水泥砼路面灌漿技術(shù)補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)

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(yùn)一定時(shí)間后，由于各種因素的影響，水泥砼路面不同程度存在質(zhì)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(huán)境下，灌漿技術(shù)便開始從建筑行業(yè)進(jìn)入公路行業(yè)這一領(lǐng)域。而這種應(yīng)景而生的處治技術(shù)，便是本文所要討論及闡述的主要內(nèi)容。

眾所周知，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，對搞好水泥砼路面養(yǎng)護(hù)，延長其使用壽命都具有十分重要的意義。因此，本人將結(jié)合自身崗位實(shí)踐，通過總結(jié)及跟蹤一些路面處治工程的應(yīng)用效果，對灌漿技術(shù)在公路工程設(shè)計(jì)和施工上的一些理念及施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行歸納總結(jié)，以供大家共同學(xué)習(xí)借鑒。

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。省內(nèi)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(dāng)重車行過，能感到混凝土板有豎直位移時(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(rèn)為存在脫空。我國交通部行業(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

主要應(yīng)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測點(diǎn)，宜選取橫縫及縱縫附近的點(diǎn)。采用兩臺5.4m長桿彎沉儀及BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載(后軸軸載為10t)測定車。檢測點(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?。將一臺彎沉儀置于主點(diǎn)，即測定車的輪隙中間；另一臺彎沉儀置于副點(diǎn)處。分別測定主、副點(diǎn)彎沉（按前進(jìn)方向右輪測試）。右輪處于縱縫30cm左右。在《美國路面修復(fù)手冊》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)我國公路修建狀況和檢測儀器的實(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）。大多數(shù)道路處治項(xiàng)目，采用雙指標(biāo)控制，即主點(diǎn)彎沉大于0.2mm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)人工控制一段時(shí)間后，漿液將原來的松散顆粒或裂隙膠結(jié)為整體，形成一個良好的"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7.07×7.07×7.07cm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)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1725ml±5ml），以漿體自由全部流完的時(shí)間作為流動度來控制（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）。

4.2 試驗(yàn)資料

在工程實(shí)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(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)度會逐漸降低，因此，不宜采用過大的水灰比；根據(jù)相關(guān)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%。在取得大流動性的前提下，保證了漿液的強(qiáng)度。

5 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)量效果評定

灌漿后，應(yīng)在7d齡期后，再次測量主點(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。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(jié)語

由上述可知，應(yīng)用灌漿技術(shù)進(jìn)行水泥砼路面補(bǔ)強(qiáng)，不失為一種簡單即實(shí)用的技術(shù)方案，由于其實(shí)施方便，無須對原來破損路面進(jìn)行清除便可進(jìn)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(nèi)人士的一致喜愛和認(rèn)可。為了確保灌漿效果，在肯定該項(xiàng)技術(shù)的同時(shí)，我們必須對這項(xiàng)技術(shù)的施工常識及設(shè)計(jì)要點(diǎn)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(shí)施中和進(jìn)行質(zhì)量控制時(shí)做到有的放矢，才能確保灌漿技術(shù)的達(dá)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(shù)在處治舊水泥砼路面上的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2008.