采用壓漿工藝處理水泥混凝土路面板底脫空
發布時間：2010-01-14 共1頁
本文借鑒后張法預應力構件的孔道壓漿原理，結合104國道曲北段混凝土路面改建工程，采用鉆孔壓漿工藝處理板底脫空病害，取得了較好的效果，并總結了一定的施工經驗，現介紹如下。
1 水泥混凝土路面板底脫空原因分析及處理方案的選擇
104國道曲北段（k582+052-k603+452）為原一級汽車專用路，原設計路面結構為：面層為22cm厚水泥混凝土板，基層為18cm厚石灰土，1987年建成通車，1994年開始出現混凝土面板唧泥、錯臺、斷板、破碎板等病害，且病害逐年增加。雖經多次挖補換板處理，仍不能阻止病害的發展，致使該路段通行能力下降，交通秩序混亂，危及行車安全，急需補強改建。
通過路況調查與路面檢測分析，認為路面破壞的原因主要有三個，首先是設計標準低，施工質量差，造成原路面總體強度不足；其次，石灰土基層水穩性差，而路面使用中接縫灌養又不及時，中央綠化帶也沒有排水措施，造成路表水滲入基層后，石灰土濕軟，在頻繁車載作用下產生唧泥，導致板底脫空；近年來的交通量劇增，車輛嚴重超載是該路段損壞的外在原因。
經研究決定對該路段進行補強改建，補強措施為加鋪15cm的水泥穩定碎石與6cm瀝青混凝土。參考以往工程經驗與教訓，施工中對舊板處理進行重點把關，不僅對斷裂破碎板要認真處理，而且對板底脫空也采用鉆孔壓漿穩定處理，避免留下隱患。板底壓漿是借鑒后張法預應力構件的孔道壓漿的原理，在混凝面板底部有脫空處鉆孔，通過孔洞利用高強壓力將流質材料壓入脫空空隙，流質材料凝固后產生一定的強度，對面板產生均勻承托的作用，達到穩固板塊的目的。
2 壓漿材料與機具設備
2、1壓漿材料
壓入板底材料應具備以下特征：一是顆粒粒徑小、流動性大，能順利壓進板底空隙；二是弱收縮性，能充分填充板底空隙；三是應具備比較高的強度以承受板重及車輛荷載的作用。國內外都有使用乳化瀝青作填隙材料的經驗，雖具有較好的流動性但強度偏低，具受溫度的影響大，溫度高時易軟化，在荷載作用下容易從板底唧出，因而不宜選用。開始曾選用純水泥漿作試驗，發現要達到政黨施工的流動性，需要很大的水灰比，造成材料強度偏低且泌水收縮率大。后選用水泥粉煤灰漿，采用較低的水灰比就可達到較好的流動性，且強度較高，收縮量小。采用水泥：粉煤灰：水=1：0.5:0.45配合比制作的灰漿試件，其室內3d的抗壓強度高于5MPa。
2、2壓漿設備
主要有：（1）鉆孔設備——JHZ-2型鉆孔取芯機；（2）制漿設備——JW180L灰漿拌和機；（3）壓漿設備——UB-3A型灰漿泵；（4）緊固裝置——膨脹螺栓壓漿頭。
3 施工準備
3、1脫空板的確定
調查發現，混凝土路面使用中出現的斷板、破碎板等病害大部分是由于唧泥脫空形成，因而這種類型的板底均應進行壓漿。完好無斷裂破碎的板塊，板底也可能存在脫空，這種類型的脫空板判斷較困難，我們采取外觀觀察及彎沉測試相結合的方法進行判斷。雨后上路觀察是否有唧泥最直觀；無雨季節采取間接方式判斷：人在板的邊緣感覺重型車輛通行時是否有垂直位移和翹動的板夫；板角相鄰兩條縫填縫材料嚴重剝落的板塊；相鄰板間出現錯臺時，位置較低的板塊一般有脫空存在。對外觀不易判斷的板塊，測定四個邊角的彎沉（板角是一塊板中彎沉值最大、受力最不利的位置，唧泥脫空首先出現在板角），彎沉值超過0.3mm者，需要壓漿。
3、2鉆孔位置的確定
理論上，唧泥、脫空首先出現在板角，沿板的縱橫縫延伸發展，因此，完好或輕策裂縫的板塊，在填縫料剝落或接縫處出現錯臺的，板角鉆孔壓漿即可，鉆孔位置一般應距邊角20-40cm；斷裂較嚴重出現錯臺的板塊，斷縫位置也存在脫空，板角、斷縫均應鉆孔壓漿，考慮其邊角位置可能已有支撐，鉆孔距邊角太近時，灰漿很難壓進且注壓力極易從角散失，因此板角的鉆孔應距邊角40-60cm；挖補權的周邊板塊，四角都應進行壓漿。
4 板底壓漿的工藝流程及要求
具體的工藝流程：定位—鉆孔—制漿—壓漿—壓漿孔封堵—交通控制—彎沉檢測。工藝要求：（1）定位：由監理人員和施工技術人員根據外觀及彎沉檢測相結合的方法調查唧泥脫空板，標畫鉆孔位置。（2）鉆孔：施工人員使用鉆孔取芯機按標定的位置鉆孔，鉆孔深度與板厚一致。孔徑D與壓漿頭直徑d相匹配，且D-d=1—2mm。（3）制漿：按配合比將材料在灰漿拌和機中拌和，至均勻無灰團方可使用，使用中應持續拌和，防止沉淀。（4）壓漿：用壓漿泵將拌和好的灰漿由壓漿孔壓入混凝土板底，壓力控制在2.0MPa左右，直至鄰孔或接縫中溢漿或無溢漿而板塊略有上升為止。壓漿過程中溢漿的孔就及時用圓狀木塞封堵，防止壓力過度散失。注漿也也在壓漿頭拔除后也應及時用木塞封堵，防止灰漿反流。所有木塞應保持3-5min方可拔除。（5）壓漿孔封堵：木塞拔除后，用灰漿或取出的混凝土芯樣將壓漿孔封嚴。（6）交通控制：壓漿完成后的板塊，禁止車輛通行，待灰漿強度達到5MPa以上時方可開放交通，一般需要3d。（7）彎沉檢測：壓漿完成3d后，用JN-150黃河車及貝克曼梁復測壓漿板四角的回彈彎沉值，當彎沉值超過0.3mm時，應重新鉆孔補壓。
5 壓漿效果檢驗與分析
混凝土板底壓漿的目的在于填充板底空隙，給板塊提供一均勻的支承，減少板的翹動和震動。我們通過以下幾種方法檢驗壓漿效果：（1）直觀觀察壓漿前后重型車輛通過脫空板時的運動位移情況（限于壓漿前有明顯垂直位移的板塊），壓漿前后對比相當明顯，板的翹動、震動幅度明顯降低，垂直位移大幅度減小。（2）鉆孔取芯檢查灰漿充填情況：對壓漿板按距注漿孔0.5,1.0,1.5,2.0m的距離范圍取芯，共取芯50個，有45個芯底粘有灰漿，其余未有粘連。粘連的灰漿層的厚度自注漿孔0-2.0m范圍內不等（最大3.5cm，最小0.2cm），說明板底空隙并不均勻。（3）采用JN-150黃河車及貝克曼梁對壓漿板逐塊檢測板四角的彎沉值。
由資料可以看出通過對板底壓漿的處理，板的彎沉值有明顯的減小，穩定性增強。
6 體會
1）工程實踐表明，采|考試|大|用壓漿工藝處理板底脫空經濟可行、簡便實用、效果明顯，即可用于水泥混凝土路面日常養護，也可用于路面的改建工程。
2）板底脫空病害的形成與水的侵蝕有重要關系，故混凝土路面基層不宜使用石灰土這類水穩性差的材料，同時也要加強平時對混凝土路面接縫的養護，減少路面水下滲蝕基層。出現板底脫空現象后要及早處理，防止病定惡化。
3）灰漿在保證施工和易性的前提下，降低水灰比，并添加適當的早強劑、微膨脹劑，能夠減少硬化收縮，更有效地充填空隙，促其早期強度提高，及早開放交通，對性能優良的壓漿機，還可考慮添加部分中細砂，提高灰漿強度與抗折性。
4）判斷掊空板與確定鉆孔位置是板底脫空處理中的一項重要工作，它們是確保工程質量與壓漿效果的前提條件。
5）壓漿過程中要注意控制好壓力，壓力過高則易造成板塊損壞。
6）無論是日常養護還是改建工程，板底脫空病害都要引起重視，認真處理，決不能認為鋪筑補強層就可以代替處理舊板，這樣做的后果只能是事倍功半，得不償失
1 水泥混凝土路面板底脫空原因分析及處理方案的選擇
104國道曲北段（k582+052-k603+452）為原一級汽車專用路，原設計路面結構為：面層為22cm厚水泥混凝土板，基層為18cm厚石灰土，1987年建成通車，1994年開始出現混凝土面板唧泥、錯臺、斷板、破碎板等病害，且病害逐年增加。雖經多次挖補換板處理，仍不能阻止病害的發展，致使該路段通行能力下降，交通秩序混亂，危及行車安全，急需補強改建。
通過路況調查與路面檢測分析，認為路面破壞的原因主要有三個，首先是設計標準低，施工質量差，造成原路面總體強度不足；其次，石灰土基層水穩性差，而路面使用中接縫灌養又不及時，中央綠化帶也沒有排水措施，造成路表水滲入基層后，石灰土濕軟，在頻繁車載作用下產生唧泥，導致板底脫空；近年來的交通量劇增，車輛嚴重超載是該路段損壞的外在原因。
經研究決定對該路段進行補強改建，補強措施為加鋪15cm的水泥穩定碎石與6cm瀝青混凝土。參考以往工程經驗與教訓，施工中對舊板處理進行重點把關，不僅對斷裂破碎板要認真處理，而且對板底脫空也采用鉆孔壓漿穩定處理，避免留下隱患。板底壓漿是借鑒后張法預應力構件的孔道壓漿的原理，在混凝面板底部有脫空處鉆孔，通過孔洞利用高強壓力將流質材料壓入脫空空隙，流質材料凝固后產生一定的強度，對面板產生均勻承托的作用，達到穩固板塊的目的。
2 壓漿材料與機具設備
2、1壓漿材料
壓入板底材料應具備以下特征：一是顆粒粒徑小、流動性大，能順利壓進板底空隙；二是弱收縮性，能充分填充板底空隙；三是應具備比較高的強度以承受板重及車輛荷載的作用。國內外都有使用乳化瀝青作填隙材料的經驗，雖具有較好的流動性但強度偏低，具受溫度的影響大，溫度高時易軟化，在荷載作用下容易從板底唧出，因而不宜選用。開始曾選用純水泥漿作試驗，發現要達到政黨施工的流動性，需要很大的水灰比，造成材料強度偏低且泌水收縮率大。后選用水泥粉煤灰漿，采用較低的水灰比就可達到較好的流動性，且強度較高，收縮量小。采用水泥：粉煤灰：水=1：0.5:0.45配合比制作的灰漿試件，其室內3d的抗壓強度高于5MPa。
2、2壓漿設備
主要有：（1）鉆孔設備——JHZ-2型鉆孔取芯機；（2）制漿設備——JW180L灰漿拌和機；（3）壓漿設備——UB-3A型灰漿泵；（4）緊固裝置——膨脹螺栓壓漿頭。
3 施工準備
3、1脫空板的確定
調查發現，混凝土路面使用中出現的斷板、破碎板等病害大部分是由于唧泥脫空形成，因而這種類型的板底均應進行壓漿。完好無斷裂破碎的板塊，板底也可能存在脫空，這種類型的脫空板判斷較困難，我們采取外觀觀察及彎沉測試相結合的方法進行判斷。雨后上路觀察是否有唧泥最直觀；無雨季節采取間接方式判斷：人在板的邊緣感覺重型車輛通行時是否有垂直位移和翹動的板夫；板角相鄰兩條縫填縫材料嚴重剝落的板塊；相鄰板間出現錯臺時，位置較低的板塊一般有脫空存在。對外觀不易判斷的板塊，測定四個邊角的彎沉（板角是一塊板中彎沉值最大、受力最不利的位置，唧泥脫空首先出現在板角），彎沉值超過0.3mm者，需要壓漿。
3、2鉆孔位置的確定
理論上，唧泥、脫空首先出現在板角，沿板的縱橫縫延伸發展，因此，完好或輕策裂縫的板塊，在填縫料剝落或接縫處出現錯臺的，板角鉆孔壓漿即可，鉆孔位置一般應距邊角20-40cm；斷裂較嚴重出現錯臺的板塊，斷縫位置也存在脫空，板角、斷縫均應鉆孔壓漿，考慮其邊角位置可能已有支撐，鉆孔距邊角太近時，灰漿很難壓進且注壓力極易從角散失，因此板角的鉆孔應距邊角40-60cm；挖補權的周邊板塊，四角都應進行壓漿。
4 板底壓漿的工藝流程及要求
具體的工藝流程：定位—鉆孔—制漿—壓漿—壓漿孔封堵—交通控制—彎沉檢測。工藝要求：（1）定位：由監理人員和施工技術人員根據外觀及彎沉檢測相結合的方法調查唧泥脫空板，標畫鉆孔位置。（2）鉆孔：施工人員使用鉆孔取芯機按標定的位置鉆孔，鉆孔深度與板厚一致。孔徑D與壓漿頭直徑d相匹配，且D-d=1—2mm。（3）制漿：按配合比將材料在灰漿拌和機中拌和，至均勻無灰團方可使用，使用中應持續拌和，防止沉淀。（4）壓漿：用壓漿泵將拌和好的灰漿由壓漿孔壓入混凝土板底，壓力控制在2.0MPa左右，直至鄰孔或接縫中溢漿或無溢漿而板塊略有上升為止。壓漿過程中溢漿的孔就及時用圓狀木塞封堵，防止壓力過度散失。注漿也也在壓漿頭拔除后也應及時用木塞封堵，防止灰漿反流。所有木塞應保持3-5min方可拔除。（5）壓漿孔封堵：木塞拔除后，用灰漿或取出的混凝土芯樣將壓漿孔封嚴。（6）交通控制：壓漿完成后的板塊，禁止車輛通行，待灰漿強度達到5MPa以上時方可開放交通，一般需要3d。（7）彎沉檢測：壓漿完成3d后，用JN-150黃河車及貝克曼梁復測壓漿板四角的回彈彎沉值，當彎沉值超過0.3mm時，應重新鉆孔補壓。
5 壓漿效果檢驗與分析
混凝土板底壓漿的目的在于填充板底空隙，給板塊提供一均勻的支承，減少板的翹動和震動。我們通過以下幾種方法檢驗壓漿效果：（1）直觀觀察壓漿前后重型車輛通過脫空板時的運動位移情況（限于壓漿前有明顯垂直位移的板塊），壓漿前后對比相當明顯，板的翹動、震動幅度明顯降低，垂直位移大幅度減小。（2）鉆孔取芯檢查灰漿充填情況：對壓漿板按距注漿孔0.5,1.0,1.5,2.0m的距離范圍取芯，共取芯50個，有45個芯底粘有灰漿，其余未有粘連。粘連的灰漿層的厚度自注漿孔0-2.0m范圍內不等（最大3.5cm，最小0.2cm），說明板底空隙并不均勻。（3）采用JN-150黃河車及貝克曼梁對壓漿板逐塊檢測板四角的彎沉值。
由資料可以看出通過對板底壓漿的處理，板的彎沉值有明顯的減小，穩定性增強。
6 體會
1）工程實踐表明，采|考試|大|用壓漿工藝處理板底脫空經濟可行、簡便實用、效果明顯，即可用于水泥混凝土路面日常養護，也可用于路面的改建工程。
2）板底脫空病害的形成與水的侵蝕有重要關系，故混凝土路面基層不宜使用石灰土這類水穩性差的材料，同時也要加強平時對混凝土路面接縫的養護，減少路面水下滲蝕基層。出現板底脫空現象后要及早處理，防止病定惡化。
3）灰漿在保證施工和易性的前提下，降低水灰比，并添加適當的早強劑、微膨脹劑，能夠減少硬化收縮，更有效地充填空隙，促其早期強度提高，及早開放交通，對性能優良的壓漿機，還可考慮添加部分中細砂，提高灰漿強度與抗折性。
4）判斷掊空板與確定鉆孔位置是板底脫空處理中的一項重要工作，它們是確保工程質量與壓漿效果的前提條件。
5）壓漿過程中要注意控制好壓力，壓力過高則易造成板塊損壞。
6）無論是日常養護還是改建工程，板底脫空病害都要引起重視，認真處理，決不能認為鋪筑補強層就可以代替處理舊板，這樣做的后果只能是事倍功半，得不償失
