水泥混凝土路面脫空處治技術

2014-01-01 00:00:00吳健鉆

基層建設 2014年4期

摘要：本文主要針對水泥混凝土路面脫空處治技術展開了探討，簡要概述了路面脫空的判定，并分別對水泥注漿技術、高聚物注漿技術兩種處治技術作了系統的分析研究，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

關鍵詞：水泥混凝土路面；脫空；處治技術

水泥混凝土路面一般在投入使用3至5年后，由于路基基本完成固結沉降，容易出現脫空等路面病害。所謂的脫空，就是指水泥混凝土路面的不連續，嚴重影響路面的行車質量和安全。對于水泥混凝土路面出現脫空等病害，一般采用注漿技術進行處治。而本文就水泥混凝土路面脫空處治技術進行了探討，相信對處治水泥混凝土路面的脫空病害能有一定的幫助。

1 路面脫空的判定

水泥混凝土路面脫空板的準確判斷是進行路面處治的前提。水泥混凝土路面脫空板的判定方法主要有兩類：第一類為人工觀察法，通過肉眼觀察接縫、裂縫等各種情況，進行初步判定這路面是否脫空。具體的判別方法有以下幾種：

（1）人站在板塊邊緣，當重型車輛從板塊上通過時，是否感覺板塊有較為明顯垂直位移；

（2）看相鄰板塊之間是否有錯臺、唧泥等現象；

（3）看接縫的填料是否有大量脫落；

（4）相鄰板出現錯臺5mm以上時，位置較低板一般有脫空的存在。

這種方法就能快速地檢測脫空明顯的面板，所用時短，花費比較低，缺點是主觀性強，不可避免出現錯判、漏判情況，可靠性較低。

第二類稱為彎沉測定法，通過對板塊進行彎沉檢測，以測定彎沉值來判斷面板是否脫空。

目前常用的檢測設備主要有貝克曼梁彎沉儀（BB）和落錘式彎沉儀（FWD）。貝克曼梁彎沉儀的優點在于普及率高，操作簡單，但精度低，速度慢，人為因素大。落錘式彎沉儀能很好地模擬行車荷載的動力作用，能克服梁式彎沉儀支點變形大、人為因素多、無法模擬動態荷載、無法測出彎沉盆等缺陷，而且儀器自身重量輕、檢測方便快速，能反映路面在動載作用下的實際變形情況，檢測準確，數據客觀，人為影響小，但檢測費用和人員業務水平要求較高。

2 水泥注漿技術

水泥注漿技術是通過鉆孔，利用注漿設備把水泥粉煤灰灰漿壓入路基脫空部位，將空洞及周圍松散粒料填實擠密，使面板與基層聯結緊密達到均勻傳荷目的。粉煤灰和普通硅酸鹽水泥經化學作用生成氫氧化鈣晶體、水化硅酸鈣以及鈣釩晶體，形成具有一定強度的混合物，達到密實板底空隙、恢復基層強度、延長路面使用壽命的目的。

2.1 工藝簡介

水泥注漿技術主要工藝流程為：定位→鉆孔→制漿→壓漿→封孔→養生→檢測。

（1）定位

對于一整塊板，一般布孔數量為5個，呈梅花型布置，邊孔位置距板邊緣不小于50cm。但在實際中，多數板塊都是有裂縫的，應根據面板尺寸、下沉量大小、裂縫狀況增加注漿孔，增加的注漿孔距裂縫一般30cm左右，使漿體更好地填充板體與基層的空隙。

確定孔位后，用油漆標畫出每個孔的位置，以準確指導施工。

（2）鉆孔

采用鉆孔機或鉆芯機鉆孔，孔徑一般5cm左右，注漿卡頭應與孔的大小一致。鉆孔深度應根據面板脫空及路基破損情況確定，一般應深入未損壞的基層5cm為宜。

注漿孔為注漿漿液滲透通道，應保證孔內干燥、清潔。鉆孔后清孔將空壓機管道插入孔內，將孔內粉塵吹出，嚴禁用水作為沖洗液。

（3）制漿

漿液質量是影響處治質量的關鍵因素，漿液必須具有強度高、流動性好、粘聚性大、干縮性小的特性。水泥漿由水泥、粉煤灰、外摻劑、水在灰漿拌和機中拌和而成。制漿應在設計配合比指導下進行，同時結合原材料的特性對配合比加以調整。在拌和過程中，應嚴防雜物混入漿液。漿液進入注漿機儲漿筒后仍應不停攪拌，防止漿液沉淀，并在漿液初凝前用完。

（4）壓漿

壓漿時采用壓漿泵將漿液壓入板底，先從沉陷量大一側的開始注起，然后交替注漿，單孔連續注漿時，應密切注意注漿時的板塊抬升情況，每次抬升高度不得超過6mm。在注漿的過程中，可根據實際額外采用振動器來輔助注漿，以便漿體在板下能快速均勻分布，避免應力過度集中而造成板塊斷裂。

壓漿時應緩慢均勻加壓，讓漿液在板底充分流動滲透，以達到最佳擠密和充實的效果。注漿壓力控制在0.5～1.0MPa，高壓時再持續2～3min，直至鄰孔或接縫中溢漿或無溢漿而板塊略有上升（不大于2cm）為止。對于脫空嚴重的混凝土板，如在注漿的過程中發現有跑漿、冒漿、漏漿時要及時停止注漿，待溢漿處漿體初凝后再繼續注漿，或換孔注漿后再返回補注。

在注漿過程中，必須根據現場注漿效果，及時調整設計注漿時間和壓力。

（5）封孔

注漿完成后即將注漿卡頭拔除，并及時用木塞封堵，防止漿體反流和壓力過快散失，使漿液有足夠時間凝固。全孔注漿結束后，用純漿或剩余濃漿拌細砂石封閉鉆孔至孔口。

（6）養生

板塊封口完成后，應及時進行交通管制，禁止車輛通行，待灰漿強度達到設計強度后方可開放交通。一般養護時間為5～7d。

（7）檢測

養生結束后必須對注漿板塊進行彎沉檢測。當板塊邊緣中間彎沉值大于40（0.01mm）或當相鄰混凝土板間的彎沉差大于6（0.01mm）時，應重新鉆孔補注漿。

2.2 存在的問題

水泥注漿技術經過多年發展，施工、檢測工藝都已比較成熟，但在實際中也存在一些不足：

（1）如何確定脫空空隙的位置和大小，如何準確判斷壓漿是否密實。

（2）壓漿處理過的板塊容易出現以注漿孔為中心的放射狀裂縫，在抬升錯臺、沉降板塊時，容易產生板角翹曲現象。

（3）若壓漿漿液分布不密實，容易產生應力集中點，形成新的支撐點和空隙。

（4）養護周期較長，對交通影響較大。

（5）受漿液質量影響，不能保證充分填充板底空隙。

（6）材料含水量大，耐久性不足，一般兩年左右需再次維修。

針對水泥注漿技術存在的這些問題，必須從施工工藝、檢測手段等各方面加以改進，進而保證處治效果，節約資金，提高養護經濟效益。

3 高聚物注漿技術

高聚物注漿技術是20世紀70年代發展起來的地基基礎快速加固技術。通過對路面病害檢測，確定其脫空或沉降路段，進行合理的布孔設計后，在路面上鉆直徑為1.6cm漿孔，采用專用的注漿設備將雙組分漿液在現場注漿混合，使其填充和加固路面結構，起到穩固、提升和補強作用的養護技術。在國際上已被廣泛應用于公路、城市道路及機場道面維修、工業與民用建筑地基加固，顯示出巨大的經濟社會效益和廣闊的發展應用前景。

3.1 工藝簡介

高聚物注漿處治技術主要工藝流程為：定位→鉆孔→注漿→封孔→檢測。

（1）定位

注漿定位必須結合道路實際情況確定，主要有全板塊注漿、唧泥點注漿、沿裂縫注漿等3種情況。對全板塊注漿處治時，注漿孔縱向間距一般150cm，橫向間距一般130cm，距離板塊邊緣不小于50cm，整體呈梅花型布置。對局部唧泥點注漿處治時，注漿孔位于唧泥點四周，距唧泥點一般30cm布置。對裂縫注漿處治時，注漿孔沿裂縫布置間距一般100cm，距裂縫一般30cm。

確定孔位后，用油漆標畫出每個孔的位置，以準確指導施工。

（2）鉆孔

注漿孔直徑為1.6cm，注漿孔的深度一般達到墊層或者墊層與路基交界面以下，具體應根據附近點的彎沉值和鉆孔時隨鉆桿旋轉帶出的土粒的干濕情況而定，一般鉆至土粒明顯變濕處停止。為保持路面清潔，使用掃帚、吹風機及時對鉆孔進行清理。

（3）注漿

鉆孔完畢后，使用切割工具將PVC管截斷后管通過注漿孔下入，注漿管長度應按達到基層底部來控制。把注射帽凹型邊緣使用專用工具清理干凈，以便于與注射槍更好的配合，使用鐵錘把已清理注射帽敲入PVC注射管內。

為防止高聚物噴灑到路面，造成路面的污染，把特制鐵盆通過注射帽放在注漿孔處，以便注漿頭露出盆底，適宜夾具把注射槍與安全帽夾牢。實施注漿時壓力約7MPA，通過輸料管分別把A及B兩類高聚物材料輸送到注射槍口，兩種材料在注射槍口處通過注漿PVC管輸送到路面病害處，并發生化學反應，材料由液體變為固體，體積迅速膨脹。

（4）封孔

為防止雨水侵蝕，破壞路面，并保持路面的整齊形象，注漿后應立即使用道路密封膠把注漿孔封住。使用密封膠時需對其加熱，并且溫度控制在210℃以下。灌注密封膠時要使密封膠略低于路面，如高出路面，使用工具將其整平。

（5）檢測

利用落錘式彎沉儀對注漿點進行彎沉復檢，分析評價注漿效果。注漿前彎沉大于200μm的點，注漿后都要復檢。根據檢測結果對注漿不足點進行補注。

檢測滿足設計要求后，使用鐵刷對注漿及污染路面進行處理，并用掃帚對施工作業區進行清掃，再使用吹風機進行清理，最后對路面污染處進行清理。

3.2 工藝特點

相比于水泥注漿技術，高聚物注漿技術具有以下明顯優點：

（1）施工時間短，材料注射15min即可達到最終強度的90%，交通即可放行。

（2）注射的高聚物材料能迅速膨脹（可達液體體積20倍）。

（3）材料膨脹后的自重只有同體積水泥漿的10%，并具有良好的彈性，不會增加額外的載重。

（4）注漿過程中鉆孔數量少，孔徑小（1.6cm），對結構無破壞，材料的防水性能優良，無收縮，耐久性好，對環境無污染。

（5）充分利用病害路段原有基層、面層材料，不產生維修廢棄物，顯著節省資源，避免了對環境的破壞。