浅谈灌浆技术在水泥混凝土路面维修中的应用

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法律快车官方整理更新时间： 2019-11-28 21:28:49 人浏览

导读：

摘要:水泥混凝土路面是指以水泥混凝土为主要材料做面层的路面,本文通过对水泥混凝土路面一些较为常见的病害原因处进行分析,提出了采用灌浆技术进行维修处治方案,给出了应用机理和具体施工方法。关键词:灌浆技术水泥混凝土板块脱空维修处治机理水泥混凝

摘要:水泥混凝土路面是指以水泥混凝土为主要材料做面层的路面,本文通过对水泥混凝土路面一些较为常见的病害原因处进行分析,提出了采用灌浆技术进行维修处治方案,给出了应用机理和具体施工方法。

　　关键词:灌浆技术水泥混凝土板块脱空维修处治机理

　　水泥混凝土路面在我国公路网构成中占有较大比重,是我国公路路面主要形式之一。水泥混凝土路面与沥青类路面相比,具有强度高、稳定性好、耐久性好、养护费用小、抗滑性能好、利于夜间行车等优点。但水泥混凝土路面成型后接缝较多,对超载较为敏感,很容易发生脱空、唧泥、裂缝等损害,从而导致路面层破坏。其养护修复较困难,开放交通较迟,严重影响行车。灌浆就是要让水泥或其他浆液在周围土体中通过渗透、充填、压密扩展形成浆脉。由于其操作简便,成本低,技术易掌握,处治效果明显,能取得良好的社会效益和经济效益,所以很值得广泛的推广使用。

　　1路面病害的相关因素

　　常见的水泥混凝土路面的病害主要包括脱空、唧泥、裂缝等。主要因素包括施工中的质量控制;基层本身的组成及质量和汽车荷载普遍存在的超载现象等。目前路面基层材料多选用稳定类集料,其弹性模量远小于混凝土面板的弹性模量,面板太薄或轮载过重,板的平面尺寸太大(使温度翘曲应力过大),地基稳定性差产生过量塑性变形使板底脱空失去支撑,养生期内收缩应力过大及荷载和温度应力作用下的疲劳等,这些都容易致使面板产生裂缝及破碎。同时在轮载的频繁作用下,板边缘和角隅下的路基和路基由于塑性变形累积而同面层脱离接触;由于接缝填缝料的失效,下渗的水积聚在面层下的脱空区内;在轮载作用下的弯沉变形使空隙内的积水变成有压水,侵蚀基层并同基层内冲刷出的细料搅混成悬液,并沿接缝缝隙喷贱出。唧泥的出现,使面层板边缘部分失去支撑,久之,引起错台并导致板出现裂缝,并最终造成公路路面的破坏。

　　2板块脱空位置的判定

　　可以通过肉眼观察出裂缝、唧泥等情况异常时的脱空。当重车过后,能感觉到板体有明显的竖直位移,或下雨后出现有唧泥现象。再者在板的角隅处用锤击听音可综合判断出板块是否存在脱空现象。不能用肉眼观察到的特殊地方就需采用弯沉仪来测定才能准确地判断出混凝土面板的脱空位置。先选取水泥混凝土面板荷载最不利作用位置的横缝及纵缝附近的点作为检测点,用2台5.4 m长杆弯沉仪及BZZ一100标准轴载测定车。检测点分主点、副点,设定正常行车方向为前,主点位于板横缝前10cm左右处并加卸载,副点在横缝后10cm左右处,无荷载。即将1台弯沉仪置于主点,另1台弯沉仪置于副点处,按前进方向右轮测试且右轮离纵缝30cm左右。测定车以5km/h匀速驶离测点。采用双指标控制,即主点弯沉大于0.2 mm和主点一副点差异弯沉大于0.06mm的,应确定为板块脱空。

　　3灌浆处治机理

　　混凝土板是一种准脆性材料,抗压强度高,抗弯拉强度低。在正常情况时面板均匀地支承在基层上,无论荷载作用在何处应力都较小。而一旦产生脱空,板角处由于基础支撑的丧失而处于悬臂状态,在车辆荷载的作用下板内将产生过大的弯拉应力及剪应力,混凝土板块很快达到弯拉强度极限值而最终破坏。

　　水泥混凝土面板灌浆是通过注浆管,施加一定压力让水泥或其他浆液在周围土体中通过渗透、充填、压密扩展形成浆脉,同时赶走板底裂隙中的积水和空气,浆液将原来空隙中松散颗粒胶结为整体,经过一段时间的硬化,形成了一个具有一定强度的良好的“结石体”。灌浆处治后改善了板底原有的受力状态,恢复了板体与地基的连续性,达到了加固地基,治理病害的目的。

　　4材料

　　4.1 压浆设备的选择与调试

　　压浆泵的压力应根据灌浆材料的不同,管路的长短等因素来确定。水泥、粉煤灰作为灌浆材料时,压浆泵的初始起动压力宜为2.0 MPa。当掺人一定量细砂时,压浆泵的初始压力应适当调高。输送管的管径在输送距离不大于30 m时,宜选用管径为60 mm的压浆管和管径为50 mm的排浆管。灰浆搅拌机宜选用工作效率为6 m/h,搅拌轴转速能调到70 r/min的机型。胀卡头是压浆工作的重要部件,它是压浆管与水泥混凝土板衔接的媒介,其外径宜选用107 mm,内径为38 mm的。为使压浆能顺利进行,胀卡头的最小旋紧力矩不得小于1 200 N•m 。 [page]

　　4.2 灌浆材料的选择与配置

　　灌浆材料一般由水泥、粉煤灰、细砂、外掺剂和水组成。灌浆材料的质量优劣直接影响到灌浆效果,故应通过试验来选配。将浆体制成7.07cm×7.07cm×7.0cm立方体试件,标准养护7 d,测定其抗压强度应达到5 MPa以上。浆体应具有良好的可泵性、和易性、保水性及早期强度高,无收缩的特点。为了提高浆体的早期强度,应选用32.5级或42.5级硅酸盐水泥。粉煤灰宜选用干排二级粉煤灰。砂的加入不仅可提高浆体强度,减少其收缩,同时可降低水泥用量。但大粒径的砂可泵性不好且易离析泌水,故应选用细砂或特细砂。为防止浆体收缩,浆液中宜掺加一定量膨胀剂。掺人UFA型膨胀剂(粉状)时,其用量应通过试验确定,推荐掺量为水泥用量的6%～8%。当没有掺人细砂时,可采用的推荐配合比为:水泥:粉煤质:水:早强剂:铝粉=1:0.5:0.7:0.2:0.001。

　　5灌浆施工

　　首先进行孔位布置。根据各块板的弯沉值和损坏的具体情况,确定需灌浆加固的水泥混凝土板及范围,一般每块板布设3—5孔,在混凝土板上确定好孔位后应作好标记。

　　孔的直径应和灌注嘴大小一致,孔的深度应能穿过混凝土板后钻人基层1～3 cm,用海棉块将钻孔中的积水吸出,再将胀卡头牢固地安装在混凝土板的孔位上。灌浆顺序从沉隆量大的地方开始,由远到近,由大到小。将灌浆机的喷嘴插入孔中,封紧孔口以防浆体由孔口四周流出。将压力泵的压力均匀增加到2.0—3.0 MPa左右时开始灌浆。待浆体由其他孔中或板块四周挤出时,表明板下空隙已被灌满。这时应减小压力停留3～5 min,将喷嘴提起后立即用木塞塞孔,以防浆体溢出。至浆体初凝后再拔出木塞,用1O号以上的高标号砂浆封孔、抹平。继续进行下一块板的灌浆工作直至完成。灌浆后经过7 d龄期,再次测量主点、副点弯沉值,当主点或差异弯沉值均低于设计要求时,可认为灌浆效果已经达到。

　　6 结语

　　在混凝土路面产生病害时,传统的“换板”处治,在破碎时由于操作人员的失误或连接杆的传递影响,可能造成相临混凝土板块不同程度的松动或破损,处治一处病害又出现多处新的病害,且只能改善板本身状态,正是所谓的“治标不治本”,而混凝土板下灌浆通过灌浆压力可把浆液渗透到相邻混凝土板下,起到灌浆一块板加固几块板的作用。灌浆技术作为一种新型的加固技术,具有很强的实用性,在水泥混凝土路面维修中应当被广泛运用。

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