市政工程水泥混凝土路面的灌浆技术分析

于潇王永亮

中图分类号：U445.55+2

摘要：本文主要对市政、公路水泥混凝土路面施工中灌浆技术的分析，对危害的形成、脱空确定、加固机理以及灌浆应注意的问题做出了分析，为提高工程质量提供依据。

关键词：水泥路面灌浆技术 脱空确定加固机理

Abstract: in this paper, municipal, highway cement concrete pavement grouting technique in analysis of harm, formation, void, reinforcement mechanism and grouting should pay attention to the problem to make an analysis, provide the basis for improving the engineering quality.

Key words: Cement Pavement grouting reinforcement mechanism of void identification

水泥混凝土路面是我国公路路面主要类型之一，在目前的城市建设、公路网构成中占有较大比重。它具有强度高、刚性大、受温度影响小、使用寿命长等优点。但水泥混凝土路面接缝较多，对超载较为敏感，易发生脱空、唧泥、裂缝等先期病害，从而导致路面的破损。如何治理与预防脱空、唧泥等病害，搞好水泥混凝土路面养护，延长公路的使用寿命，改善其通行能力，具有十分重要的意义。作者根据参加的近几年市政公路水泥混凝土路面改建、新建工程试验路段施工，采用的灌浆技术处治原水泥混凝土路面，并对施工项目进行跟踪检测，在室内对浆液的配合比进行了对比实验。灌浆技术取得了良好的效果。

1病害形成原因

唧泥和脱空病害的产生有其内在的因素和外界因素：内在因素是基层本身的质量、组成以及混凝土面板接缝状况；外界因素则是汽车荷载和气候变化。我国路面基（垫）层材料一般都选用稳定类集料，其模量远小于混凝土面层的模量。水泥混凝土路面在重车荷载的反复作用下，板下基（垫）层将产生累积塑性变形，使混凝土板的局部范围不再与基层保持连续接触，于是水泥混凝土路面板底与基（垫）层之间将出现微小的空隙，即出现了板下局部脱空，或称为原始脱空区。同时温度、湿度的变化，以及板内温度的非线形分布，引起板向上或向下的翘曲，加速了板与基础之间的分离，形成板底脱空。脱空的；出现又为水的浸入创造了条件，当路面接缝或裂缝养护不及时，雨水从破损处侵入基层，渗入的水将在板下形成积水（自由水）。积水与基层材料中的细料形成泥浆，并沿面板接缝缝隙处喷溅出来，形成唧泥。唧泥的出现进一步加剧了板底的脱空。这样周而复始，恶性循环，最终导致路面的损坏。

2脱空板确定的三个方法

脱空板可采用人工观察法、弯沉测定法等方法来确定。人工观察法是通过肉眼观察接缝、裂缝、唧泥等情况初步判定脱空。当重车行过，能感到混凝土板有竖直位移时，或下雨之后，有明显唧泥现象的版块，认为是脱空。这种方法的确定是主观性强，即便是有经验的工程师也不能避免错判、漏判。弯沉测定法是测试板角弯沉，如果超过某一限值，即认为存在脱空。我国交通部门行业标准《公路水泥混凝土路面养护技术规范》( JJT073.1-2001)（以下简称《规范》）中也明确规定水泥混凝土面板脱空位置的确定可采用弯沉测定法。

2.1目测法

当观察到某路面发生下列情形之一时，决策者应优先考虑采用灌浆加固。

①砼路面接缝中填缝材料由于板的松动而产生剥落现象。

②在雨天车辆经过时，接缝中有泥浆冒出。

③在行车荷载作用下，砼路面板发生翘动现象；或重车经过时有明显的空洞声（也可采用重锤敲击听声法）。

④板角及板纵、横向部位开始产生裂缝、断裂现象。

⑤板发生垂直错台现象。对于破碎板（或已换板）的周边板块，脱空往往已经形成，因此用采用灌浆加固，以防止周边板继续发生破碎现象。

2.2弯沉测试法

在路面板尚未发生严重裂缝时，板下封堵和研磨是取代罩面层的一种比较经济的修复方法，同时也是对路面板裂缝和接缝的垂直错位进行直观的评定并进行弯沉测量确定路面支承的状况应用弯沉测试载重车、弯沉仪、百分表测定砼路面板某个板角弯沉大于0.8ram时（BZZ-100载荷标准），就应该采取灌浆加固。

2.3探地雷达无损检测法或超声波法

从理论上可以检测出脱空程度相对较小的部位，但2种方法均无成熟的测试经验，且测试费用昂贵，难以在养护工程中推广应用。

3加固机理

板底灌浆加固的目的，就是在已脱空的板底，采取合适的工艺，压注一定配比的砂浆材料填充板底孔隙，胶结已被冲刷而失去结合料的松散基层材料，改善基层和路基的密实度和水稳定性，使之成为一个连续、均匀的整体机构来支承水泥砼路面，使砼路面板在行车作用下不再发生翘动而造成断裂、破碎现象。

3.1浆液材料基本要求

常用的水泥浆材料保括：水泥、粉煤灰、水、外加剂等。将浆体制成7.07x7.07x7.07cm的立方体试件，标准养护7d，其抗压强度应在5Mpa以上。浆体应具有良好的可泵性、和易性、保水性，浆体过稠不能均匀布满板底孔隙，浆体过稀，干塑性大。流动度是影响可灌性的主要因素，一般流动度越高，可灌性就越好。由于在现行规范中未对此做明确规定，参照预制梁板压浆施工经验，采用水泥浆稠度试验漏斗（体积1.725ml±5ml），以浆体自由全部流完的时间作为流动度来控制其中，在室温条件下，纯水的流出时间为8s(室内试验结果)。

3.2试验资料

在相同水灰比情况下，流动性随着水泥与粉煤灰的比例产生变化。同时，粉煤灰比例也影响水泥浆的后期强度。在相同条件下，水灰比例越大，则浆体的强度会逐渐降低，因此，不宜采用过大的水灰比；根据上述分析，在施工中采用的浆液配比为：水泥：粉煤灰：水：早强剂：1：0.5：0.7+0.5%，在取得大流动性的前提下，保证了浆液的强度。

4板底灌浆应注意的问题

(1)板底灌浆应选择气温相对较低时进行，以5℃—30℃为宜。

(2)板底灌浆宜选择在气温相对干燥时进行。在雨季或雨后的几天，应停止灌浆施工，因为此时脱空的板底往往存有大量的积水，尽管灌注时有部分水可被排出，但也不可能全部排出积水，因此而影响灌浆效果。

(3)当某些孔位灌浆不畅，浆液难以灌入时，可先用泵向孔内压射少量的水或喷射空气，使之形成小空腔与脱空部位贯通，以便浆液的初始分布。

(4)应控制灌浆压力，当不考虑板块抬升时，灌浆压力以不超过2Mpa为宜。当观察到灌浆泵上的压力计压力升高并超过控制值时，应停止泵送，以免造成板体扰动；同时，压力过高易造成灌浆栓塞拔起伤人。

(5)当观察到浆液从一个孔流入另一个孔或浆液沿接缝冒出并不再延伸时，应视为注饱；若压浆时浆液从相邻孔中大量冒出，应关闭相邻孔灌浆栓塞上的阀门（或以木塞塞住孔口）并静压一段时间，以免压力损失，确保空隙充填密实。

(6)灌浆后必须在浆砂终凝前，及时清除接缝及裂缝中的残渣，以免诱发板块推挤破裂，并在开放交通前，用合适的填缝材料重新灌缝，同时应及时清除残留在路面的砂浆，避免造成路面污染。

(7)对灌浆孔，可采用标号不低于原路面设计强度的细石砼进行填补，再次灌浆应重新钻孔。

(8)板底灌浆既不能使沉陷、错台板抬升到规定标高或原位，也不能解决因裂缝产生而降低砼路面板使用品质、性能的问题。因而，板底灌浆、局部修补和罩面层三种手段并用将成为一种更为有效的养护技术。

(9)灌浆时应做好详细的施工原始记录，记录表上应能反映出每块板灌浆孔的位置及布孔数量，每个灌浆孔灌浆时的压力及灌浆量，冒浆情况描述等。施工记录同时应包括灌浆板的脱空状况、病害情况的描述及采用的灌浆材料配合比和主要技术指标数据。

(10)为确保水泥砼路面板底灌浆加固的施工质量，应组织施工人员相对稳定的专业队伍进行施工。

5结语；

5.1灌浆技术是作为一种新型的加固技术，可广泛地使用在公路施工其他方面，如：公路桥头跳车、软土地基处理、机场路加固等。而且由于其处治质量主要控制指标—弯沉与旧板加铺沥青混凝土面层的设计指标相吻合，具有一定科学性，所以也适用于旧板加罩沥青混凝土面层的设计指标相吻合，具有一定科学性，所以也适用于旧板加罩沥青面层的加固处治。

5.2大多数破损板本身的质量良好，病害原因主要是由于下承层造成的。有关资料建议灌浆钻孔深度一般为混凝土板底3m—5m，根据施工经验，钻孔深度应穿透基层达到垫层中。传统的“换板”处治，在破碎时由于操作人员的失误或连接杆的传递影响，可能造成相邻混凝土板块不同程度的松动或破损，处治一处危害又出现多处新的病害，且只能改善板本身的状态，正是所谓的“治标不治本”，而混凝土板下灌浆通过灌浆压力可把浆液渗透到相邻混凝土板下，起到灌浆一块板加固几块板的作用

5.3产生脱空的原因有：填缝料的失效，水的浸入，基层材料中的细集料。因此，必须加强接缝的养护，及时疏导路面积水，来预防或防止混凝土里面的先期危害。在基（垫）层的施工中，应严格控制混合料中的细集料含量。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。