水泥混凝土路面板底脫空病害的檢測判定與施工工法的應(yīng)用

寧衛(wèi)華，張 宇，孟學(xué)文，王曉波

(山西路眾道橋有限公司)

水泥混凝土路面板底脫空病害的檢測判定與施工工法的應(yīng)用

寧衛(wèi)華，張 宇，孟學(xué)文，王曉波

(山西路眾道橋有限公司)

通過多個工程實例對水泥混凝土路面脫空的檢測判定、注漿材料的研究應(yīng)用、施工技術(shù)總結(jié)，形成了一套完整的水泥混凝土路面脫空病害的檢測判定與施工工法。

水泥混凝土路面;病害;檢測判定;施工工法

對水泥混凝土路面的脫空修復(fù)傳統(tǒng)工藝的缺點是病害成因分析不準(zhǔn)確、施工難度大、養(yǎng)護(hù)周期長、費用高。為解決以上難題，我公司通過多個工程實例對水泥混凝土路面脫空的檢測判定、注漿材料的研究應(yīng)用、施工技術(shù)總結(jié)，形成了一套完整的水泥混凝土路面脫空病害的檢測判定與施工工法。在2011年12月28日通過了山西省住建廳組織的鑒定評審，該技術(shù)總體水平達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

1 水泥混凝土路面板底脫空病害的檢測判定工藝原理

本工法通過關(guān)鍵技術(shù)的深入研究，提出一種可靠的脫空評定方法(落錘式彎沉儀和探底雷達(dá))，研制出性能較好的壓漿材料，通過孔洞利用高強(qiáng)壓力將流質(zhì)材料壓入水泥混凝土路面脫空處，對脫空病害進(jìn)行有效處治的快速工藝。漿液具有較好的流動性和可泵性，凝固后產(chǎn)生一定的強(qiáng)度，對面板產(chǎn)生均勻承托的作用，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)固板塊的目的，并能在基層頂面形成保護(hù)層，增強(qiáng)防水浸蝕的能力，使路面基層和面層形成統(tǒng)一的整體。

2 水泥混凝土路面板底脫空病害的檢測判定施工工藝流程及操作要點

2.1 水泥混凝土路面脫空病害的檢測判定與施工技術(shù)

2.1.1 采用落錘式彎沉儀(FWD)和探地雷達(dá)進(jìn)行板底脫空位置的確定和有效分析。

(1)采用落錘式彎沉儀(FWD)進(jìn)行脫空檢測。

均勻支承的水泥混凝土路面面板在荷載作用下的彎沉隨離荷載作用點距離的增大而減小。如果離荷載作用點較遠(yuǎn)位置的彎沉值大則說明可能存在脫空現(xiàn)象。原理如圖1所示。

圖1 彎沉檢測原理圖

表1 朔州高速公路大新段注漿前后的彎沉值對比表

續(xù)表1

(2)采用探地雷達(dá)確定脫空位置。

探地雷達(dá)脫空檢測是根據(jù)電磁波在有耗介質(zhì)中的傳播特性，雷達(dá)以寬頻帶短脈沖的形式向介質(zhì)內(nèi)發(fā)射高頻電磁波，當(dāng)其遇到不均勻體(界面)時會反射部分電磁波，其反射系數(shù)由介質(zhì)的相對介電常數(shù)決定，通過對雷達(dá)主機(jī)所接收的反射信號進(jìn)行處理和圖像分析，有效地判定脫空位置(如圖2)。

圖2 探地雷達(dá)工作原理示意圖

2.1.2 水泥混凝土路面板底脫空病害處治的施工技術(shù)

(1)布孔與鉆孔。注漿孔布設(shè)數(shù)量視水泥混凝土路面面板的平面尺寸以及脫空狀況而定，對5 m×4 m的路面面板，每塊板的注漿孔不宜少于5個，靠路肩側(cè)或板面尺寸較大時，注漿孔宜增至8個。注漿孔宜按梅花形布設(shè)，注漿孔距板邊的距離宜控制在50～75 cm。注漿孔大小應(yīng)和注漿嘴大小一致，一般為5 cm左右。注漿孔鉆好后，用空氣壓縮機(jī)將孔中的混凝土碎屑、雜物清除干凈，并保持干燥。如鉆孔與注漿工序之間有較長的時間間隔，孔口應(yīng)用布條、水泥袋等將孔塞住，以防雜物掉入。

注漿孔的深度應(yīng)視脫空層位而定，同時考慮基層情況。若混凝土板與基層之間出現(xiàn)脫空，且基層狀況較好，其孔深為板厚加5 cm，若基層質(zhì)量不好或與墊基之間出現(xiàn)軟弱脫空，其孔深應(yīng)打到基層以下5 cm，甚至穿透墊層，但是鉆入土基的深度不得大于7 cm。

總之，隨著時代的進(jìn)步，高校管理工作中將制度化和人性化相融合是一種新型的管理模式，從傳統(tǒng)的學(xué)校管理學(xué)生變?yōu)閷W(xué)校管理和學(xué)生參與相結(jié)合的模式，實現(xiàn)管理者和被管理者和諧相處，在實踐過程中建立制度。因此，要充分完善學(xué)校管理過程中制度化和人性化的有機(jī)融合，使學(xué)校管理健康發(fā)展。

(2)配制漿液。針對脫空病害的不同，確定不同材料的配合比。經(jīng)過試驗驗證有以下二種配合比方案處治脫空病害

①改性乳化瀝青水泥基復(fù)合材料。改性乳化瀝青水泥基復(fù)合材料配制的漿液凝結(jié)后具有與基層相匹配的強(qiáng)度，對于路面面板無較多斷板、錯臺的路面脫空可起到有效的填充和防水，做到預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

②水泥粉煤灰復(fù)合材料。水泥粉煤灰復(fù)合材料配制的漿液具有強(qiáng)度大的特點，針對路面脫空嚴(yán)重，表面出現(xiàn)多處的錯臺，斷板，唧泥等病害具有較好的填充和補(bǔ)強(qiáng)作用，漿液凝結(jié)后具有和面板相匹配的強(qiáng)度。

③注漿及養(yǎng)生

a注漿要點

注漿采用單液注漿系統(tǒng)，注漿泵從攪拌機(jī)汲取漿液，經(jīng)過泵壓后進(jìn)入高壓膠管注入水泥混凝土路面脫空位置，注漿壓力達(dá)到要求時應(yīng)穩(wěn)壓一段時間，以利于注漿材料在壓力作用下充分填實脫空部位，最后卸壓。若發(fā)現(xiàn)漿液從已壓過或沒壓過的孔溢出時，應(yīng)用木塞堵住此孔，待卸壓后拔出木塞，此孔可不再注漿。若漿液從縱橫縫處溢出時，宜用瀝青麻絮封堵并穩(wěn)壓2 min后卸壓，并視為壓滿。為確保施工安全，在壓力卸為零時方可卸掉膨脹卡口和密封裝置。

b壓力控制

在使用改性乳化瀝青水泥基復(fù)合材料漿液時，壓力過大會導(dǎo)致乳化瀝青提前破乳而無法灌注，一般注漿壓力控制在0.4～0.8 MPa之間，要求略微抬動路面混凝土板塊，使整個路面混凝土板塊底部充滿漿液。注漿完成后，混凝土路面與基層之間的脫空層完全填注密實，整塊板底均有密實的固結(jié)體，并保證路面的平整度。

c養(yǎng)生

注漿完成后的面板應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行交通管制，嚴(yán)禁車輛通行，一般要養(yǎng)護(hù)4～6 h。

d封孔及開放交通

待養(yǎng)生結(jié)束后用高強(qiáng)砂漿進(jìn)行封堵孔，要求比原路面高出3～5 mm，次日對孔位于路面部分進(jìn)行打磨，要求與原路面平整度相統(tǒng)一。封孔完成后開放交通。

圖3 施工工藝圖

3 材料與設(shè)備

(1)水泥。

水泥混凝土路面板底注漿的漿體主要起填充板底脫空區(qū)作用，因此，當(dāng)水泥漿體的后期強(qiáng)度高于基層強(qiáng)度，且有足夠的耐沖刷能力即可。標(biāo)號325級以上的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥均可滿足要求，微膨脹的高鋁水泥更佳。

(2)水：清潔水源。

(3)陽離子乳化瀝青。

表2 改性乳化瀝青的技術(shù)要求

根據(jù)乳化瀝青W-O型的HLB平衡值，常溫(5～45℃)、低壓(0.1～0.5 MPa)及在正電荷(水泥：偏堿性)或負(fù)電荷(粉煤灰：偏酸性)攪拌狀態(tài)能維持30～40 min內(nèi)不破乳復(fù)合材料，以保證漿液的穩(wěn)定性和灌漿順利進(jìn)行，使得漿液凝結(jié)后形成具備承受荷載的結(jié)合體。改性乳化瀝青黏度以恩格拉黏度為準(zhǔn)，條件不具備時采用瀝青標(biāo)準(zhǔn)黏度。必須選用陽離子型聚合物改性的乳化瀝青，改性劑的劑量不宜小于3%。

(4)保護(hù)劑。

根據(jù)乳化劑與瀝青的 HLB值，通過多次試驗我們尋找到了乳化劑的親油基和親水基之間結(jié)合力的大小和力量上的平衡關(guān)系。為使體系穩(wěn)定在乳化后的乳液狀態(tài)，防止在壓力及高溫情況下乳液破乳，根據(jù) HLB值就是要保證分子中親油的和親水的這兩個相反基大小和力量的平衡。

(5)粉煤灰。

Ⅰ級粉煤灰

改性乳化瀝青水泥基復(fù)合漿液配合比對比表

4 效益分析

(1)經(jīng)濟(jì)效益：本工法應(yīng)用于高速公路水泥混凝土路面病害處治，施工方法簡便，工藝簡單，不需要大型設(shè)備，工程成本低，比更換混凝土板節(jié)約成本30%。

(2)社會效益：該工法在高速公路水泥混凝土路面注漿施工中，減少了大量的廢棄材料的拆除，運(yùn)輸，排棄，并節(jié)約了重建所需的材料，降低了施工所產(chǎn)生的二氧化碳排放量，大大縮短了施工工期，大大地提高了高速公路運(yùn)營安全，在節(jié)能環(huán)保方面創(chuàng)造的社會效益良好。

5 應(yīng)用實例

(1)太舊高速公路水泥混凝土路面注漿工程。

青銀高速(G20)太舊高速公路水泥混凝土路面注漿工程采用水泥粉煤灰復(fù)合材料進(jìn)行注漿，完成水泥混凝土板底注漿58 160 m2，工程于2011年10月26日開工，2011年11月24日完工。取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

(2)朔州高速公路水泥路面板底注漿工程。

朔州高速公路水泥路面板底注漿工程(K484+421～K535+421)采用改性乳化瀝青水泥復(fù)合材料進(jìn)行注漿，完成51 km水泥路面注漿，共135 800 m2，工程于2011年10月9日開工，2011年12月1日完工。運(yùn)用本工法既保證了高速公路正常運(yùn)營使用，并按期保質(zhì)的完成了施工任務(wù)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

(3)太古二級公路新園收費站病害處治工程。

太古二級公路新園收費站病害處治工程于2011年8月～2011年10月完工，有效地處治了脫空病害達(dá)到了預(yù)期的效果。

U416.217

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1008-3383(2012)11-0070-02

2012-06-12