水泥砼路面灌漿技術補強設計

曾海東

（廣東揭汕高速公路有限公司，廣東 揭汕 515041）

1 引言

地方公路營運一定時間后，由于各種因素的影響，水泥砼路面不同程度存在質量病害，有些病害，只影響到外觀美觀問題，而有些病害，則已危及到過往車輛的行車安全，到了非治不可的地步。然而，鑒于維修成本的限制，對于有些路段來說，將板面鑿除后重新澆筑新砼，無疑是一件困難的事。為此，我們必須尋求一種合適的處治方案，在這樣的背景環境下，灌漿技術便開始從建筑行業進入公路行業這一領域。而這種應景而生的處治技術，便是本文所要討論及闡述的主要內容。

眾所周知，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的空洞等病害，對搞好水泥砼路面養護，延長其使用壽命都具有十分重要的意義。因此，本人將結合自身崗位實踐，通過總結及跟蹤一些路面處治工程的應用效果，對灌漿技術在公路工程設計和施工上的一些理念及施工經驗進行歸納總結，以供大家共同學習借鑒。

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。省內路面基（墊）層材料一般都選用穩定類集料，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，使混凝土板的局部范圍不再與基層保持連續接觸，于是水泥混凝土路面板底與基（墊）層之間將出現微小的空隙，即出現了板下局部脫空，或稱為原始脫空區。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。脫空的出現又為水的浸入創造了條件，當路面接縫或裂縫養護不及時，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。唧泥的出現進一步加劇了板底的脫空。這樣周而復始，惡性循環，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直位移時，或下雨之后，有明顯唧泥現象的板塊，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。我國交通部行業標準《公路水泥混凝土路面養護技術規范》（JTJ073.1-2001）（以下簡稱《規范》）中也明確規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

主要應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》中規定，凡彎沉值超過0.635mm的，應確定為板塊脫空。根據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（詳見規范）。大多數道路處治項目，采用雙指標控制，即主點彎沉大于0.2mm或差異彎沉（主點-副點）大于0.06mm的，均認為板底可能出現脫空現象。

4 灌漿加固原理

在現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，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、空氣后占據其位置，經人工控制一段時間后，漿液將原來的松散顆粒或裂隙膠結為整體，形成一個良好的"結石體"。灌漿改善了板底原有受力狀態，恢復板體與地基的連續性。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7.07×7.07×7.07cm立方體試件，標準養護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，筆者認為為防止漿體的干縮，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。由于在現行規范中未對此做明確規定，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1725ml±5ml），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）。

4.2 試驗資料

在工程實踐中不難看出，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；根據相關試驗結果，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。

5 具體操作程序

孔位布設一般為3-5孔，應根據混凝土面板尺寸、裂縫狀況以及灌漿機械等確定。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作業。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。從日后的檢測資料可看出，原混凝土面板通過灌漿提高了板底承載力。

7 結語

由上述可知，應用灌漿技術進行水泥砼路面補強，不失為一種簡單即實用的技術方案，由于其實施方便，無須對原來破損路面進行清除便可進行病害的處治，最大程度上降低了工程處治的難度和成本，因此，深得行內人士的一致喜愛和認可。為了確保灌漿效果，在肯定該項技術的同時，我們必須對這項技術的施工常識及設計要點有一個全面的掌握，有一個清楚地了解，只有這樣，才能在工程實施中和進行質量控制時做到有的放矢，才能確保灌漿技術的達到理想中的處治效果。

[1]李斌，范圣旺.灌漿法處理地基不均勻沉降[J].黑龍江科技信息，2007.12

[2]魏嫻芳.灌漿技術在處治舊水泥砼路面上的應用[J].科技創新導報，2008.