舊水泥混凝土路面壓漿穩(wěn)板關(guān)鍵技術(shù)研究

張海亮

摘 要：舊水泥混凝土路面加鋪瀝青層是一種極為普遍的剛?cè)釓?fù)合路面結(jié)構(gòu)，如舊水泥混凝土路面脫空處治不當(dāng)，將導(dǎo)致反射裂縫等病害過(guò)早出現(xiàn)于剛?cè)釓?fù)合路面結(jié)構(gòu)內(nèi)。為降低水泥混凝土路面板脫空對(duì)路面結(jié)構(gòu)路用性能造成的影響程度，在加鋪瀝青層前，為有效防治水泥混凝土板底脫空病害，可選取壓漿技術(shù)進(jìn)行施工。為此，該文結(jié)合具體工程案例，對(duì)舊水泥混凝土路面壓漿穩(wěn)板關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：舊水泥混凝土路面;配合比;施工流程

中圖分類(lèi)號(hào)：U418.6? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 壓漿漿液控制指標(biāo)分析

水泥、中粗砂、膨脹劑等是構(gòu)成混凝土板底壓漿的主要材料，為確保板底壓漿硬化體的各項(xiàng)指標(biāo)符合施工要求，必須進(jìn)行壓漿液材料組成的合理確定，且選用最佳配比。

1.1 確定漿液強(qiáng)度

基于漿液強(qiáng)度-基層強(qiáng)度協(xié)調(diào)關(guān)系分析，相比基層強(qiáng)度，如漿液強(qiáng)度低時(shí)，先損壞漿液硬化體;如兩者強(qiáng)度基本一致的情況下，破壞強(qiáng)度與基層強(qiáng)度基本等同;如漿液強(qiáng)度較高的情況下，可提高基層強(qiáng)度，但在持續(xù)增強(qiáng)漿液強(qiáng)度時(shí)，基層強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度將呈下降趨勢(shì)。一般4.6 MPa為水泥穩(wěn)定碎石基層料7 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，如10.2 MPa為漿液強(qiáng)度時(shí)，則5.4 MPa為復(fù)合試件的破壞強(qiáng)度，與基層強(qiáng)度相比，其提升了17 %左右。根據(jù)大面積板底壓漿施工規(guī)定，壓漿液強(qiáng)度基本等同于貧混凝土強(qiáng)度，因此，可在10 MPa以上控制漿液3 d強(qiáng)度。

1.2 水泥用量的影響

作為壓漿穩(wěn)板施工最重要的材料，水泥用量準(zhǔn)確才能提高漿液硬化強(qiáng)度及耐久性。通過(guò)分析可見(jiàn)，在水泥用量持續(xù)增加時(shí)，將減小水灰比，但可提升漿液強(qiáng)度。但不斷增加黏度的同時(shí)，水平管流黏度系數(shù)也會(huì)大幅增多，流動(dòng)度則大幅降低，將嚴(yán)重影響漿液的可壓性能。伴隨水泥用量的增加，漿液膨脹率也會(huì)隨之增多，但水灰比在0.6以上，漿液膨脹率、強(qiáng)度則呈現(xiàn)出不斷降低的趨勢(shì)。因此，水灰比增加，將導(dǎo)致漿液的工藝性能、力學(xué)性能下降，進(jìn)而增加壓漿難度。

1.3 砂用量的影響

漿液的流動(dòng)性、膨脹率受砂用量多少的影響很大，一般砂灰比控制在0.7左右最佳。據(jù)相關(guān)試驗(yàn)研究表明，砂用量將直接影響漿液流動(dòng)性，即砂用量增多，漿液流動(dòng)性將減弱。

1.4 膨脹劑用量變化的影響

膨脹性能是LW外加劑的主要性能之一，在基本配比內(nèi)，增加水泥用量5 %的UEA膨脹劑，將影響漿液流動(dòng)性，但影響較小。此時(shí)可增大水平管流動(dòng)黏度系數(shù)，減少漿液充填脫空的能力。但此時(shí)，可提升膨脹性與強(qiáng)度，也就是說(shuō)在5 %以上用量的情況下，此改良作用效果將有所下降。為此，將適量UEA膨脹劑添加到施工處理段，可達(dá)到良好壓漿處治效果。

1.5 漿液控制指標(biāo)要求

通過(guò)上述分析，可最終確定最優(yōu)配比技術(shù)指標(biāo)，見(jiàn)表1。

2 二次壓漿工藝在公路大修工程中的應(yīng)用

2.1 工程概況

某公路工程總長(zhǎng)度為140.16 km，本路段主要為水泥混凝土路面，其中瀝青混凝土路面僅有5 km。自建成運(yùn)營(yíng)后，因交通量增加、重載超載問(wèn)題嚴(yán)重，導(dǎo)致路面病害頻發(fā)，主要病害類(lèi)型為錯(cuò)臺(tái)、斷裂、接縫滲水等。為有效提升工程質(zhì)量，保證行車(chē)安全，決定選取二次壓漿工藝處治該舊水泥混凝土路面，現(xiàn)選取K262+800～K266+800段作為試驗(yàn)段，其漿液最佳配比方案見(jiàn)表2。

2.2 施工流程

2.2.1 第一次壓漿

試驗(yàn)段內(nèi)通過(guò)雷達(dá)探測(cè)、取芯檢查可見(jiàn)，脫空現(xiàn)象主要存在于混凝土路面板與基層、基層與底基層之間，根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求，壓漿孔鉆孔深度必須從基層、底基層穿越，且直至砂墊層。60 cm～80 cm為孔深范圍。

壓漿施工中，需向混凝土板的鉆孔內(nèi)插入壓漿頭，隨后將螺栓擰緊，將水泥砂漿注入混凝土路面板底。根據(jù)“低-高”的順序進(jìn)行壓漿。通過(guò)該壓漿方式，可保證順利漿液流通，且能夠及時(shí)將板底積水、空氣排出，提高壓漿施工水平。

通常在0.2 MPa～0.5 MPa控制壓漿壓力，于混凝土板塊來(lái)講，漿液具有上拖力。為此，在壓漿施工中，必須對(duì)壓漿板塊周?chē)涌p情況進(jìn)行詳細(xì)觀測(cè)，通過(guò)板塊上升作用，對(duì)鄰近板塊的錯(cuò)臺(tái)問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)處治，盡可能保證路面平整、順直。如濃漿由前面壓漿孔溢出，可及時(shí)把后面的壓漿孔關(guān)閉，如后面的混凝土板已完成壓漿施工，需做好穩(wěn)漿作業(yè)。

2.2.2 第二次壓漿

完成第一次壓漿作業(yè)，3 d后即可進(jìn)行第二次壓漿施工。此次主要針對(duì)縱向裂縫混凝土路面板進(jìn)行處治。產(chǎn)生縱向裂縫的直接原因在于路基不均勻沉降，致使基層有剪切裂縫產(chǎn)生，從而有縱向裂縫出現(xiàn)于路面板相應(yīng)部位。

第一次壓漿的主要作用在于處治混凝土板地水平面的脫空問(wèn)題，第二次壓漿的作用則在于處治混凝土板底路基順直面裂縫，如圖1所示。為此，需在與路面板縱縫相近的位置設(shè)置鉆孔位置，進(jìn)而有效處理裂縫。通過(guò)2次壓漿施工，可有效處治板底病害問(wèn)題，延長(zhǎng)工程使用年限。

2.3 壓漿前后參數(shù)變化分析

2.3.1 脫空壓漿處治現(xiàn)狀

第一，高程有所抬高，幅度在5 mm～10 mm;第二，相比0.2 mm規(guī)定值，彎沉壓漿前有54.63 %彎沉值在該值以上，相比0.1 mm，彎沉壓漿后有89.6 %彎沉值在該值以下;第三，壓漿前板下的脫空松散介質(zhì)，在壓漿之后逐漸形成密實(shí)狀態(tài);第四，抽芯檢驗(yàn)表明，硬化漿液存在于99.1 %板底，14.8 mm為其平均厚度。

2.3.2 高程變化

將壓注水泥砂漿的處治措施應(yīng)用到K37+005～K38+705段水泥混凝土路面板底。根據(jù)對(duì)角線在施工前進(jìn)行本路段板塊水準(zhǔn)觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置，觀測(cè)點(diǎn)共620個(gè)。

壓漿前后分別觀測(cè)各板水準(zhǔn)觀測(cè)點(diǎn)，測(cè)量結(jié)果顯示，混凝土板塊都有所提升，3.9 mm為平均提升幅度。其中73 %高程變化集中在6 mm以?xún)?nèi)。

2.3.3 彎沉變化

618個(gè)點(diǎn)在壓漿前后，測(cè)量成果表明，彎沉值發(fā)生了極大的變化。具體變化見(jiàn)表3。由此可見(jiàn)，漿液能夠有效提升板體的穩(wěn)固性。

2.3.4 板底漿液厚度

完成壓漿施工后，針對(duì)K262+800～K66+800段進(jìn)行檢測(cè)，以抽芯檢查為主，芯樣共57個(gè)，通過(guò)分析可見(jiàn)，15 mm為板底漿液的平均厚度。由此說(shuō)明，板底脫空部位可被漿液充分填充，且能夠保證板底穩(wěn)固，板底支撐能力良好。漿液在充分填充底基層空隙時(shí)，可對(duì)底基層的整體強(qiáng)度進(jìn)行全面提升，同時(shí)，板下滲水渠道也可被壓漿封住，進(jìn)一步降低水損壞程度。

2.4 壓漿后評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

作為一項(xiàng)技術(shù)要求高、施工難度大的工程項(xiàng)目，必須保證板底壓漿符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。為提高施工質(zhì)量，應(yīng)與施工具體情況相結(jié)合，確定壓漿后評(píng)價(jià)指標(biāo)，具體見(jiàn)表4。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為保證路面施工質(zhì)量，減少路面病害發(fā)生率，該文將壓漿技術(shù)應(yīng)用于舊水泥混凝土路面施工，通過(guò)對(duì)水泥用量、砂用量等影響地分析，確定了漿液控制指標(biāo)要求。并與具體工程案例相結(jié)合，進(jìn)一步優(yōu)化了配合比設(shè)計(jì)，對(duì)壓漿施工流程、壓漿前后參數(shù)變化及壓漿后評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行探討，以此得出以下結(jié)論：

（1）在綜合考慮應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性、施工可控性等因素的基礎(chǔ)上，該文從水泥用量、漿液強(qiáng)度、砂用量等方面對(duì)施工效果的影響程度進(jìn)行了分析，并由此確定了漿液控制指標(biāo)要求。

（2）根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在充分了解病害類(lèi)型的前提下，通過(guò)試驗(yàn)段的選定，最終確定了最佳配合比方案，并通過(guò)二次壓漿施工工藝，對(duì)公路路面大修施工進(jìn)行探討。

（3）完成各項(xiàng)施工工序后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行壓漿前后參數(shù)變化分析，及時(shí)了解壓漿施工后的具體情況，確保壓漿處治效果良好，主要通過(guò)分析脫空壓漿處治現(xiàn)狀、高程、彎沉及板底漿液厚度變化情況，得出壓漿穩(wěn)板處治舊水泥混凝土路面病害效果顯著。

（4）為進(jìn)一步確保工程質(zhì)量，需在完成施工的各個(gè)時(shí)間段，進(jìn)行壓漿后觀測(cè)，且確定評(píng)價(jià)指標(biāo)，保證其壓漿處治效果良好。

參考文獻(xiàn)

[1]薛彥卿，黃曉明，石小武，等.含脫空水泥混凝土路面交通荷載下的疲勞損傷機(jī)理[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（1）：199-204.

[2]陳湘亮，吳江，魏國(guó)俊，等.水泥混凝土路面脫空板的自振頻率試驗(yàn)分析[J].湖南城市學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013（1）：11-15.

[3]黃美德，王壯輝，袁萬(wàn)杰.舊水泥混凝土路面板底脫空判斷與壓漿處治技術(shù)[J].西部探礦工程，2008（10）：208-210.

[4]崔曉娟.舊水泥混凝土路面壓漿處治技術(shù)與應(yīng)用[J].甘肅科技縱橫，2014（2）：57-59.

[5]肖漢，朱文霞.潭耒高速公路舊水泥混凝土路面壓漿控制標(biāo)準(zhǔn)研究[J].中外公路，2013（6）：72-75.

[6]張偉電.水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)施工中壓漿技術(shù)的應(yīng)用分析[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2014（8）：160.