水泥路面脫空壓漿預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)

楊建峰

（洛陽市農(nóng)村公路管理處，河南 洛陽 471000）

0 前言

某高速公路路面結(jié)構(gòu)為30cm PCC+蠟質(zhì)隔離層或1cm稀漿封層+20cm貧混凝土基層+18cm水泥穩(wěn)定碎石層+15cm級配碎石，面板的橫縫設(shè)置傳力桿（Φ30光圓鋼筋）、縱縫設(shè)置拉桿（Φ16螺紋鋼筋）。

路面建成通車后不久，部分段落路面就出現(xiàn)縱向開裂，特別是南下方向（右幅），此段路面在2009年全線高速通車至計重收費前裂縫發(fā)展迅速。

2012年3月開始對K66+200~K78+000段（南下方向）進(jìn)行注漿，到2012年5月底完成該段注漿。注漿后的觀測結(jié)果表明：注漿后的裂縫基本沒有增長，效果明顯。

本文全面系統(tǒng)地總結(jié)該高速路面開裂的原因，注漿的材料和施工工藝，匯總并比對注漿前后的檢測數(shù)據(jù)，最后得到結(jié)論和一些建議，供其他工程參考。

1 路面開裂的原因分析

1.1 結(jié)構(gòu)層脫空

1）路基不均勻沉降時級配碎石墊層也一同沉降，但半剛性水泥穩(wěn)定層或貧混凝土基層較難以均勻下沉，造成水泥穩(wěn)定層與墊層之間局部存在脫空；

2）由于部分貧混凝土層與水泥穩(wěn)定碎石底基層下沉不完全同步，造成水泥穩(wěn)定層與貧混凝土基層之間也存在局部脫空；

3）水泥混凝土面層由于拉桿、傳力桿、剛性護(hù)欄等限制了面板的下沉，造成基層與面層之間存在脫空；

4）部分路段縱向施工縫與伸縮縫填縫料的開裂與脫落，導(dǎo)致雨水進(jìn)入面板下，在車輛荷載的作用下不斷沖刷，形成基層與面層之間的脫空。

1.2 縱向切縫后裂縫未貫穿

大多段落的行車道與硬路肩縱向切縫未斷透，從而行車道和硬路肩形成一塊超寬板，車輛通行后，在大寬板的中間位置縱向開裂。

1.3車輛荷載（特別是超載）沖擊和振動

重載和超載車輛主要行駛在行車道上，在車輛的沖擊和振動作用下行車道面板逐漸下沉，造成行車道與超車道錯臺、行車道和硬路肩錯臺，當(dāng)錯臺量大于某一限定值后，路面出現(xiàn)開裂，開裂后面板表現(xiàn)形式多為V字型結(jié)構(gòu)，裂縫的表現(xiàn)為上窄下寬。

1.4 脹縫失效后形成的熱壓應(yīng)力

由于原施工單位選用的脹縫板的伸縮性能較差，在夏季溫度較高時，脹縫板受壓、但變形量很小，板塊膨脹未能得到釋放而形成膨脹應(yīng)力，該應(yīng)力直接作用在板塊中軸上（即熱壓應(yīng)力），在車輛垂直荷載作用下，造成板塊的縱向開裂，此表現(xiàn)形式為夏季路面的開裂增加速度較大。

2 路面淺層注漿

由于路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)均存在一定量的脫空，脫空注漿是增強(qiáng)路面強(qiáng)度，防止其斷裂的主要方法。關(guān)鍵的問題就是注漿深度、注漿孔布設(shè)位置、注漿材料和注漿工藝。具體內(nèi)容如下：

2.1 注漿板塊

注漿板塊：對于開裂的板塊，必須進(jìn)行注漿；對于未開裂的板塊，需通過彎沉、觀測唧泥、錯臺，同時結(jié)合連續(xù)敲擊拖輪檢測結(jié)果，確定是否注漿；

2.2 注漿材

1）復(fù)合外加劑優(yōu)選和摻配

在確定試驗基準(zhǔn)水灰比為0.35后，使用復(fù)合外加劑A、復(fù)合外加劑B、復(fù)合外加劑C，按照2%摻量進(jìn)行對比試驗，旨在得到不泌水、稠度好、微膨脹、可施工時間盡可能長等優(yōu)點的復(fù)合外加劑。試驗結(jié)果顯示：

1）流動性：拌制過程中外加劑A漿體流動性能顯著；外加劑B在漿體的拌制過程中流動性能特別明顯，漿體特別稀，猶如水狀，無粘稠感；外加劑C稍顯粘稠；

2）泌水性與收縮：制模后外加劑A和外加劑C無明顯泌水現(xiàn)象，試件成型后外加劑A和外加劑C的試件均無明顯收縮；制模后外加劑B部分漿液上浮，有大量泌水出現(xiàn)，成型后約有8mm收縮；

3）成型速度與強(qiáng)度：外加劑A成型速度快，外加劑B成型速度緩慢，外加劑C的成型速度與早期強(qiáng)度上升相對于外加劑A要快，早強(qiáng)效果明顯；通過7天抗壓強(qiáng)度結(jié)果表明，外加劑B與外加劑C強(qiáng)度過大，已超出路面設(shè)計強(qiáng)度要求。

試驗結(jié)論：根據(jù)試驗過程與試驗結(jié)果分析，外加劑A綜合使用性能良好。

2.3 注漿過程

1）制漿：在室內(nèi)試驗配比的基礎(chǔ)上，現(xiàn)場可根據(jù)氣候、設(shè)備和板塊脫空情況對漿體配比進(jìn)行微調(diào)，即漿體的稠度要根據(jù)壓漿設(shè)備狀況和板底脫空情況而定，因為漿體過稠會使管路堵塞，泵送壓力大，施工和易性差，造成漿體壓入板底后擴(kuò)散受限，出現(xiàn)壓不下去的假象；漿體過稀則流動性好易滲漏，達(dá)不到板底壓漿擠密的效果，灰漿的早期和后期的強(qiáng)度會有很大程度的下降，干縮明顯增大，影響工程質(zhì)量。

2）壓漿：用專用灌漿泵順行車方向進(jìn)行灌漿施工，壓漿壓力不宜超過1.5MPa，正常壓漿壓力不宜超過0.8MPa，拔出壓漿管后，及時塞住壓漿孔，注漿量根據(jù)注漿泵的壓力表控制，終壓的壓力控制在0.6~0.8MPa。

3）壓漿重要的控制環(huán)節(jié)

（1）表觀現(xiàn)象控制

①壓漿過程中，若發(fā)現(xiàn)板塊或相鄰板塊有撓動現(xiàn)象或者明顯抬升，應(yīng)立即停止注漿；

②通常狀況下，在壓一孔而串一孔或兩孔時（冒漿現(xiàn)象），應(yīng)進(jìn)行換孔壓漿。

（2）壓力控制

通常壓漿泵壓力在0.2~0.6MPa之間徘徊，最大壓力應(yīng)控制在1.5MPa以下，經(jīng)驗表明，當(dāng)大于0.6MPa時，即在強(qiáng)制壓力下進(jìn)行板底灌漿，如若持續(xù)時間較長，則會發(fā)生裂板現(xiàn)象，特別是壓板塊中央孔時，此現(xiàn)象更為突出。

（3）稠度控制

壓力灌漿的過程中，先壓一孔，其鄰孔有一孔或兩孔冒漿即說明漿體稠度合適；如出現(xiàn)多孔相串甚至隔板相串，則漿液稠度過稀，應(yīng)做適當(dāng)調(diào)整。

（4）時間控制

不是所有的孔壓漿時間越長，壓漿量越大，就能達(dá)到質(zhì)量效果。若時間過長，則壓漿材料極易流失在外，沒有聚集在施工板塊區(qū)域，造成材料浪費。

4）二次壓漿

在第一次注漿結(jié)束后，通過彎沉或脫空檢測儀檢測出板塊下仍然有脫空的板塊，需進(jìn)行第二次注漿，具體注漿方案同上。

5）封孔

壓漿作業(yè)結(jié)束后，使用鉆芯將注漿孔堵上，10~20min后，將鉆芯從孔中取出，采用水泥砂漿進(jìn)行封孔；壓漿板塊的養(yǎng)生時間視采用的注漿材料配比，根據(jù)室內(nèi)試驗結(jié)果和現(xiàn)場氣候條件調(diào)整開放交通的時間。

3 效果檢測

注漿后進(jìn)行了彎沉檢測，檢測結(jié)果表路表彎沉顯著降低，說明板底注漿能夠很好解決板塊脫空問題。

為了分析注漿對路面裂縫的遏制效果，對左右兩幅的裂縫變化進(jìn)行跟蹤觀測，注漿后的裂縫增長速度得到有效遏制，且整體路段趨于穩(wěn)定；裂縫增加速度有所降低，但依然存在不同程度的增長。主要的原因為：①行車道與硬路肩間縱向切縫尚未斷透，板塊仍為大塊板；②重型車輛超載超限情況較為嚴(yán)重，且交通量較大；③注漿后伸縮縫和裂縫未進(jìn)行及時灌縫；④注漿時超車道的過往車輛對注漿質(zhì)量的影響，尤其重載車輛對行車道注漿后的質(zhì)量影響。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

1）綜合上述的病害原因可以發(fā)現(xiàn)：板底脫空、縱縫未斷透、超載和脹縫失效等是造成該高速公路路面板塊斷裂病害的主要因素；

2）注漿板塊確定、鉆孔位置、鉆孔深度、注漿材料與配比、施工工藝已成熟，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化施工控制；

3）注漿之后的彎沉數(shù)值顯著降低，裂縫增加速度明顯下降，說明注漿可以起到路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的目的。

4.2 建議

1）在注漿合格后應(yīng)對面板裂縫和伸縮縫、縱向施工縫應(yīng)及時灌縫，防止水分進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層；

2）封閉區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大，減少車輛荷載對注漿質(zhì)量的影響，并必須保證漿體養(yǎng)生達(dá)到要求強(qiáng)度后開放交通；

3）傳統(tǒng)旱季是進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的最佳時間，應(yīng)盡快展開路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。