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    淺談如何利用灌漿技術治理公路路面病害
    發布時間:2014-08-05

      文本摘要:灌漿技術作為一項成熟的處治技術,已經被眾多的公路工程養護者所接受所認同,隨著設備的不斷更新,材料的不斷開發,這項技術也將得到不斷地改良、完善,其應用前景仍然十分廣闊。

      關 鍵 詞:灌漿;公路;處治

      灌漿技術作為一項成熟的處治技術,已經被眾多的公路工程養護者所接受所認同,常常用它來處治公路營運期所存在的橋頭跳車、面板脫空等病害。由于其操作簡便,處治效果明顯,因此,在公路路面大修工程中至今仍然能保存著一定的技術地位。隨著設備的不斷更新、材料的不斷開發,這項技術也將得到不斷地改良、完善,其應用前景仍然十分廣闊。

      1、 水泥混凝土面板唧泥、脫空現象的主要原因

      水泥混凝土路面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、使用壽命長等優點。但水泥混凝土路面接縫較多,對超載較為敏感,易發生脫空、唧泥、裂縫等先期病害,從而導致路面的破損。

      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。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。

      2、 脫空板確定

      2.1脫空板確定方法

      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。

      2.2檢測方法

      我市某公路試驗段為一級公路,建于1996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)。在本實驗路段,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。

      3、 加固機理

      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;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,恢復板體與地基的連續性。達到加固基礎,治理病害的目的。

      3.1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,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)。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。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26s。在施工中,漿體流動度不宜過小,控制在20~30s之間較好。否則會產生泌水現象。

      3.2試驗資料

      在相同水灰比情況下,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。

      3.3灌漿技術的實施

      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1~4MPa之間,并停留3~5min,效果較好。

      3.4灌漿效果評定

      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。灌漿前數值均大于控制指標,認為板底出現脫空,需灌漿處治。經檢測可看出,原混凝土面板通過灌漿提高了板底承載力。

      4 、結論

      4.1產生脫空板的原因有:填縫料的失效,水的浸入,基層材料中的細集料。因此,必須加強接縫的養護,及時疏導路面積水,來預防防治路面先期病害。在基(墊)層施工中,應嚴格控制混合料中的細集料含量。

      4.2大多數破損板本身的質量良好,病害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,根據施工經驗,鉆孔深度應穿透基層達到墊層中。傳統的“換板”只能改善板本身狀態,而板下灌漿通過灌漿壓力可把漿液滲透到相鄰混凝土板下,起到灌漿一塊板加固幾塊板的作用。

      4.3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舊板加固中。

      4.4要治理水泥混凝土路面的唧泥、脫殼等病害,延長水泥混凝土路面的使用周期,提高投資效益,需要設計、施工、養護管理各方主體各負其責,分頭把關,按照行業規范標準,結合工程實際,嚴格履行各自職能,相信這一頑疾一定會得到根治。



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