浅层灌浆技术在高速公路水泥混凝土路面养护维修中的应用尉少森 （张家口路缘公路工程有限责任公司，河北 张家口075000） 【摘 要】高速地公路水泥混凝土路面在经过一段时间的使用之后，会出现裂缝、破碎、下沉等各种病害，采用浅层灌浆技术能有效地对水泥混凝土面板进行处理，对板下的空隙进行封堵，并且对基层材料重新进行凝固，从而恢复基层的强度和稳定性，论文将结合具体的高速公路水泥混凝土路面养护工程实例，简要探讨浅层灌浆技术的具体施工过程，希望能对类似工程起到借鉴作用。 【关键词】浅层灌浆技术；高速公路；水泥混凝土路面；灌浆 【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2017.04.025 1 引言水泥混凝土是高速公路路面建设工程中普遍采用的一种材料。随着经济的发展，超限车辆数量不断增加，从而引起路面接缝材料的老化。这种情况下，雨水会沿着接缝处渗入基层中，并且在其他客观因素的影响下，水泥混凝土面板会出现各种病害问题，比如裂缝、破碎、下沉等各种病害[1]。此时，需要采用措施对水泥混凝土面板的问题进行处理。采用浅层灌浆技术可以有效地对水泥混凝土面板进行处理，对板下的空隙进行封堵，并且对基层材料重新进行凝固，从而恢复基层的强度和稳定性。本文将结合具体的高速公路水泥混凝土路面养护工程实例，简要探讨浅层灌浆技术的具体施工过程。 2 工程概况本工程为某一高速公路水泥混凝土路面养护工程实例。该公路的面层为26cm水泥混凝土面板。混凝土强度为C35。设计抗折强度为4.5MPa。基层为15cm的水泥稳定石屑，底基层为15cm的水泥稳定石屑。该公路建成至今已有10多年时间，在各种因素的作用下水泥混凝土面板出现了各种病害问题，比如裂缝、破碎以及桥头下沉跳车等。因此，决定采用浅层灌浆技术对这些病害进行处理。 3 病害分析和处理方案3.1 病害分析 根据工程具体情况的现场调查，本工程水泥混凝土面板出现各种病害的原因为：超限车辆不断增加，导致路面接缝材料提前出现老化，因此雨水顺着路面接缝处渗入到路面中，从而使基层材料受到雨水的浸泡，并且在车辆荷载的反复作用下，基层材料从接缝处被挤出，引起路面底板出现脱空，基层材料出现松散等问题，这使得基层材料的承载能力降低。因此，面板在剪切力的作用下，出现各种错台、裂缝等问题。如果不采取措施对这些病害进行处理，将会引起更加严重的病害问题。 3.2 处理方案 根据本工程的具体情况，以及参考相关规范，本工程进行病害处理所采取的措施为：对水泥混凝土路面存在的裂缝处和脱空处进行灌浆处理；通过灌浆泵的压力作用，可以将具有流动性的水泥浆压入到板下的空隙和松散的基层中，当水泥凝固之后，可以封堵面板下存在的空隙，并且凝固松散的基层材料，以恢复基层的承载力[2]。 4 浅层灌浆施工技术4.1 试验段施工 不同的工程情况，所采取的灌浆施工的水泥浆配制和灌注操作方法均有所不同。因此，在灌浆施工之前，应先在工程中选取具有代表性的路段进行灌浆施工试验。通过试验，以确定水泥浆的具体组成、各种材料的配比、布孔位置、钻孔深度等。 4.2 钻孔 在进行钻孔时，应确保钻孔的数量足够多，从而确保有足够多的水泥浆能够灌入到面板下的所有空隙中。根据前文的分析可以知道，在水泥混凝土面板的周边部分以及接缝附近存在较多空隙，这些位置是钻孔的重点位置。沿着板块周边在距离板角50～70cm的位置处设置钻孔。在具体的钻孔施工过程中，应根据车辆行驶的轮迹带位置对钻孔位置进行适当调整。在板块的4个角设置钻孔之后，还需在水泥板的几何中心加设一个灌浆孔。钻孔的深度应控制在钻入板底穿过结构层为宜，这样可以有效地确保水泥浆能够深入到基层内部。 在本工程中，进行水泥混凝土面板的钻孔施工采用风动钻机和干钻的方式。如果采用电动的方式，在钻孔过程中则需要采用水冷却钻头，会使基层受到浸泡，并且无法取出孔内的基层材料。在施工过程中，采用6m3空压机带动凿岩机进行钻孔施工。根据要求，应按照表1所示要求进行钻孔施工。 表1 钻孔施工要求  钻孔深度/ cm 入土基深度/ cm 孔径/ mm 每块板钻孔数量/个80 24 50 5 导浆管采用镀锌水管制作而成。导浆管的长度为90cm。在导浆管上需要设置侧孔。当钻孔施工完成之后，应将制作完成的导浆管插入钻孔中。需要注意的是导浆管应露出板面10cm，并且在管底留10cm的空隙。对于导浆管与水泥板之间的空隙，需要采用水泥浆进行封闭处理。图1所示为板下封堵压浆断面示意图。  图1 板下封堵压浆断面示意图 4.3 水泥浆配置 对于水泥浆的配置，采用水泥作为胶结材料，并在其内掺入适当比例的粉煤灰或河砂。如有必要，可以在其内掺入适量的外加剂，比如早强剂、减水剂等。为了确保水泥浆具有自流淌的密实性，应严格控制好水泥浆的水灰比。一般情况下，掺入粉煤灰的流淌性会优于掺入河砂的。本工程的水灰比控制在0.45～0.5。 本工程的水泥浆应具有一定的微膨胀性。根据要求，水泥浆养护14d的膨胀率应达到0.2%。因此，可以在水泥浆中掺入适量的膨胀率。根据施工组织的要求，水泥浆应满足凝结时间的要求。根据要求，本工程水泥浆的初凝时间应控制在2h以上，终凝时间则应控制在3.5h以内。在本工程中，所采用的水泥为普通硅酸盐水泥。表2所示为水泥浆的配合比。在水泥浆的配置过程中，应先掺入水泥和粉煤灰进行15s的搅拌，接着再加入外加剂，并进行15s的搅拌，最后加入水进行充分的搅拌。根据要求，水泥浆的稠度应控制在10～15Pa·s。 表2 水泥浆的配合比  材料 配合比值水泥 1二级粉煤灰 2水 1.5早强剂 0.1减水剂 0.001 4.4 灌浆施工 在施工现场，按照要求准备好足够的工作人员和砂浆搅拌机。在施工过程中，严格按照设计配合比的要求进行各种原材料的添加。将灌浆施工前，应先将输浆软管与花管连接在一起[3]。接着通过压浆泵将水泥浆连续的压入到钻孔内，直至观察到水泥浆从一个孔流入到另一个孔内。注浆施工完成的标准为：水泥浆从接缝中冒出，或板块出现抬升或注浆压力达到2MPa。此时即可停止压浆施工，稍等之后，再次进行灌浆，如此反复多次，直至保持以上压力为止。当一个钻孔灌浆施工完成之后，应及时将输浆管拆除，并及时插上木塞，以确保水泥浆有足够的时间进行凝固。当对一块水泥板进行灌浆施工时，应先进行4个角的注浆施工，然后进行中间钻孔的灌浆。当灌浆施工完成之后，应将路面上残留的砂浆及时清理干净，以避免砂浆凝固在路面上。在灌浆施工完成的第二天，应将预留在路面上的10cm导浆管割除。对于水泥浆，应封闭交通7d进行养护。之后方可开放交通。 5 结语针对旧水泥混凝土路面的超负荷运营导致其出现下沉、裂缝等病害。文章以某高速公路项目为例，对该公路水泥混凝土面板出现裂缝、破碎以及桥头下沉跳车等病害问题，通过采取浅层灌浆技术进行处理。本工程实施效果表明，经灌浆处理后的路面脱空、裂缝等问题得到有效解决，表明该施工方案处理这类型路面病害问题的可行性，可在同类工程中推广应用。 【参考文献】 【1】刘凤山.浅层灌浆处理高速公路沥青路面横缝的应用[J].筑路机械与施工机械化，2009（3）：48-49. 【2】吴廷瑞.水泥混凝土路面维修灌浆处治施工工艺探讨[J].中国新技术新产品，2012（11）：55-56. 【3】胡军.浅层灌浆技术在公路水泥混凝土路面养护维修中的应用[J].华东公路，2016（3）：59-61. Application of Shallow Grouting Technology in Maintenance and Repair of Cement ConcretePavement of Expressway WEIShao-sen 【Abstract】CementConcretePavementofexpressway afterused foraperiod of timeafter thecrackswillappear,crushing,sinking andotherdiseases,theshallow layergrouting technologycanbeaneffectivetreatmentforcementconcreteslab,plugging thegapunder theplate,and thebasematerialto solidify,thusrestoring thegrass-rootsstrengthand in thispaper,theauthorcombinesthestabilityof cement concrete pavementof expresswaymaintenance engineering examples,briefly discuss the specific construction processof shallow layergrouting technology,hoping toplayareferenceforsim ilarprojects. 【Keywords】shallow grouting technology;expressway;cementconcretepavement;grouting 【中图分类号】U416.216；U418.6+2 【文献标志码】B 【文章编号】1007-9467（2017）04-0084-02 【收稿日期】2016-10-24 【作者简介】尉少森（1967～），男，河北张北人，高级工程师，从事公路桥梁工程设计与研究。 |
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