水泥灌漿技術在砼路面板底脫空維修中的應用

（廣西建工集團 第二建筑工程有限責任公司，廣西 南寧 530022）

【摘 要】文章介紹了砼路面板底脫空的形成機理、脫空對砼路面產生的不良后果及水泥灌漿技術對維修板底脫空的適用條件、作用及效果，并詳細探討灌漿技術在砼路面板底脫空維修中的工藝要求和注意事項，旨在為對混凝土路面板底脫空情況下進行維修提供技術參考，規范施工過程，提高混凝土路面的養護效果，延長公路的使用壽命。

【關鍵詞】混凝土路面；板底脫空；水泥灌漿；施工工藝；作用效果

【中圖分類號】U416.216 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）06-0087-03

0 引言

砼路面也稱水泥混凝土路面，屬于剛性路面，因為其剛度大、抗壓能力大、耐久性好、耐磨性好等優點，是中國公路廣泛采用的路面結構。二級及以上等級公路的設計年限都在15年以上，但由于超載、路基施工缺陷等因素，砼路面公路往往在使用過程中，會產生多種形式的損壞。其中，砼路面的板底脫空是一種嚴重的損壞形式，它還將加速公路發生其他更嚴重的病害。因此，在公路養護中，應該及早發現，并分析其產生的原因，及時對其進行維護，保證公路的功能正常。對于板底脫空維修，現在多采用水泥灌漿法或瀝青灌漿法。本文主要研究水泥灌漿技術在維修板底脫空維修中的應用，當砼路面嚴重脫空或底基層脫空時，主要采用水泥灌漿法進行維修，水泥灌漿法的優點在于成本低，不需要對舊路拆除新建，施工效率高，對基層處治效果好。

1 砼路面板底脫空成因

混凝土路面板底脫空成因比較復雜，有施工質量、材料性能等自身的原因，也有車輛荷載或者氣候等外界因素。一般來說，路面板在車輛荷載作用，或者遭受溫度變化產生溫度應變，這時路面板和基層先出現局部微細脫離，如果公路排水不良，路面板塊接縫填隙料失效，自由水滲入板底土，導致含水量過大，或路基發生不均勻沉降，增大行車動荷載作用，導致砼面板受力不均，將加速土的液化，造成板底材料流失，局部微細脫離發展成板底和基層的脫空，嚴重情況會形成空洞，從而造成面板失去均勻的支撐，最終在行車荷載作用下產生彎裂。路面開裂，將加速公路其他嚴重病害的產生，如唧泥、錯臺等。

2 水泥灌漿作用及其機理

水泥灌漿通過灌漿泵將符設計配制具有膨脹性和良好流動性水泥砂漿灌入路面基層，水泥砂漿很好地滲透擴散到底基層材料中，基層材料和水泥砂漿發生膠凝作用，改變了基層材料的結構狀態，大大提高了底基層的壓實度和水穩定性。在壓力作用下，使水泥砂漿擠密填充板底脫空，并對底基層材料產生擠壓作用，恢復底基層的壓實度和改變面板的不均勻受力情況，提高面板的承載能力，從源頭上阻斷脫空的再次發生，進而提高路面的使用壽命和降低后期的維護成本。

3 灌漿技術要求

水泥灌漿技術在工程項目的不同領域被廣泛使用，但針對公路板底脫空維修情況下，其施工要求將有別于其他情況，其差別主要包括灌漿材料、鉆孔孔徑、孔深、配套施工機械等方面。在公路檢測工作中，根據我國交通部行業標準《公路水泥混凝土路面養護技術規范》（JTJ073.1—2001）確定板底脫空的說明，即通過彎沉測定法測定彎沉值，當彎沉值超過0.2 mm時，則確定板底脫空，應采取水泥砂漿灌漿處理。通過水泥灌漿處理，將水泥漿液填充路面基層或空洞，阻止板底進一步脫空帶來的其他更嚴重病害，延長公路使用壽命，提高公路的使用效益。灌漿技術的施工工藝為定板、布孔、鉆孔、壓漿、封口、養護，每個工序都要按照要求嚴格控制施工。本文重點探討砼路面板底脫空維修的水泥灌漿法施工技術要求及施工注意要點，為施工提供技術參考。

3.1 灌漿漿液配制

水泥灌漿法采用水泥砂漿進行注漿，漿液濃度要求具有滿足灌漿要求的流動性和密實性，考慮到公路的通車功能，盡量減少灌漿對通車的影響。因此，水泥砂漿需要采用早強型水泥和早強劑，保證砂漿具有早強性；考慮到灌漿的目的是對空洞和脫空進行填充并對砼面板產生抬動作用，因此水泥砂漿配制需加入膨脹劑，保障砂漿的膨脹性。考慮到漿液不應該有大量水，以免滲透作用增加路基土含水率和避免水泥砂漿水灰比不滿足配合比要求，因此水泥砂漿配制需添加減水劑。根據規范要求，工地配制的水泥砂漿應滿足初凝和終凝時間要求，原則上初凝時間不早于2 h，保障施工具有足夠的時間；終凝時間不超過3.5 h，且注漿后12 h，砂漿抗壓強度能達到3.5 MPa，保障砂漿的早強效果。

一般工程上使用的原材料，水泥選擇的是早強型的32.5 R或42.5 R普通硅酸鹽水泥，砂選擇滿足順利灌漿的細砂，采用Ⅱ級粉煤灰增加流動性，此外應該根據設計要求，選擇質量合格的早強劑、膨脹劑及減水劑，砂漿用水一般選擇潔凈飲用水。

根據研究和工程經驗表明，水泥砂漿建議采用水泥、水、砂和早強劑的質量比大約在1∶0.45∶0.3∶0.01時，壓漿效果較好。早強劑和膨脹劑的用量比值，一般控制在2.5～3。灌漿漿液的配合比應該根據上述的工程經驗參數和相關試驗研究成果，結合工程實際情況需求，通過注漿試驗和配比試驗，最終確定。

3.2 布孔和鉆孔要求

砼路面是設置伸縮縫的多塊板組合而成的帶狀結構，在需要灌漿的區域，水泥灌漿法以每塊板作為布孔單元，布孔孔數的選擇有多種方式，孔數根據脫空嚴重情況，按照4孔或者5孔布置。工程目前多采用單元板上等距布置5個孔，呈梅花狀，孔位距板邊大于0.5 m，以保證灌漿作用均勻和減少伸縮縫存在對灌漿效果的影響，灌漿效果比較好。實際工程中，公路路面板往往存在裂縫，此時應該在裂縫兩側各增加一個距裂縫不小于0.3 m的灌漿孔。此外，灌漿孔應該避開路面行車輪跡帶位置。

鉆孔采用48 mm直徑鉆桿，鉆孔深度達底基層底部，該灌漿深度值可以保證路面灌漿作用效果覆蓋路面范圍。鉆孔過程嚴格控制鉆進方向豎直，避免成孔傾斜，從而影響灌漿質量。

3.3 灌漿管安裝

砼路面板底脫空水泥灌漿法維修成孔后，采用橡膠管插入孔口作為襯墊，以便插入套管能更好地與孔口壁緊密結合，防止孔口漏漿。套管插入深度控制為露出路面10 cm，保證注漿管和套管連接的長度；套管底部距離孔底10 cm，保證漿液有足夠空間壓漿和足夠的灌漿量。注漿管和套管的搭接長度要求大于5 cm，連接處密封，避免出現爆漿、漏漿、無壓力等現象。

3.4 壓漿要求

（1）灌漿控制。灌漿壓力的選擇應結合砼路面厚度、破壞情況和板底脫空程度等因素綜合考慮取值，根據工程經驗一般采用1.5 MPa，提壓過程應緩慢均勻直至達到灌漿設計壓力，如果板底脫空嚴重，基層壓實度太小，邊坡冒漿，會導致無法提壓，則當發現冒漿現象時，先暫停灌漿，等待漿液凝結后再恢復灌漿。過大的壓力，將會對砼面板產生過大的抬動，造成路面板上拱開裂；過小壓力，達不到填充脫空區域、擠密基層的作用。

灌漿順序原則上是按照砼路面面板沉降量或者吸漿量由大到小孔位的順序灌注，或從面板周邊孔開始，再進行中間孔灌漿。工地目前多采用第二種灌漿順序，灌漿過程一孔一灌，待灌漿結束，應立即轉移下個孔繼續灌漿，灌漿工藝嚴禁串聯灌漿。

（2）灌漿結束標準。灌漿分2次注漿，灌漿過程要注意觀察。當灌漿出現混凝土路面板四周伸縮縫、裂縫或者其他孔冒出，或者灌漿壓力表壓力值達到1.5 MPa，或者發現混凝土板開始抬升時，則暫停灌漿，完成第一次灌漿。如果出現邊坡冒漿或者其他異常情況，也應暫停灌漿。灌漿暫停間歇至第一次灌漿漿液初步沉淀凝結，一般等待時間為15 min左右，再繼續進行第二次灌漿，灌漿的壓力控制小于第一次灌漿壓力，當等到灌漿出現除第一次灌漿結束情況以外的剩余其他現象的時候，該孔灌漿結束。

3.5 封孔養護

單孔灌漿結束，應該馬上拔出套管，然后使用木塞堵孔，以免水泥砂漿返流和壓力散失，影響灌漿質量。木塞堵孔時間一般控制為8～10 min，然后拔除木塞。灌漿封孔材料選擇注漿水泥砂漿，封孔選擇在灌漿結束1 d后進行。封孔后3 d內，必須對封孔水泥砂漿進行養護。當砂漿抗壓強度達到3.0 MPa時，即可開放交通。在灌漿結束后，應立馬清掃路面施工垃圾，特別是殘留地面的水泥漿液應該及時沖洗，防止地面漿液凝結造成清理困難，影響路面清潔。注意避免水泥漿液殘留路面或者流入裂縫，否則會對今后進行瀝青罩面施工質量帶來不良影響。

3.6 灌漿質量檢查

灌漿質量的檢查，應該在灌漿結束7 d后進行，檢查方法可以采用測定彎沉值方法測定，符合彎沉值標準即灌漿合格；或者通過取芯觀測芯樣，芯樣顯示混凝土板與基層頂面間的填充密實，基層芯樣完整，再觀察路面板無明顯錯臺或雨后路面板無唧泥現象，即可判定灌漿質量合格。如果灌漿質量不合格，則應該按照灌漿工藝，在該不合格區域加設灌漿孔進行補灌。

4 灌漿施工的其他注意事項

4.1 做好施工記錄

灌漿工程屬于隱蔽工程，灌漿效果的好壞不能直觀地評定，需要分析施工過程中的各種記錄，以便確定灌漿質量效果和及早發現灌漿問題，并調整灌漿工藝參數，保證灌漿質量。因此，灌漿過程應做好施工記錄，包括施工前路面損壞狀況的記錄、孔位的記錄、施工過程各個環節施工數據記錄，為灌漿效果分析和灌漿工藝改進提供可靠的基礎數據。

4.2 施工安全措施

砼路面水泥灌漿維護，不會關閉整個道路交通，只是進行作業控制區布置，公路上往來車輛對施工人員帶來安全隱患。因此，施工過程中，應該采取施工安全措施，確保施工安全。同其他公路養護要求一樣，在灌漿開始施工前，應布置養護維修作業控制區，按照交通流方向設置警示牌、安全警示墩等安全設施；施工結束，開放交通應該按照交通流反向撤除安全設施，確保施工安全。

5 砼路面灌漿的效益評價

砼路面板底脫空時，采用拆除舊版重建的處治方式，施工工藝復雜、進度慢和工期長、施工成本高，而且對交通運營帶來很大影響，社會效益和經濟效益差。發生板底脫空的路面板，一般性能還很好，但拆除既造成資源浪費，又對城市造成建筑垃圾污染、粉塵污染，環境效益差。此外，拆除的過程，工人常常對傳力桿的處理不當，影響到相鄰路面板塊，對路面造成因維護而產生的破壞。砼路面板底脫空處治采用灌漿技術，施工簡單、經濟、高效，對交通車輛行駛影響小，同時避免出現上述拆除重建帶來的種種問題，具有很高的社會效益、環境效益和經濟效益。

6 結語

通過水泥灌漿施工，高效、快速地解決了水泥混凝土路面板底脫空問題，作為公路維護技術人員，應該全面掌握該施工技術，規范指導施工，保證灌漿施工質量。本文研究總結已有的施工經驗和研究成果，結合筆者的工作實踐，詳細闡述水泥混凝土面板板底脫空形成的原因，灌漿對脫空處治的機理，以及灌漿的施工工藝技術要求和注意事項，旨在指導公路維護技術人員科學、合理地組織施工，控制施工質量，保證脫空處理效果，為公路運營養護作出一份貢獻，促進中國公路養護事業的發展。

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[責任編輯：陳澤琦]

【作者簡介】林家富，男，廣西玉林，本科，廣西建工集團第二建筑工程有限責任公司高級工程師，從事建筑工程技術管理工作。