非開挖式注漿加固技術(shù)在舊水泥混凝土路面病害處治中的應(yīng)用

林燕華

（莆田荔城區(qū)交通建設(shè)開發(fā)有限公司　351100）

非開挖式注漿加固技術(shù)在舊水泥混凝土路面病害處治中的應(yīng)用

林燕華

（莆田荔城區(qū)交通建設(shè)開發(fā)有限公司351100）

針對(duì)水泥混凝土路面產(chǎn)生的面板裂隙、板角出現(xiàn)斷裂、錯(cuò)臺(tái)等病害，首先分析舊水泥混凝土路面上病害產(chǎn)生原因，注漿處治病害的原理，根據(jù)CD型地聚合物材料具有滲透性和流動(dòng)性好，強(qiáng)度增長快等特點(diǎn)，在省道S202線路面改造過程中舊板病害的處治，實(shí)踐表明：采用CD型地聚合物注漿后，顯著提高舊路面承載能力，基本實(shí)現(xiàn)消除路面結(jié)構(gòu)內(nèi)缺陷。

水泥混凝土；路面病害；CD型地聚合物注漿；非開挖式結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)

1　概述

隨著城市建設(shè)快速發(fā)展，城區(qū)交通量迅速增長，使得道路路面病害問題日益凸現(xiàn)。水泥混凝土路面病害主要表現(xiàn)為面板出現(xiàn)裂隙、板角出現(xiàn)斷裂、錯(cuò)臺(tái)等。路面病害的產(chǎn)生不僅影響行車舒適性及安全性，而且裂縫的擴(kuò)展和滲水會(huì)使路面結(jié)構(gòu)損壞逐漸加重。傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)維修方法是：挖除舊水泥混凝土面板，然后對(duì)基層或路基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)后重新?lián)Q板。該處治方法的缺陷是：無法利用舊路的殘余強(qiáng)度和材料，且由于小面積修補(bǔ)施工存在壓實(shí)度不足、影響臨近板塊等，修補(bǔ)后路面使用壽命無法達(dá)到預(yù)期效果，同時(shí)維修時(shí)間長、干擾道路交通大。[1～2]

為此，尋找一種非開挖、迅速開放交通、具有良好效益的維修方法顯得尤為重要。本文選取莆田市省道S202線K479+540～K479+720段，由西安長大公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)有限公司開發(fā)具有流動(dòng)性和滲透性好、早期強(qiáng)度高的CD型地聚合物注漿材料，采用非開挖式注漿加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)維修處治方法的不足。

2　試驗(yàn)段工程概況

省道S202線K479+540～K479+720路段舊水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)為：22cm水泥混凝土面層+15cm水泥穩(wěn)定碎石基層。多年通車運(yùn)行后面板出現(xiàn)裂隙、板角出現(xiàn)斷裂、錯(cuò)臺(tái)等病害，影響車輛正常行駛。鑒于本路段交通量較大，路面處治時(shí)，封閉交通時(shí)間不宜過長的特點(diǎn)，因此采用CD型地聚合物注漿處理路面病害，旨在有效解決上述傳統(tǒng)處治方法的難題，同時(shí)驗(yàn)證該處治方法的可行性和有效性。

3　水泥混凝土路面病害成因分析

通過現(xiàn)場查勘省道S202線K479+540～K479+720路面病害形式，發(fā)現(xiàn)原舊水泥路面板底脫空、路基承載能力不足是引起該段路面病害的主要原因。地基在動(dòng)力荷載的作用下失穩(wěn)和震陷，僅僅修復(fù)破損的路面并不能使病害得到根治，修復(fù)后的路面使用一段時(shí)間后，裂縫、錯(cuò)臺(tái)等病害會(huì)再次出現(xiàn)，因此必須對(duì)軟弱的地基進(jìn)行加固。[1]

4　舊水泥路面非開挖式注漿加固技術(shù)處治原理與CD型地聚合物材料

4.1舊水泥路面非開挖式注漿加固技術(shù)

注漿法（或稱灌漿法）是通過注漿管把漿液均勻地注入土層或路面結(jié)構(gòu)層中，通過裂縫滲透、填充、壓密、擴(kuò)張擠走路基、基層結(jié)構(gòu)土體縫隙內(nèi)的積水和空氣，將原來松散的土?；蛄严赌z結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性良好的漿脈。[3]

因此，注漿法處治水泥混凝土路面病害具有以下特點(diǎn)：①注漿應(yīng)消除水泥混凝土面板板底脫空；②結(jié)構(gòu)層裂縫、孔隙較小，注漿材料應(yīng)具有很好的滲透性、流動(dòng)度，方能滲透、填充結(jié)構(gòu)層內(nèi)孔隙；③注漿壓力不能太大，防止造成瀝青加鋪面層拱起；④注漿材料早期強(qiáng)度上升需較快，縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間，減小交通干擾。[4]

4.2CD型地聚合物注漿材料

CD型地聚合物注漿材料具有如下特點(diǎn)：超高流動(dòng)性與滲透性、激活基層或路基填土中的惰性材料、抗水沖刷能力強(qiáng)、強(qiáng)度高。20℃下水灰比為0.34時(shí)，CD型地聚合物注漿材料的性能見表1。

表1　CD型地聚合物注漿材料性能

5　注漿處治施工工藝與效果

5.1施工工藝

圖1　水泥混凝土路面病害注漿處治施工工序圖

（1）彎沉檢測：采用貝克曼梁彎沉儀或FWD落錘式彎沉儀進(jìn)行施工前全面檢測。

（2）注漿區(qū)域確定：根據(jù)彎沉檢測結(jié)果，在彎沉值無法滿足設(shè)計(jì)要求的位置，確定為注漿處治范圍，并對(duì)注漿區(qū)域進(jìn)行噴漆標(biāo)定。

（3）定孔：在標(biāo)定好的注漿區(qū)域內(nèi)按照梅花狀或矩形狀布設(shè)注漿孔，在彎沉值較大區(qū)域可適當(dāng)增加1～2孔。注漿孔距為1.0～2.0m，排距為1.5m，現(xiàn)場布孔時(shí)可作適當(dāng)調(diào)整，孔位調(diào)整間距應(yīng)小于30cm。

圖2　梅花樁注漿孔與矩形樁注漿孔布設(shè)示意圖

（4）鉆孔：使用直徑φ16mm的鉆頭，嚴(yán)格按照標(biāo)注的孔位進(jìn)行鉆孔，鉆孔深度穿透舊水泥面板與舊水泥混凝土路面基層直至路床頂面。為防止鉆孔深度不足或過深，可以在鉆桿上進(jìn)行鉆孔深度位置標(biāo)記。

（5）清孔：鉆孔時(shí)，應(yīng)及時(shí)用工具將孔周圍鉆桿帶出的灰塵粉末清掃干凈；并用吹塵機(jī)或小型空壓機(jī)通孔，將孔內(nèi)和孔周圍灰塵吹凈。

（6）制漿：CD型地聚合物注漿料需嚴(yán)格按照水灰比進(jìn)行混合攪拌。試驗(yàn)段CD型地聚物注漿混合料水灰比為0.32～0.34。

（7）注漿：注漿孔清孔完畢后，安裝注漿管與注漿頭；將注漿頭放置在塑料桶中啟動(dòng)注漿設(shè)備，調(diào)整壓力至設(shè)計(jì)注漿壓力（1.5MPa）并進(jìn)行試注觀測；注漿頭置入注漿孔并密封嚴(yán)實(shí)；開啟注漿泵，穩(wěn)壓態(tài)注漿，待注漿壓力上升超過設(shè)計(jì)注漿壓力1.5MPa時(shí)，或注漿設(shè)備活塞停止5s以上時(shí)，或路面抬升立即停止注漿，拔出注漿頭，移至下一孔。

（8）封孔：注漿作業(yè)結(jié)束后，及時(shí)用木塞封閉注漿時(shí)的冒漿孔，并擦洗注漿孔周邊溢出的漿液。

（9）養(yǎng)護(hù)：注漿板塊的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不低于24h，注漿量比較大的面板，要根據(jù)天氣情況適當(dāng)增加養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

（10）開放交通：待養(yǎng)護(hù)時(shí)間滿足要求后，開放本施工單元。

5.2效果分析

通過對(duì)試驗(yàn)段路面聚合物注漿處治施工，結(jié)合施工前后貝克曼梁彎沉檢測數(shù)據(jù)，分析注漿處治路面病害的效果。

注漿施工前后貝克曼梁彎沉檢測結(jié)果分類統(tǒng)計(jì)如表2～3所示。

表2　施工前后彎沉分類統(tǒng)計(jì)記錄表

由表2、表3和可知：

（1）注漿后路面結(jié)構(gòu)承載能力和均勻性顯著提高：施工前試驗(yàn)路段板角彎沉值大于20（0.01mm）的占64%，注漿施工后板角彎沉值全部小于20（0.01mm），注漿后的彎沉值下降了約70%，彎沉均勻性也得到了顯著地提高。

（2）注漿量狀況：施工前檢測彎沉值較小的點(diǎn)，在設(shè)計(jì)注漿壓力下（注漿最大控制壓力為1.5MPa）注漿時(shí)間較短（單孔最短注漿時(shí)間少于1min）出現(xiàn)冒漿，表明路面結(jié)構(gòu)層間病害較小；施工前檢測彎沉值較大的點(diǎn)在設(shè)計(jì)注漿壓力下（注漿最大控制壓力為1.5MPa）注漿時(shí)間較長（單孔最長注漿時(shí)間超過1h）注漿量較多。

表3　注漿施工前后彎沉值變化

6　結(jié)論

（1）試驗(yàn)段路面通過CD型地聚合物注漿處治后，彎沉值降低約70%，彎沉均勻性得到顯著提高，實(shí)現(xiàn)非開挖式結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)與病害處治的預(yù)期目的。

（2）采用CD型地聚合物注漿加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，處理舊水泥混凝土路面病害，可穩(wěn)定水泥混凝土板塊，填充結(jié)構(gòu)層空洞和補(bǔ)強(qiáng)路基等效果，將顯著提高路面結(jié)構(gòu)的承載能力，具有可行性和有效性，可在其它類似工程推廣應(yīng)用。

[1]李娜，張良.均道路維修注漿材料研究進(jìn)展[J].土工基礎(chǔ)，2011，25（2）.

[2]魏新江.地基處理[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2007.

[3]茍希德.灌縫技術(shù)在路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用[J].青海交通科技，2010.

[4]曹洋.板底脫空注漿按求在水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2006，12.

U418.6

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1673-0038（2015）30-0284-02

2015-7-12