水泥混凝土路面養護中灌漿技術的合理應用

付永坤

(河北省唐山市公路養護管理處)

1 引言

水泥混凝土路面具有整體性好和水穩定性好，承載能力大，養護費用少，抗磨耗能力強，使用壽命長等優點，在公路及市政建設中被廣泛應用。但我國大型超重車輛不斷增多，荷載通過時發生板面彎沉，產生唧泥、脫空，且唧泥和脫空相互影響，形成惡性循環，路面損壞嚴重。為有效控制路面病害發展導致斷裂，應采用灌漿方法處理。本文結合某公路K2+850～K3+750段右幅灌漿施工過程，介紹灌漿法的合理應用。

2 基本情況

2.1 病害調查統計

在調查中，我們發現，斷板的分布情況及斷裂程度與脫空、唧漿病害情況關聯十分密切，95％的斷板發生在嚴重唧漿路段。公路左幅重車較少，唧漿較少，斷裂混凝土板極少。路面彎沉測量:采用彎沉測定法，測右幅慢車道，每50m一處，非機動車道測點(距混凝土路面邊緣1m處)也每50m一處?；炷谅访嫫骄鶑澇林禐?7.82(0.01mm)，均方差為11.84(0.01m)。數據表明:彎沉值極不均勻，混凝土板的受力很不連續。

2.2 病害原因分析

(1)超重車輛的破壞作用。路段通過40t以上甚至100t的載重車輛較多，且主要集中右幅行駛。交通量達43000輛/晝夜，且以超載車輛為主，對水泥混凝土板破壞極大。

(2)由于設計不合理，機動車道及非機動車道的基層為不透水結構層，且有些路邊的硬邊線比路面高出3cm，使得水泥混凝土路面行車道及非機動車道排水緩慢，板底內部排水不暢，下雨期間，路邊的邊線將路面雨水倒灌于路槽中，從路面空隙侵入至混凝土板底。

(3)“水磨”作用致使混凝土板底形成漿液，使基層產生磨損及變形。由于路面板底水無處可排，雨季時基層長期處于水浸泡之中，天晴后，水也不能即時排干，使基層長時間處于潮濕狀態。基層結合料在水浸蝕下，強度下降，材料間的膠結能力由此變弱，同時受到汽車的碾壓，特別是重型汽車的機械震動引起混凝土板的“抖動”，水泥混凝土路面板對基層表面產生磨擦。荷載的反復作用下不斷磨擦形成“水磨”產生漿液，導致基層出現磨損及變形。

(4)水泥混凝土板接縫養護不及時，致使雨水侵入基層。

(5)混凝土板出現“翹板”現象，加速了唧漿的產生?！八ァ睗{液使得混凝土板局部范圍不再與基層保持接觸，在水泥混凝土板底與基層間出現微小的空隙，即局部脫空，引起板向上或向下翹曲，加速形成板底脫空。脫空分布不均勻，一般板四周大，板中間小，混凝土板的支承受力情況發生變化，因此，汽車經過時就產生“翹板”現象，致使泥漿從混凝土板接縫空隙處噴濺而出，形成唧泥。唧泥的現象進一步加劇了板脫空。這樣，周而復始，惡性循環，最終導致路面的損壞。

(6)由于混凝土路面板底有水聚集，荷載作用于混凝土板上時，就對板底的水施加壓力，產生了壓力水從混凝土板的裂隙中噴射出來。壓力水對基層反復進行沖刷，日積月累，板底局部出現淘空。

3 處治措施

3.1 脫空、唧漿處理對策

對脫空板主要通過向板下空隙灌注水泥砂漿來修復路面結構的支承，減少板角彎沉，恢復結構的整體性，預防發生唧泥、錯臺和板斷裂的發生。這是一種預防性的養護措施。對混凝土路面唧泥病害采取壓漿處理，是因為產生唧泥現象的同時，面板就會出現不同程度的脫空，為使面板脫空面積不再擴大，導致使面板斷裂，必須及時進行壓漿處理。

3.2 處治過程

在混凝土板底進行壓力灌注水泥粉細沙漿，趕走板底基層空隙的積水、空氣后占據其位置，漿液將原來松散顆粒或裂隙膠結為整體，鞏固路基與路面接觸。在壓漿完成后，對混凝土路面各種接縫，裂縫進行瀝青嵌縫，防止雨水浸入板底造成損害。最后在混凝土路面與非機動車道交接處鋪設縱橫向盲溝，將混凝土板底水排出路堤之外，使混凝土板經常處于干燥狀態。

3.2.1 混凝土路面板封堵灌漿

施工流程為:施工前的準備(包括布置施工現場和材料、人員的準備)→選定鉆孔位置→鉆孔→沖洗→壓水試驗→灌漿施工→堵孔→養生后開放交通。

(1)布置施工現場:控制車輛行駛→擺放交通控制標志。

(2)壓漿灌注材料及配合比:混凝土路面板下封堵的灌漿材料由水泥、粉煤灰、砂、外摻劑和水組成。灌漿材料質量的優劣直接影響灌漿的效果，因此，不管用何種灌漿材料都應通過試驗來選擇。灌漿材料應具有:早期強度高、流動性好、無離析和無泌水、無收縮。在該線段我們的壓漿材料為水泥、粉煤灰、細河沙、早強劑、減水劑、UFA膨脹劑、水，配合比見表1。

要求3d抗壓強度大于4MPa，28d抗壓強度大于25MPa。漿體流動性控制在18～28s之間為好。砂的加入不僅可以提高漿體強度，減少收縮，同時可降低水泥用量;但大粒徑砂易產生明顯的不均勻沉降，引起離析泌水。因此選用特細砂，細度模數為1.21，最大粒徑小于0.6mm，含泥量小于1％。

表1 灌漿材料配合比

(3)壓漿施工設備及人員配置。路面壓漿施工設備包括:①30KW發電機組;②SGB6-100灌漿泵;③ZJ-400制漿機;④JJS-10型攪拌機;⑤膨脹式灌漿噴頭;⑥SG2-IC型鉆機，鉆孔直徑6cm;⑦灑水車、運料汽車及交通工具車各一臺。操作工人10～13人。

(4)面板脫空位置采用人工觀察法和彎沉測定法等方法來確定。人工觀察法是通過肉眼觀察接縫、裂縫、唧泥等情況初步確定板脫空。當重車行駛時，能感到板有豎向位移和發生“咚咚”的脫空聲音，或下雨之后有明顯唧泥現象的板塊，認為是脫空。彎沉測定法是測試板角彎沉，如果超過某一限值，即認為存在脫空。首先選取路面板荷載最不利作用位置作為檢測點，選取橫縫及縱縫附近的點進行檢測。采用兩臺5.4m長桿彎沉儀及BZZ～100重型標準汽車。檢測點分主點、副點。主點位于橫縫前10cm，加荷載，副點在橫縫后10cm，無荷載。

將一臺彎沉儀置于主點，即測車的輪隙之間，另一臺彎沉儀于副點處。分別測定主、副點彎沉。根據《公路水泥混凝土路面養護技術規范》，凡彎沉值超過0.2mm的，應確定為面板脫空。

(5)灌漿孔根據路面板尺寸、下沉量大小、裂縫狀況分布于板四角。鉆孔機放置在確定好的鉆孔位置后開動鉆機觀察鉆頭轉向無誤，并有水流出，方能開始鉆孔，孔的直徑應略大于灌漿噴咀的直徑，孔的深度應穿過混凝土板，鉆入穩定的基層1～3cm，孔距各板邊為1.00～1.25m，每塊混凝土板鉆3～5個孔。

(6)鉆孔后要沖洗和壓水試驗，用海棉塊將鉆孔中的積水吸出，并用空壓機吹氣的方法排除板下雜質污物形成空腔，以利漿體的分布和粘結。灌漿前進行壓水試驗，其目的是:通過單位吸水率的測定了解巖層的滲透性能(裂隙情況和漏水量大小)，為巖基的灌漿設計施工提供依據。

(7)制漿作業:根據所需灌注的體積、漿體配合比及施工速度，稱取各種材料，開動砂漿攪拌機，在水中加入減水劑和早強劑，并將水泥、粉煤灰、砂、膨脹劑倒入灌漿機的攪拌筒中，先拌勻，然后再加入已溶有減水劑、早強劑的水，不斷攪拌5～10min，形成均勻漿體。配制好的漿體應在30min內用完，并且施工過程中應不停攪拌，中途不得停機。

(8)壓漿灌注壓力為1.5～2.0MPa，灌漿作業先從沉陷量大的地方開始，逐步由大到小，當相鄰孔或接縫中冒漿，或所灌孔段在30min內(帷幕灌漿自上而下采用60min)，吸漿量一直小于0.4L/min，即可結束這一段的灌漿。每灌完一孔應用木楔堵孔至漿體初凝，再撥出木塞，用高標號砂漿封孔、抹平。灌漿過程中，必須根據吸漿量的變化情況及時地調整漿液的濃度，稀漿流動性好，但會擴散到灌漿范圍外，造成浪費，而且凝固時收縮大使水泥石與巖石縫面脫開，防滲和固結質量降低;稠漿流動性差，擴散范圍小，細小裂縫灌不進去，但凝固時收縮小，與縫面粘結好，防滲、固結質量相對提高。灌漿過程應從稀漿開始，使細裂縫首先灌滿，而后逐級變濃，充填更大的裂隙。這種由稀到濃的方式，灌漿的整體質量最好。

(9)最后是清理現場→封閉交通養生→開放交通。灌漿下的漿體經過硬化(一般需要3～4d)，達到通車強度才可開放交通。

3.2.2 混凝土路面板接縫和裂縫的灌注

混凝土面板底進行壓漿后，對面板脫空進行了填充，但面板下細小的間隙很難達到充實，如果對接縫不及時灌縫，地面水一旦滲入基層，經車輛行駛一段時間，仍會出現唧泥現象，所以對面板的接縫及時灌縫，是防止唧泥有的效方法。由于條件限制，對S267線的接縫及裂縫我們用鎌刀先將縫里的沙、石、雜物徹底清除，對于縫大于1.5cm的，用瀝青填縫料填縫和瀝青填灌。做到灌縫飽滿不漏灌，灌縫后要等瀝青固化后才開放交通，以保質量。

3.2.3 縱引導流，橫向疏排水

設置排水設施是彌補因設計、施工或基層材料選用不合理，致使面板的縱橫縫產生唧泥病害的一種有效措施。壓漿之后，鋪設盲溝，實施縱引導流，橫向疏排水措施，盲溝沿線縱向設在混凝土路面與非機動車道交接處，橫向每隔15m設置橫向盲溝將水排出路堤之外。

4 效果分析與評價

工程竣工后，經過三個多月連續雨天的考驗，基本上無唧漿現象，排水系統正常運作。裂縫不再發育。平均彎沉值由原來的17.82(0.01mm)下降到 10.8(0.01mm)，彎沉的均方由11.84(0.01mm)縮小到3.06(0.01mm)彎沉值明顯變小?；炷涟宓氖芰ψ兊眠B續均勻，灌縫瀝青不再松脫。

5 結束語

灌漿是一種治理混凝土路面裂縫病害切實可行的技術。灌漿膠凝性好，結石強度高，施工方便、成本低、見效快、操作簡便、對交通影響少、受自然因素影響小等優點。通過工程實例，證明灌漿是公路小修保養方法有效的補充。因此，只有合理使用灌漿處治，才會得到好的養護質量和經濟效益。

[1] 傅智，金志強.水泥混凝土路面施工與養護技術[M].人民交通出版社，2004.

[2] 董瑞餛，孫立軍，彭勇，等.基于瀝青路面功能性能的預防性養護時機指標[J]..地下空間與工程學報，2005，(4).