壓漿技術在城市水泥砼路面養護中的應用
發布時間：2010-01-14 共1頁
一、 前言
我國水泥混凝土路面始建于60年代中期，80年代以來，水泥混凝土路面在全國迅猛發展。總里程由1980年的1600km，飛速上升到1993年的 28049km。目前，我國現有的水泥混凝土路面，有相當一部分已接近或超過設計年限，有的雖未達到設計年限，但由于水泥砼路面本身接縫多，對超載敏感，在重交通荷載、環境等外部條件的作用下，如果不及時進行養護維修，其使用性能迅速下降，影響車輛快速、舒適、安全行駛。但是，這樣規模的修復面板，存在著施工難度，保養周期長，資金投入多，也嚴重影響車輛的行車安全。為此，我們正在積極探索一些切實可行的修補方法
二、壓漿的作用
壓漿處治技術，是針對砼路面在使用過程內出現的板塊脫空危害而提出的修復板底基層密實，確保板底均勻支撐的技術措施，其作用為：通過壓漿處治，可以充實板底脫空，恢復密實，改善面板的支撐狀況，使砼板的受力狀態符合設計原理，避免砼路面板過早損壞。通過對板底脫空的壓漿處治，由于壓漿材料本身穩定性好，強度，加上漿體的流動性能好，在壓力作用下，有較強的滲透力，因而能夠改善基層和路基的密實度和水穩定性，從而增加基層的穩定性，增強路面的使用壽命。
三、壓漿技術工藝
水泥混凝土路面壓漿技術是采用巖土工程壓漿填充原理，對水泥混凝土路面早期病害進行板底加固、基礎充實的工藝方法。主要作用機理為：采用小型施工機具鉆孔穿透水泥面板，向板下填充水泥灰漿液，通過施加高壓，使板底基層松散處得以填充密實、基層與面板脫空處能夠聯結密實以達到面板均勻傳荷目的。壓漿處治主要的施工工序為：定板、布孔、鉆孔、壓漿、封口、養護。
1.1 定板
路面調查時采用目測法對脫空板觀察重車通過時板的松動起伏情況；對錯臺板量取其高差并記錄之；對唧泥板最好在雨后及時觀察縫隙冒漿情況；對裂縫板視其邊角下沉情況確定壓漿孔位置。調查時，用油漆作好鉆孔位置，并以百米樁為參照，作好每塊壓漿板的詳細位置、損壞情況記錄，以備日后觀察壓漿效果。
1.2 布孔
招標文件要求按梅花狀布孔，行車道布8孔，超車道8孔。對有少量斷裂的板塊（如板塊斷成二塊），壓漿孔作適當調整，在斷縫兩側各增加1~2孔。鉆孔前由技術人員選擇布孔位置，孔位選擇在板的四邊，距板邊各50cm為宜，一般避免在板中央位置布孔。如遇裂縫板，則考慮在裂縫固邊布孔，孔位與裂縫間距要于 30cm。
1.3 鉆孔
采用鉆孔機鉆孔，為保證施工的連續性，鉆孔應按確定的孔位提前進行，孔深以穿透板厚為宜。鉆頭選擇直徑3cm，孔要保持垂直又要圓，其深度要穿過原先加鋪的瀝青混凝土和水泥混凝土板并進入未經處治的基層。本施工作業段水泥板塊+瀝青面層總厚約 31.5cm，鉆孔深度控制在35cm—40cm之間，并不得小于35cm。用吹氣的方法形成空腔，以便于灰漿的初始分布，用3cm橡膠管安插在孔口作為襯墊。橡膠管外徑與孔徑一致便于使灌漿栓塞與孔口緊密結合，防止漏漿，鉆孔后用紅漆在板面標注各孔壓漿順序。
1.4 壓漿
1.4.1 制備灰漿混合料
壓漿施工所用混合料配合比為（僅供參考）
普通硅酸鹽水泥42.5：粉煤灰：水：JK-24：鋁粉=1：0.6：0.7：0.16：0.001
將水泥和粉煤灰按比例放入砂漿攪拌筒內，攪拌15秒，然后加入JK-24及鋁粉，攪拌15秒，再加水攪拌。投料過程中不停攪拌直至漿液均勻，將漿液送入攪拌器用泵送出。
1.4.2 板下壓漿
將灌漿栓塞打入孔中，并穿過瀝青復合層，錨固于水泥板塊，栓塞底部適當離開基層，軟管出料口套在栓塞上并固定好，如果連接部牢固或密封不夠，就會發生 漏漿、暴孔、壓力打不上等現象。錨固牢靠后，開支栓塞泵，待運轉正常后，啟動灌漿泵，同時打開攪拌機底部出料開關，開始連續地向泵內送灰漿，直到觀察到灰漿從一個孔流入另一個孔，當觀察到板開始抬升或灰漿流動線路內的壓力迅速升高時，停止泵送。壓注漿液時，應緩慢均勻加壓，一般當壓力達2.5~3MPa之間某一值時，應保持穩壓狀態2-3min以上，讓漿液在板底充分流動滲透，以達到擠密和充實的效果，然后打開卸荷開關，緩慢降壓，壓力回零。根據施工經驗，壓漿時壓力一般控制在1~4MPa，其中錯臺沉板壓力為2~4MPa；一般脫空板為1~3MPa；唧泥、裂縫板壓力一般為2~3MPa即可，在施工過程中應隨時觀察控制。壓漿過程中，相鄰孔（板）壓漿間隙均應不停止制漿攪拌，以保持漿液均勻，不離析。
壓漿過程中壓力的確定至關重要，壓力過易造成面板拱起斷裂，過小則無法壓滿。而壓漿機因型號不同，壓漿時壓力表所反映的壓力也不同，因此在壓漿前應對起壓力表進行測定，并在施工現場作試驗標定。壓漿過程注意事項如下：
a) 當砼板縱、橫縫隙有漿液冒出時，繼續灌漿5~10秒即應停止；板底有積水處，積水會在漿液壓力下從縫隙冒出，此時需繼續壓漿，直至漿液冒出5~10秒后停止（這種情況下壓力為2~3MPa）。
b) 對于板縫及邊緣冒漿，壓力無法達到規定值的，則先任漿液順板縫自由冒出，漿液凝固后，再重新鉆孔壓漿，一直到壓力達到上述要求為止。
c) 漿液從相鄰板縫隙或硬路肩縫隙冒出時，立即停止灌漿。
d) 需頂升砼板塊時，當板塊頂升至高出正常板1~2mm，立即停止灌漿，此時隨著灌漿壓力的撤離，板塊會由于重力作用下沉1~2mm，正好與正常板平齊（這種情況下壓力一般為2~4MPa）。
e) 當壓力表指針異常跳動或發電機聲音突然增應立即停止灌漿。
f) 壓漿時若發現灰漿已從壓孔或者壓過的孔溢出時應用木塞壓緊10分鐘，拔出木塞具，此孔無須再進行壓漿。
g) 壓漿時應注意高壓管前不能站人，防止噴漿（水）傷人；經常檢修機械，作好防潮、防水、防漏電工作，避免安全事故的發生。
1.4.3 每次壓漿施工收工時，必須用清水沖洗攪拌桶，此時液壓泵照常工作，使水經管道、壓漿泵從高壓管中排出，將各部件殘留漿液徹底排除沖洗干凈。
1.5 封口
壓漿結束應立即拔出灌漿栓塞，立即插上木塞，以便有足夠的時間使灰漿充分凝固。如孔內漿液下降，應從砼縫隙處取漿液填至砼板面平齊。在不會回復壓力，確保灰漿不會從孔中擠出時，方可將木塞拔出，并用快凝水泥砂漿永久性密封孔口，并抹平。灌漿后殘留在路面的灰漿要及時清掃并用水沖刷，避免灰漿流入路面縫隙，防止污染路面，影響今后瀝青砼的粘結。
1.7 養護
灌漿后的2小時內禁止車輛通過灌漿區，一般養生期為3天。
2．壓漿施工質量控制
2.1 現場施工員應認真作好施工記錄，主要包括以下幾個方面：
2.1.1 詳細記錄每塊板的具體位置，錯臺或下沉高度，鉆孔位置。
2.1.2認真填寫壓漿記錄，由項目部派專門技術人員對每臺壓漿機進行全程監控，壓漿材料的配合比必須準確，并對每個孔的孔號、孔深、穩定壓力、最壓力、始壓時間、終壓時間、穩壓時間、壓漿量進行詳細記錄。
根據記錄，每天整理出當天灌漿面積合計和用料數量（含人工、材料、機械等），以便以后進行經濟分析。
2.1.3 定期制作灰漿試塊進行抗壓強度試驗，掌握第一手資料，準確掌握開放交通所需的最短時間
2.2 壓漿必須按照一定順序進行，一般應先壓橫縫兩側的孔，再壓其它孔，依次向前推移。壓漿時對每個孔位的壓力和時間應嚴格把握，壓力達不到不行，達到了不穩定也不行，穩壓時間對壓漿結果有很影響。
2.4 工地試驗室應深入工地，對壓漿材料的質量進行抽檢。
2.5 壓漿板塊養護3天后進行彎沉檢測，實測彎沉應不于14（10-2mm），對不合格的應責成原施工組重新鉆孔壓漿，直至合格為止。
四、經濟效益分析
在寧通高速公路泰州段養護中修工程壓漿施工實踐中，通過對人工、機械、材料消耗等作了詳細的記錄，經過分析測算，壓漿成本約為12元/平方米，而修復砼路面板（打碎、清除、補強基層、澆筑面板）造價為110元/平方米。以寧通高速公路泰州段原水泥路面段7.5米寬，板長4米計算，目前脫空、下沉，唧泥、錯臺、輕微裂縫板塊以一公里約占總板塊的30%計，如采取一般養護措施，經雨水，超載、重交通等因素作用，約有15%左右的板塊需要置換修復，需修復經費約15萬元，而30%板塊壓漿處治成本只需3.5萬元，每公里可節約經費11.5萬元。而且，采取一般養護措施，隨著時間的推移，其余的板塊的破損會不斷發展，直到重新修復，又需要投入量經費去維修。采用壓漿技術處理基層可以一次性提高基層。
五、結束語
城市道路水泥砼路面養護中壓漿技術的運用，體現了養護工作方針“預防為主，防治結合 ”宗旨。把砼路面的養護列入預防性工作范圍，對延長砼路面的使用壽命，防止砼路面的早中期破壞將有積極作用。在砼路面板尚未破損時，板底壓漿技術是成本底、速度快、效果好、通車快，也可避免被清除的破碎板廢渣對環境的污染，是有效延長路面使用壽命的科學養護技術，隨著壓力灌漿技術的不斷推廣，將進一步取得良好的經濟效益和社會效益。
我國水泥混凝土路面始建于60年代中期，80年代以來，水泥混凝土路面在全國迅猛發展。總里程由1980年的1600km，飛速上升到1993年的 28049km。目前，我國現有的水泥混凝土路面，有相當一部分已接近或超過設計年限，有的雖未達到設計年限，但由于水泥砼路面本身接縫多，對超載敏感，在重交通荷載、環境等外部條件的作用下，如果不及時進行養護維修，其使用性能迅速下降，影響車輛快速、舒適、安全行駛。但是，這樣規模的修復面板，存在著施工難度，保養周期長，資金投入多，也嚴重影響車輛的行車安全。為此，我們正在積極探索一些切實可行的修補方法
二、壓漿的作用
壓漿處治技術，是針對砼路面在使用過程內出現的板塊脫空危害而提出的修復板底基層密實，確保板底均勻支撐的技術措施，其作用為：通過壓漿處治，可以充實板底脫空，恢復密實，改善面板的支撐狀況，使砼板的受力狀態符合設計原理，避免砼路面板過早損壞。通過對板底脫空的壓漿處治，由于壓漿材料本身穩定性好，強度，加上漿體的流動性能好，在壓力作用下，有較強的滲透力，因而能夠改善基層和路基的密實度和水穩定性，從而增加基層的穩定性，增強路面的使用壽命。
三、壓漿技術工藝
水泥混凝土路面壓漿技術是采用巖土工程壓漿填充原理，對水泥混凝土路面早期病害進行板底加固、基礎充實的工藝方法。主要作用機理為：采用小型施工機具鉆孔穿透水泥面板，向板下填充水泥灰漿液，通過施加高壓，使板底基層松散處得以填充密實、基層與面板脫空處能夠聯結密實以達到面板均勻傳荷目的。壓漿處治主要的施工工序為：定板、布孔、鉆孔、壓漿、封口、養護。
1.1 定板
路面調查時采用目測法對脫空板觀察重車通過時板的松動起伏情況；對錯臺板量取其高差并記錄之；對唧泥板最好在雨后及時觀察縫隙冒漿情況；對裂縫板視其邊角下沉情況確定壓漿孔位置。調查時，用油漆作好鉆孔位置，并以百米樁為參照，作好每塊壓漿板的詳細位置、損壞情況記錄，以備日后觀察壓漿效果。
1.2 布孔
招標文件要求按梅花狀布孔，行車道布8孔，超車道8孔。對有少量斷裂的板塊（如板塊斷成二塊），壓漿孔作適當調整，在斷縫兩側各增加1~2孔。鉆孔前由技術人員選擇布孔位置，孔位選擇在板的四邊，距板邊各50cm為宜，一般避免在板中央位置布孔。如遇裂縫板，則考慮在裂縫固邊布孔，孔位與裂縫間距要于 30cm。
1.3 鉆孔
采用鉆孔機鉆孔，為保證施工的連續性，鉆孔應按確定的孔位提前進行，孔深以穿透板厚為宜。鉆頭選擇直徑3cm，孔要保持垂直又要圓，其深度要穿過原先加鋪的瀝青混凝土和水泥混凝土板并進入未經處治的基層。本施工作業段水泥板塊+瀝青面層總厚約 31.5cm，鉆孔深度控制在35cm—40cm之間，并不得小于35cm。用吹氣的方法形成空腔，以便于灰漿的初始分布，用3cm橡膠管安插在孔口作為襯墊。橡膠管外徑與孔徑一致便于使灌漿栓塞與孔口緊密結合，防止漏漿，鉆孔后用紅漆在板面標注各孔壓漿順序。
1.4 壓漿
1.4.1 制備灰漿混合料
壓漿施工所用混合料配合比為（僅供參考）
普通硅酸鹽水泥42.5：粉煤灰：水：JK-24：鋁粉=1：0.6：0.7：0.16：0.001
將水泥和粉煤灰按比例放入砂漿攪拌筒內，攪拌15秒，然后加入JK-24及鋁粉，攪拌15秒，再加水攪拌。投料過程中不停攪拌直至漿液均勻，將漿液送入攪拌器用泵送出。
1.4.2 板下壓漿
將灌漿栓塞打入孔中，并穿過瀝青復合層，錨固于水泥板塊，栓塞底部適當離開基層，軟管出料口套在栓塞上并固定好，如果連接部牢固或密封不夠，就會發生 漏漿、暴孔、壓力打不上等現象。錨固牢靠后，開支栓塞泵，待運轉正常后，啟動灌漿泵，同時打開攪拌機底部出料開關，開始連續地向泵內送灰漿，直到觀察到灰漿從一個孔流入另一個孔，當觀察到板開始抬升或灰漿流動線路內的壓力迅速升高時，停止泵送。壓注漿液時，應緩慢均勻加壓，一般當壓力達2.5~3MPa之間某一值時，應保持穩壓狀態2-3min以上，讓漿液在板底充分流動滲透，以達到擠密和充實的效果，然后打開卸荷開關，緩慢降壓，壓力回零。根據施工經驗，壓漿時壓力一般控制在1~4MPa，其中錯臺沉板壓力為2~4MPa；一般脫空板為1~3MPa；唧泥、裂縫板壓力一般為2~3MPa即可，在施工過程中應隨時觀察控制。壓漿過程中，相鄰孔（板）壓漿間隙均應不停止制漿攪拌，以保持漿液均勻，不離析。
壓漿過程中壓力的確定至關重要，壓力過易造成面板拱起斷裂，過小則無法壓滿。而壓漿機因型號不同，壓漿時壓力表所反映的壓力也不同，因此在壓漿前應對起壓力表進行測定，并在施工現場作試驗標定。壓漿過程注意事項如下：
a) 當砼板縱、橫縫隙有漿液冒出時，繼續灌漿5~10秒即應停止；板底有積水處，積水會在漿液壓力下從縫隙冒出，此時需繼續壓漿，直至漿液冒出5~10秒后停止（這種情況下壓力為2~3MPa）。
b) 對于板縫及邊緣冒漿，壓力無法達到規定值的，則先任漿液順板縫自由冒出，漿液凝固后，再重新鉆孔壓漿，一直到壓力達到上述要求為止。
c) 漿液從相鄰板縫隙或硬路肩縫隙冒出時，立即停止灌漿。
d) 需頂升砼板塊時，當板塊頂升至高出正常板1~2mm，立即停止灌漿，此時隨著灌漿壓力的撤離，板塊會由于重力作用下沉1~2mm，正好與正常板平齊（這種情況下壓力一般為2~4MPa）。
e) 當壓力表指針異常跳動或發電機聲音突然增應立即停止灌漿。
f) 壓漿時若發現灰漿已從壓孔或者壓過的孔溢出時應用木塞壓緊10分鐘，拔出木塞具，此孔無須再進行壓漿。
g) 壓漿時應注意高壓管前不能站人，防止噴漿（水）傷人；經常檢修機械，作好防潮、防水、防漏電工作，避免安全事故的發生。
1.4.3 每次壓漿施工收工時，必須用清水沖洗攪拌桶，此時液壓泵照常工作，使水經管道、壓漿泵從高壓管中排出，將各部件殘留漿液徹底排除沖洗干凈。
1.5 封口
壓漿結束應立即拔出灌漿栓塞，立即插上木塞，以便有足夠的時間使灰漿充分凝固。如孔內漿液下降，應從砼縫隙處取漿液填至砼板面平齊。在不會回復壓力，確保灰漿不會從孔中擠出時，方可將木塞拔出，并用快凝水泥砂漿永久性密封孔口，并抹平。灌漿后殘留在路面的灰漿要及時清掃并用水沖刷，避免灰漿流入路面縫隙，防止污染路面，影響今后瀝青砼的粘結。
1.7 養護
灌漿后的2小時內禁止車輛通過灌漿區，一般養生期為3天。
2．壓漿施工質量控制
2.1 現場施工員應認真作好施工記錄，主要包括以下幾個方面：
2.1.1 詳細記錄每塊板的具體位置，錯臺或下沉高度，鉆孔位置。
2.1.2認真填寫壓漿記錄，由項目部派專門技術人員對每臺壓漿機進行全程監控，壓漿材料的配合比必須準確，并對每個孔的孔號、孔深、穩定壓力、最壓力、始壓時間、終壓時間、穩壓時間、壓漿量進行詳細記錄。
根據記錄，每天整理出當天灌漿面積合計和用料數量（含人工、材料、機械等），以便以后進行經濟分析。
2.1.3 定期制作灰漿試塊進行抗壓強度試驗，掌握第一手資料，準確掌握開放交通所需的最短時間
2.2 壓漿必須按照一定順序進行，一般應先壓橫縫兩側的孔，再壓其它孔，依次向前推移。壓漿時對每個孔位的壓力和時間應嚴格把握，壓力達不到不行，達到了不穩定也不行，穩壓時間對壓漿結果有很影響。
2.4 工地試驗室應深入工地，對壓漿材料的質量進行抽檢。
2.5 壓漿板塊養護3天后進行彎沉檢測，實測彎沉應不于14（10-2mm），對不合格的應責成原施工組重新鉆孔壓漿，直至合格為止。
四、經濟效益分析
在寧通高速公路泰州段養護中修工程壓漿施工實踐中，通過對人工、機械、材料消耗等作了詳細的記錄，經過分析測算，壓漿成本約為12元/平方米，而修復砼路面板（打碎、清除、補強基層、澆筑面板）造價為110元/平方米。以寧通高速公路泰州段原水泥路面段7.5米寬，板長4米計算，目前脫空、下沉，唧泥、錯臺、輕微裂縫板塊以一公里約占總板塊的30%計，如采取一般養護措施，經雨水，超載、重交通等因素作用，約有15%左右的板塊需要置換修復，需修復經費約15萬元，而30%板塊壓漿處治成本只需3.5萬元，每公里可節約經費11.5萬元。而且，采取一般養護措施，隨著時間的推移，其余的板塊的破損會不斷發展，直到重新修復，又需要投入量經費去維修。采用壓漿技術處理基層可以一次性提高基層。
五、結束語
城市道路水泥砼路面養護中壓漿技術的運用，體現了養護工作方針“預防為主，防治結合 ”宗旨。把砼路面的養護列入預防性工作范圍，對延長砼路面的使用壽命，防止砼路面的早中期破壞將有積極作用。在砼路面板尚未破損時，板底壓漿技術是成本底、速度快、效果好、通車快，也可避免被清除的破碎板廢渣對環境的污染，是有效延長路面使用壽命的科學養護技術，隨著壓力灌漿技術的不斷推廣，將進一步取得良好的經濟效益和社會效益。
