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灌浆技术在砼路面养护工程中的运用  

2014-07-29 11:50:52|  分类: 路面养护 |  标签: |举报 |字号 订阅

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灌浆技术在砼路面养护工程中的运用 - cssnl321 - 长沙水能量新材料的博客
   水泥砼路面在使用过程中会产生诸多病害,本文尝试通过对旧水泥砼路面板渗泥、脱空等砼路面主要病害的分析,通过灌浆可以提高被灌路面抗渗性和整体性,保证公路的正常通行。对于脱空的确定、灌浆加固机理、进行详细的介绍和分析。

一、浅析水泥砼面板渗泥、脱空形成原因

  渗泥和脱空病害的产生有其内在因素和外界因素:内因是基层本身的质量、混合料组成设计以及砼面板施工时接缝状况;外因则是汽车荷载变化和天气气候变化。我国现阶段路面基(垫)层材料一般都选用水泥或石灰稳定类集料,其回弹模量远小于水泥混凝土面层的模量。水泥砼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,使砼板的局部范围不再与基层保持连续接触,于是水泥砼路面板底与基(垫)层之间将出现微小的空隙,即出现了板下局部脱空。同时由于温度、湿度的变化,以及混凝土面板内温度的非线形分布,引起板向上或向下的挠曲,加速了板与基础之间的分离,形成板与基(垫层)脱空。当路面接缝或裂缝治理不及时,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,形成渗泥。渗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。(职称论文发表由期刊中心采编网整理发布)

灌浆技术在砼路面养护工程中的运用 - cssnl321 - 长沙水能量新材料的博客

 

二、怎样确定脱空板 

  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、渗泥等情况初步判定脱空。当重车行过,能感到砼板有竖直位移时,或下雨之后,有明显渗泥现象的板块,认为是脱空。这种方法的缺点是主观性强,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。(职称论文发表由期刊中心采编网整理发布)

三、灌浆加固原理

  在现有砼路面设计理论中,我们把砼板看作是小挠度弹性薄板,其假定条件是面板与地基间完全接触(不脱空)。同时砼板是一种准脆性材料,抗压强度高、抗弯拉性能差。在正常情况下,面板均匀支承时,无论荷载作用位置,应力都较小。而一旦脱空,板角处由于基础支撑的丧失处于悬臂状态,板内将产生过大的应力、剪力,砼板很快达到极限寿命。水泥砼面板灌浆是通过注浆管,施加一定压力将浆液均匀注入板底空隙、板下基(垫)层中,以充值、渗透、挤密等方式,赶走板底、基层裂隙中的积水、空气后占据其位置,经人工控制一段时间后,浆液将原来的松散颗粒或裂隙胶结为整体,形成一个良好的“结石体”。灌浆改善了板底原有受力状态,恢复板体与地基的连续性。达到加固基础,治理病害的目的。(职称论文发表由期刊中心采编网整理发布)

(一)浆液材料基本要求

  常用的水泥浆材料包括:水泥、粉煤灰、水外加剂等。将浆体制成7.07×7.07×7.07cm立方体试件,标准养护7d,其抗压强度应到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空隙,浆体过稀,干缩性大。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1725ml±5ml),以浆体自由全部流完的时间作为流动度来控制(详见《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000)。其中,在室温条件下,纯水的流出时间为8s(室内试验结果)。

(二)试验资料

  从表中可看出,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;根据上述试验结果,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。(职称论文发表由期刊中心采编网整理发布)

四、灌浆技术的实施

  各类灌浆施工都要按规定顺序进行,分为一序孔、二序孔、三序孔等,随着序数增加,灌浆孔逐渐加密。单孔灌浆方法有两种:①全孔一次灌浆法,以灌浆塞封闭孔口,有压浆液灌入裂隙中,适于浅孔灌浆;②全孔分段灌浆法,将全孔自下而上分成若干段,用灌浆塞将其中一段与相邻段隔离,有压浆液只灌入到该段裂隙中,适于深孔灌浆。按浆液注入方式,又分为:①纯压式灌浆法,灌入的浆液都压入岩石裂隙中,不让其返回地面,如化学灌浆多为定量灌浆,常采用这种方式;②循环式灌浆法,注入的浆量大于裂隙吸浆量,多余浆液经回浆管返回搅拌机。其主要优点是浆液不易沉淀,有利于保证灌浆质量,帷幕灌浆或固结灌浆多采用这种方式。孔位布设一般为3-5孔,应根据砼面板尺寸、裂缝状况以及灌浆机械等确定。灌浆孔大小应和灌注嘴大小一致,一般为5cm左右。灌浆顺序从沉降量大的地方开始,由远到近,由大到小。灌浆压力的控制应视砼板的损坏及脱空情况具体确定。当浆液从接缝处或另一注浆孔冒出,就可认为完成该孔注浆,即停止注浆,迅速移至另一注孔继续作业。压力一般控制在1Mpa-4Mpa之间,并停留3min-5min,效果较好。

五、灌浆评定

  灌浆后,应在7d龄期后,再次测量主点弯沉值和副点弯沉值。当主点或差异弯沉值均低于设计要求值时,可认为灌浆效果已经达到。从维修结果看,原砼面板通过灌浆提高了板底承载力。(职称论文发表由期刊中心采编网整理发布)

六、经济效益评价

  灌浆处治旧水泥砼路面早中期破坏与“换板”相比最大的优点就是利用原路面板。其直接成本随脱空情况及处治目的不同而不同,一般介于10-30元/m2左右。“换板”翻修砼路面一般需要120-140元/m2。与后者相比,前者的直接成本明显低。灌浆作为一种治理砼路面病害及时可行的科学养护技术,具有成本低,见效快,操作简便,对车辆行驶影响小,受自然因素影响小等优点。在公路施工和养护工程中,具有可观的经济效益和社会效益。

结语

  大多数混凝土面板本身的质量良好,其病害主要是由于下承层造成的。灌浆技术作为一种新型的加固技术,可广泛地使用到水泥混凝土路面的维修中,也适用于旧板加罩沥青面层的旧板加固中。

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