圖像,描繪缺陷類型,并鉆芯對比驗證;

d)驗證鉆芯應(yīng)穿過基層到達(dá)級配碎石層頂面,對比驗證松散夾層、脫空等缺陷對應(yīng)的雷達(dá)圖像;

其中,松散型缺陷應(yīng)按大空隙型松散、密實(shí)型松散進(jìn)行分類;

e)形成地質(zhì)雷達(dá)檢測報告,內(nèi)容包括缺陷類型、位置樁號、范圍、幾何尺寸等;

f)現(xiàn)場探測時應(yīng)及時校正儀器記錄樁號,使其與實(shí)際公路樁號保持一致。

注:現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn),部分水穩(wěn)基層松散原因是碎石級配不良、空隙大,而部分原因是雖然碎石級配良好基層密實(shí)但

水泥劑量不足。地聚合物和水泥基注漿液可滲入大空隙型松散基層,但無法滲入密實(shí)型松散層,而應(yīng)采用高滲

透性注漿材料,如超細(xì)水泥、高滲透性專用注漿材料等。因此,路面調(diào)查檢測時應(yīng)區(qū)分松散類型。由于存在缺

陷的基層孔洞、通道發(fā)育,注漿時多數(shù)情況下漿液不會形成壓力流動,因此漿液的滲透性主要取決于其中固體

顆粒大小。一些粉狀減水劑溶于水,而多數(shù)膨脹劑不溶于水。常用水泥和摻合料的粒度一般采用比表面積表征。

宜先采用不同的注漿材料開展試驗段注漿施工,通過鉆芯觀察漿液滲透效果來確定對應(yīng)于該注漿材料的基層松

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散類型。

4.2.2僅采用鉆芯檢測評價時,符合以下規(guī)定:

a)對確定注漿車道的左、右輪跡帶進(jìn)行鉆芯,每1km輪跡帶鉆取不宜少于5個芯樣,鉆芯深度

應(yīng)穿過基層到達(dá)級配碎石層頂面;

b)觀察基層芯樣完整性,結(jié)合鉆孔后孔內(nèi)殘余水量情況,以及采用內(nèi)窺鏡輔助觀測,判斷是否存

在松散夾層、脫空等缺陷。

4.2.3路面彎沉檢測符合以下要求:

a)應(yīng)采用落錘式彎沉儀(以下簡稱“FWD”)按JTG3450—2019的規(guī)定執(zhí)行,分別檢測左、右輪

跡帶彎沉,測點(diǎn)間距不宜大于10m;

b)采用50kN荷載板中心彎沉,分段統(tǒng)計代表彎沉;

c)分析彎沉盆特性,大致確定缺陷存在的層位。

4.3評價

4.3.1根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)、鉆芯和FWD檢測結(jié)果,分析病害產(chǎn)生原因。

4.3.2分析脫空和大空隙型松散等缺陷的范圍,估算脫空尺寸、松散夾層空隙率和缺陷面積,估算注

漿量。

4.3.3形成檢測和評價報告,明確缺陷類型、范圍、面積、注漿量和注漿路段。

5原材料

5.1一般規(guī)定

5.1.1注漿液應(yīng)具有適宜的滲透性、流動度,不泌水,硬化后不收縮,強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計要求。

5.1.2注漿用水符合JGJ63的規(guī)定。

5.1.3根據(jù)不同的主要缺陷類型、注漿目的和要求,注漿材料可選用地聚合物注漿材料、水泥基注漿

材料、聚合物改性水泥基注漿材料。

5.1.4處治大空隙型松散為主的基層缺陷,宜選用地聚合物注漿材料,處治脫空為主的基層缺陷,宜

選用水泥基注漿材料、聚合物改性水泥基注漿材料,也可選用地聚合物注漿材料。

5.1.5注漿材料宜在工廠制備袋裝成品,不應(yīng)現(xiàn)場配制。

5.2地聚合物注漿材料

地聚合物原材料的技術(shù)性能符合以下要求:

a)地聚合物注漿材料應(yīng)主要由礦渣粉、粉煤灰、堿激發(fā)物、減水劑等組成,根據(jù)需要也可摻加偏

高嶺土、硅灰等;

b)礦渣粉和粉煤灰的性能應(yīng)分別符合GB/T18046和GB/T1596的相關(guān)規(guī)定,并應(yīng)滿足表1的要

求;

c)堿激發(fā)物宜采用粉狀堿性化學(xué)物,其漿液凝結(jié)時間應(yīng)滿足施工要求,齡期強(qiáng)度滿足表3的要求;

硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥也可代替部分堿激發(fā)物;

d)對滲透性有特殊要求的,應(yīng)選用細(xì)顆粒S105礦渣粉材料、I級粉煤灰;

e)可通過選擇堿激發(fā)劑和調(diào)整組分比例得到不同齡期強(qiáng)度地聚合物注漿材料,以滿足早強(qiáng)需求。

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DBJT45/T030—2021

表1地聚合物組成材料的性能指標(biāo)

指標(biāo)礦渣粉粉煤灰硅灰

等級S105S95I級II級—

細(xì)度(45μm篩余)(%),不大于——30.035.0—

比表面積(m2/kg),不小于500400——15000

含水率(%),不大于1.0—1.0—3.0

需水量比(%),不大于95.0—105.0—125

氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)和氧化鐵(Fe2O3)總

——70.070.0—

含量(%),不小于

玻璃體含量(%),不小于85.085.0———

28d活性指數(shù)(%),不小于105.095.085.07085

氧化鎂(MgO)含量(%),不大于14.0————

三氧化硫(SO3)含量(%),不大于4.0—3.0——

燒失量(%),不大于1.01.08.0——

5.3水泥基注漿材料

水泥基注漿原材料技術(shù)性能符合以下要求:

a)宜采用普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥和摻合料制備,摻合料可采用粉煤灰、礦渣粉等,有早強(qiáng)

要求時宜摻加早強(qiáng)劑或采用早強(qiáng)水泥,有滲透性要求的宜采用超細(xì)水泥;

b)硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥的性能應(yīng)符合GB175的規(guī)定;

c)超細(xì)水泥最大粒徑不宜超過20μm,平均粒徑不宜大于5μm;

d)水泥基注漿材料宜摻加減水劑、膨脹劑等,用量應(yīng)根據(jù)注漿設(shè)計要求,通過漿液試驗和現(xiàn)場注

漿試驗確定;

e)可摻加丙烯酸脂、聚乙烯醇等粉狀聚合物來降低漿液的泌水率,提高粘結(jié)強(qiáng)度;

f)用作水泥基摻合料的礦渣粉、粉煤灰的性能應(yīng)分別符合GB/T1596、GB/T18046和GB/T18736

的相關(guān)規(guī)定,并應(yīng)滿足表2的要求。

表2水泥基注漿材料摻合料性能指標(biāo)

種類粉煤灰礦渣粉硅灰鋼渣粉

等級II級III級S95——

細(xì)度(45μm篩余)(%),不大于35.045.0———

比表面積(m2/kg),不小于——40015000400

含水率(%),不大于1.03.01.0

需水量比(%),不大于1051159512590

氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)和氧化鐵(Fe2O3)

70.0———

總含量(%),不小于

28d活性指數(shù)(%),不小于85.070.095.085.080.0

燒失量(%),小于——3.0——

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6注漿加固設(shè)計

6.1一般規(guī)定

6.1.1根據(jù)注漿處治目的,按照基層缺陷檢測結(jié)果,確定各分段基層缺陷類型、注漿材料及技術(shù)指標(biāo)、

驗收彎沉值、注漿量、注漿設(shè)備、注漿工藝、質(zhì)量檢測內(nèi)容和驗收方法。

6.1.2針對基層缺陷類型,根據(jù)所需的注漿加固結(jié)果、開放交通要求,選擇合適的注漿材料和注漿設(shè)

備,設(shè)計注漿工藝和注漿后驗收指標(biāo)。

6.1.3注漿加固設(shè)計方案宜通過試驗路驗證或相同工程項目類比分析,通過彎沉檢測、鉆芯、地質(zhì)雷

達(dá)或面波儀等其它檢測方法評價注漿加固效果,確定各設(shè)計參數(shù)、單位面積注漿量、驗收彎沉值,進(jìn)行

動態(tài)設(shè)計。

6.2注漿液配合比設(shè)計

6.2.1應(yīng)根據(jù)第5章的要求選擇注漿材料,原材料和注漿液的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表3、表4的要求。

表3地聚合物注漿材料主要技術(shù)指標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生)

流動度初凝時間終凝時間泌水率膨脹率結(jié)石抗壓強(qiáng)度(MPa)

材料類型

(s)(min)(min)(%)(%)1d3d28d

早強(qiáng)型13~17≥20≤80≤0.40~0.01≥10.0≥20.0≥30

普通型13~17≥30≤400≤0.40~0.01≥5≥15≥30

試驗方法附錄AGB/T1346附錄BJGJ/T70

注:漿液結(jié)石抗壓強(qiáng)度試件按JGJ/T70中的方法成型試件,24h后拆模,試件放置于黑色塑料袋密封、在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境

養(yǎng)生到要求齡期。

表4水泥基注漿材料的主要技術(shù)指標(biāo)

抗壓強(qiáng)度

流動度初凝時間終凝時間泌水率膨脹率

材料類型(MPa)

(s)(min)(min)(%)(%)

1d3d28d

早強(qiáng)型≤20≥30≤120≤0.40~0.01≥20≥25≥30

普通型≤20≥30≤150≤0.40~0.01≥5≥15≥30

試驗方法附錄AGB/T1346附錄BJGJ/T70

注:漿液結(jié)石抗壓強(qiáng)度試件按JGJ/T70中的方法成型試件,24h后拆模,試件放于黑色塑料袋密封、在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境養(yǎng)

生到要求齡期。

6.2.2配合比試驗成型試件時,試驗環(huán)境與水泥試驗條件要求相同,攪拌速率宜為1300r/min~1600

r/min,成型70.7mm×70.7mm×70.7mm的立方體試件,24h后拆模裝入塑料袋密封,在標(biāo)準(zhǔn)溫度下養(yǎng)

生至要求齡期。

6.2.3地聚合物注漿材料配合比設(shè)計符合以下要求:

a)室內(nèi)配合比試驗時,應(yīng)檢測漿液在不同環(huán)境氣溫下的初凝和終凝時間,評價合適施工氣溫范圍;

b)水灰比應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求通過試驗確定,通常宜為0.4~0.5,漿液性能和硬化結(jié)石抗壓強(qiáng)度應(yīng)

符合表3要求;

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c)采用市場購買的成品時,應(yīng)按產(chǎn)品說明的水灰比,驗證其漿液工作性和結(jié)石技術(shù)性能,尤其是

驗證注漿材料在施工環(huán)境溫度下的工作性能。

6.2.4水泥基注漿材料的配合比符合以下要求:

a)宜采用42.5及以上強(qiáng)度等級的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥;

b)水泥基注漿材料宜摻加減水劑、膨脹劑;有早強(qiáng)要求時宜采用早強(qiáng)水泥或摻加早強(qiáng)劑。外摻劑

用量應(yīng)通過試驗確定;

c)配制早強(qiáng)漿材時粉煤灰摻量不宜大于水泥用量的10%;配制普通型漿材時宜摻加II級以上粉

煤灰,摻量不宜大于水泥用量的30%,或摻加S95礦渣粉,摻量不宜大于水泥用量的20%;

d)丙烯酸脂等聚合物摻量宜為水泥材料質(zhì)量的0.5%~1%。

6.3注漿設(shè)備

6.3.1根據(jù)路面基層內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷類型,選擇注漿設(shè)備類型和參數(shù)。

6.3.2固結(jié)大空隙松散夾層時應(yīng)采用低壓慢速注漿工藝,宜采用攪拌和注漿一體的智能注漿設(shè)備,性

能宜符合表5的要求。

6.3.3以填充基層脫空為主的注漿,優(yōu)先選用智能攪拌注漿設(shè)備,也可采用普通注漿設(shè)備。

表5注漿設(shè)備主要性能

序號設(shè)備名稱型號、規(guī)格備注

1螺旋水鉆,螺旋風(fēng)鉆孔徑30mm~50mm—

高速剪切攪拌,轉(zhuǎn)速1300r/min~1600r/min.;智能精

2攪拌機(jī)應(yīng)能按照設(shè)計材料配合比,能

確控制加水量、各摻合料重量。

準(zhǔn)確配料、攪拌,宜為攪拌和

最大注漿壓力4MPa~5MPa,可智能控制壓力在1.5MPa

3注漿設(shè)備注漿一體化設(shè)備。

左右恒定2min以上,配附流量計。

4載重車4t以上裝載注漿材料

5水車5t以上視注漿需要確定

6水箱2t以上視注漿需要確定

應(yīng)滿足攪拌、注漿和鉆孔電力

7發(fā)電機(jī)功率宜大于40kW,或大于設(shè)備總用電功率的1.4倍以上。

需要,視注漿需要確定。

6.4布孔、孔深及注漿順序

6.4.1注漿加固范圍和深度符合下列規(guī)定:

a)半剛性基層松散和層底脫空注漿滲透范圍應(yīng)大于加固車道寬度,重點(diǎn)加固輪跡帶處的基層;

b)注漿深度應(yīng)根據(jù)鉆芯、地質(zhì)雷達(dá)探測缺陷深度的結(jié)果來確定,注漿孔應(yīng)穿透松散缺陷并進(jìn)入

下層不小于5cm;以基層層底脫空為主的缺陷,注漿孔應(yīng)穿過基層、進(jìn)入級配碎石層不小于

10cm;

c)一般路段宜采用圖2~圖4的形式布孔,注漿孔直徑3cm~5cm。孔距應(yīng)根據(jù)試驗路驗證后確

定,一般為1.2m~1.8m。對于橫縫和縱縫,注漿孔應(yīng)沿著裂縫走向交叉布置,注漿孔距離裂

縫宜為0.3m。

6.4.2基層注漿應(yīng)按從低處往高處的順序進(jìn)行。

6.5注漿工藝

6.5.1注漿設(shè)計參數(shù)包括注漿壓力、單孔注漿量、孔徑、孔距等。

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DBJT45/T030—2021

6.5.8可采用兩種施工工藝注漿,包括一次鉆孔一次注漿工藝和兩次鉆孔兩次注漿工藝。一次鉆孔一

次注漿工藝為鉆孔至級配碎石底基層,進(jìn)行一次注漿;上基層底部松散而下基層層底脫空時,宜采用兩

次注漿工藝,第一次鉆孔至下基層頂面以下5cm,進(jìn)行第一次注漿,一般第二天后在原孔位再鉆孔至級

配碎石底基層以下5cm,進(jìn)行第二次注漿。

6.5.9現(xiàn)場養(yǎng)生的漿液結(jié)石試樣抗壓強(qiáng)度大于10MPa時可開放交通。

6.5.10單孔注漿量可按式(1)進(jìn)行估算。

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