灌漿技術(shù)在柳州至南寧高速公路上的應用

摘#8195;要 本文結(jié)合廣西柳州至南寧高速公路（以下簡稱柳南高速公路）舊水泥砼路面改造工程，對舊水泥砼路面板底脫空的灌漿技術(shù)進行了分析研究，提出了板底脫空的識別、灌漿技術(shù)法處理板底脫空及施工質(zhì)量控制要點等關(guān)鍵技術(shù)，為今后舊水泥砼路面板底脫空灌漿處理維修以及加鋪瀝青路面罩面工程提供參考。

關(guān)鍵詞 水泥砼路面；板底脫空；灌漿技術(shù)；質(zhì)量控制

中圖分類號 U4 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)031-0148-02

水泥混凝土路面是我國的高速公路路面主要形式之一，在我國公路網(wǎng)構(gòu)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(yōu)點。但水泥混凝土路面接縫較多，對超載較為敏感，易發(fā)生脫空、唧泥、裂縫等早期病害，最終形成破碎板。如何治理脫空，唧泥等病害，搞好水泥混凝土路面的養(yǎng)護，延長路面使用壽命，改善其服務水平，具有十分重要的意義。對于舊水泥混凝土路面加鋪瀝青面層的改建工程，舊水泥混凝土路面病害的處置工作非常重要，尤其是板底脫空的處置，將直接影響到瀝青路面是否會出現(xiàn)早期病害。

本文結(jié)合廣西柳南高速公路舊水泥砼路面改造實體工程，通過對舊水泥砼路面板底脫空的識別和灌漿技術(shù)進行了研究，為今后水泥砼路面的維修與加鋪提供進一步的工程參考。

1 水泥砼板底脫空的識別

1.1 板底脫空形成機理

唧泥和脫空病害的產(chǎn)生有其內(nèi)在因素和外界因素：內(nèi)在因素是基層本身的質(zhì)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。我國路面基（墊）層材料一般都選用穩(wěn)定類集料，其模量遠小于水泥混凝土面層的模量。水泥混凝土路面在重車荷載的反復作用下，板底與基（墊）層之間將出現(xiàn)微小的空隙，即出現(xiàn)了板下局部脫空，或稱為原始脫空區(qū)。同時溫度濕度的變化，以及板內(nèi)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（墊）層之間的分離，形成板底脫空。脫空的出現(xiàn)又為水的浸入創(chuàng)造了條件，當路面接縫或裂縫養(yǎng)護不及時，雨水從破損處浸入基層，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(xiàn)進一步加劇了板底的脫空。這樣周而復始，惡性循環(huán)最終形成破碎板。

1.2 板底脫空的識別

完好無斷裂破碎的板塊，板底也可能存在脫空，這種類型的脫空難以判斷。通過現(xiàn)場破損調(diào)查、接縫彎沉差測試，F(xiàn)WD檢測和探地雷達檢測相結(jié)合對比研究，探地雷達（路面雷達）檢測可以迅速、準確地判定舊水泥砼的脫空情況。

在無探地雷達的情況下，可用以下方法進行判斷：

重型車輛通行時，人在相鄰板你能感覺有垂直位移和翹動板塊；

板腳相鄰兩條縫填縫材料嚴重剝落破壞；

相鄰板出現(xiàn)錯臺5 mm以上時，位置較低板一般有脫空的存在；

接、裂縫有唧泥處；

接縫兩側(cè)彎沉差大于0.06 mm。

2 水泥砼板底脫空灌漿處治技術(shù)

2.1 柳南高速公路灌漿處置技術(shù)質(zhì)量控制要點

柳南高速公路改擴建工程在加鋪瀝青混凝土路面之前，對舊水泥混凝土路面進行了綜合的處置，處置的主要內(nèi)容有更換部分水泥混凝土路面破碎板、對水泥混凝土板板底脫空灌漿、對水泥混凝土板裂縫修補、對水泥混凝土板脹縫縮縫填縫料失效的進行更換、錯臺處理，恢復水泥混凝土路面防水功能，對路基下沉段進行灌漿以及路基其他病害綜合

處理。

由于在相關(guān)技術(shù)規(guī)范中，還沒有指標能準確判斷出水泥混凝土板板底是否處于脫空狀態(tài)，故柳南高速公路改擴建工程參考廣西區(qū)以往水泥混凝土路面養(yǎng)護工程及柳州至南寧高速公路鳳凰段（2005年改造）、來賓段（2006年改造）“白加黑”試驗路工程的板底灌漿技術(shù)參數(shù)，確定了舊水泥路面板底灌漿的技術(shù)參數(shù)及檢驗標準為：

1）進行舊水泥混凝土路面彎沉檢測，當板塊接縫兩側(cè)的彎沉差≥0.06 mm時，或板塊彎沉值≥0.14 mm時（包含已經(jīng)進行了更換混凝土板的板塊），需要進行板底灌漿。

2）灌漿布孔按每塊砼板鉆5個孔，即板的四個角各距邊80 cm及中間位置鉆孔，孔徑不小于Φ30 mm，鉆孔深度為70 cm，且要求穿透級配碎石基層（參考桂林至柳州高速公路和柳州至王靈高速公路的路面結(jié)構(gòu)厚度都為60 cm，即24cm水泥混凝土路面+18 cm二灰結(jié)碎石+18 cm級配碎石底基層），要求鉆穿路面結(jié)構(gòu)層至路床，使灌漿可滲透到路床的位置。

3）灌漿材料一般都是采用32.5號以上普通硅酸鹽水泥加外加劑，漿液24小時的抗壓強度要求必須達到5 MPa以上；要求漿體流動性好、結(jié)石率高（凝結(jié)后的固體體積與漿體體積之比達98％～101％）泌水率和干縮率小。

4）板底脫空灌漿驗收合格標準：①漿體強度達到設計強度；②對灌漿后的面板進行彎沉檢測（每塊板檢測4點），彎沉值≤0.08 mm、板邊彎沉差≤0.06 mm。

5）灌漿質(zhì)量檢測方法：①每個施工段應制取試件1組（每組6個），齡期應為24小時達到強度5 MPa以上；②如果試件表明漿體的24小時強度不能達到規(guī)定的強度，則必須對該施工段進行重灌；③注水試驗：采用Ф45 mm鉆頭鉆孔取芯30 cm深，孔內(nèi)注滿水后，進行60秒水位觀測，水位不下降；④底基層水泥漿檢驗：鉆芯取樣抽檢的板塊數(shù)量一般按灌漿板塊數(shù)量的10％，在每一板塊至少選一處進行取芯試驗（距離灌漿孔不小于60 cm）。取芯試驗時，采用Ф45 mm鉆頭，分兩步取芯：首先鉆深30 cm，要求芯樣的砼面層與二灰碎石層間有飽滿的水泥漿層或往孔中注水試驗不滲水，然后再鉆深至60 cm（且鉆入級配碎石底基層5 cm～10 cm），要求芯樣的級配碎石底基層應有水泥漿體；⑤復灌試驗：取芯完后，使用按水：水泥＝1.2～1.4：1的比例配制的純水泥漿（可摻加減水劑，以提高漿液的可灌性，但不得添加速凝劑）對取芯孔進行復灌試驗，要求試灌壓力保持在2 Mpa～5 Mpa達60秒鐘后進漿少于5升。要求鉆芯取樣和復灌試驗的板塊合格率達100％；⑥每施工段完工后，在瀝青砼路面加鋪前，還需對每塊水泥混凝土板進行彎沉測量，驗收合格后才允許開放交通。

6）灌漿施工時注意事項：①灌注化學漿，施工中采用“圍、擠、壓”方法，先將注漿區(qū)圍住，再在中間插孔擠密，以保證注漿質(zhì)量；②在施工過程中應注意灌漿壓力的控制，嚴禁出現(xiàn)“抬板”現(xiàn)象，避免砼板出現(xiàn)新裂縫，施工過程中灌漿壓力控制在1 Mpa～2 Mpa之間；③灌漿完成后即對灌注區(qū)封閉養(yǎng)生，避免施工車輛和施工機械進入；④對各種路面板的脫空、破損程度不同，布孔時可適當調(diào)整灌漿孔的位置這樣不僅能使砼板底充填密實，而且有利于抬板，減少錯臺量；⑤灌注漿液時，對于完整砼板所處部位先采用無壓力灌注，打開回漿管，當回漿管出現(xiàn)回漿時，關(guān)閉回漿管，灌至設計壓力則結(jié)束，不能超壓灌注，如出現(xiàn)超量灌注仍無回漿，則停止注漿，1～2小時后再行灌注，直至滿足設計要求。灌漿過程中溢出的水泥漿在其終凝前及時清掃，以防污染路面；⑥對于破損的砼板所處部位注漿時，如出現(xiàn)破損處冒水、冒漿則應停止注漿，否則壓力驟升，易使破損砼板進一步損壞；⑦灌漿結(jié)束后，注意養(yǎng)護，對已灌漿的孔所處路面仍需封閉道路1天，使水泥漿液固結(jié)至一定強度以提高加固效果。

2.2 工程應用情況

在進行灌漿處治前，建設方、監(jiān)理方、承包人為了解全線水泥混凝土板板底脫空狀況，對每塊水泥板進行了彎沉調(diào)查，其分布圖如圖1。

圖1 灌漿前柳州至南寧高速公路水泥混凝土板彎沉分布圖

由圖1可以看出彎沉值大于0.14，或彎沉值小于0.14且板間彎沉值大于6的板塊占有59%的比例，即脫空板塊占有近60%的比例。針對這一狀況，在瀝青路面加鋪之前，對脫空板塊進行灌漿處治，并進行復測，脫空板塊的彎沉值都得到了有效改善，彎沉值基本都降低到8以下。

由于柳州至南寧高速公路車流量較大，為盡量減少改擴建工程對交通的影響，該工程采用中面層分段鋪筑后立即開放交通的作業(yè)方式，至開工至今，最早開放交通的部分路段運營已1年有余，目前尚未出現(xiàn)任何早期病害，在一定程度上說明舊水泥混凝土路面板處于穩(wěn)定狀態(tài)，同時證明了利用板底灌漿技術(shù)處治板底脫空具有很好的借鑒性和推廣價值。

3 結(jié)束語

本文結(jié)合廣西柳南高速公路改造工程，對舊水泥砼路面灌漿技術(shù)進行了研究，并提出了脫空板的識別方法、灌漿技術(shù)參數(shù)、施工工藝和質(zhì)量控制要點等關(guān)鍵技術(shù)。灌漿技術(shù)作為一種新型的加固技術(shù)，可廣泛的應用到公路施工其他方面。由于其處治質(zhì)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，所以適用于舊板加罩瀝青面層的舊板加固中。經(jīng)灌漿技術(shù)改造后的廣西柳州至南寧高速公路將具有舒適的路面、優(yōu)美的景觀、設施齊全、環(huán)境優(yōu)雅的服務區(qū)，將為社會提供更為全面、優(yōu)質(zhì)的公眾交通服務。通過高標準、高起點的建設及管養(yǎng)工作，這條連接廣西主要城市的交通大動脈必將為推動廣西經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮更重要的作用。

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