淺層灌漿技術(shù)在高速公路水泥混凝土路面養(yǎng)護維修中的應(yīng)用

尉少森

（張家口路緣公路工程有限責任公司，河北 張家口075000）

【摘 要】高速地公路水泥混凝土路面在經(jīng)過一段時間的使用之后，會出現(xiàn)裂縫、破碎、下沉等各種病害，采用淺層灌漿技術(shù)能有效地對水泥混凝土面板進行處理，對板下的空隙進行封堵，并且對基層材料重新進行凝固，從而恢復基層的強度和穩(wěn)定性，論文將結(jié)合具體的高速公路水泥混凝土路面養(yǎng)護工程實例，簡要探討淺層灌漿技術(shù)的具體施工過程，希望能對類似工程起到借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】淺層灌漿技術(shù)；高速公路；水泥混凝土路面；灌漿

【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設(shè)工程中普遍采用的一種材料。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，超限車輛數(shù)量不斷增加，從而引起路面接縫材料的老化。這種情況下，雨水會沿著接縫處滲入基層中，并且在其他客觀因素的影響下，水泥混凝土面板會出現(xiàn)各種病害問題，比如裂縫、破碎、下沉等各種病害[1]。此時，需要采用措施對水泥混凝土面板的問題進行處理。采用淺層灌漿技術(shù)可以有效地對水泥混凝土面板進行處理，對板下的空隙進行封堵，并且對基層材料重新進行凝固，從而恢復基層的強度和穩(wěn)定性。本文將結(jié)合具體的高速公路水泥混凝土路面養(yǎng)護工程實例，簡要探討淺層灌漿技術(shù)的具體施工過程。

2 工程概況

本工程為某一高速公路水泥混凝土路面養(yǎng)護工程實例。該公路的面層為26cm水泥混凝土面板?；炷翉姸葹镃35。設(shè)計抗折強度為4.5MPa。基層為15cm的水泥穩(wěn)定石屑，底基層為15cm的水泥穩(wěn)定石屑。該公路建成至今已有10多年時間，在各種因素的作用下水泥混凝土面板出現(xiàn)了各種病害問題，比如裂縫、破碎以及橋頭下沉跳車等。因此，決定采用淺層灌漿技術(shù)對這些病害進行處理。

3 病害分析和處理方案

3.1 病害分析

根據(jù)工程具體情況的現(xiàn)場調(diào)查，本工程水泥混凝土面板出現(xiàn)各種病害的原因為：超限車輛不斷增加，導致路面接縫材料提前出現(xiàn)老化，因此雨水順著路面接縫處滲入到路面中，從而使基層材料受到雨水的浸泡，并且在車輛荷載的反復作用下，基層材料從接縫處被擠出，引起路面底板出現(xiàn)脫空，基層材料出現(xiàn)松散等問題，這使得基層材料的承載能力降低。因此，面板在剪切力的作用下，出現(xiàn)各種錯臺、裂縫等問題。如果不采取措施對這些病害進行處理，將會引起更加嚴重的病害問題。

3.2 處理方案

根據(jù)本工程的具體情況，以及參考相關(guān)規(guī)范，本工程進行病害處理所采取的措施為：對水泥混凝土路面存在的裂縫處和脫空處進行灌漿處理；通過灌漿泵的壓力作用，可以將具有流動性的水泥漿壓入到板下的空隙和松散的基層中，當水泥凝固之后，可以封堵面板下存在的空隙，并且凝固松散的基層材料，以恢復基層的承載力[2]。

4 淺層灌漿施工技術(shù)

4.1 試驗段施工

不同的工程情況，所采取的灌漿施工的水泥漿配制和灌注操作方法均有所不同。因此，在灌漿施工之前，應(yīng)先在工程中選取具有代表性的路段進行灌漿施工試驗。通過試驗，以確定水泥漿的具體組成、各種材料的配比、布孔位置、鉆孔深度等。

4.2 鉆孔

在進行鉆孔時，應(yīng)確保鉆孔的數(shù)量足夠多，從而確保有足夠多的水泥漿能夠灌入到面板下的所有空隙中。根據(jù)前文的分析可以知道，在水泥混凝土面板的周邊部分以及接縫附近存在較多空隙，這些位置是鉆孔的重點位置。沿著板塊周邊在距離板角50～70cm的位置處設(shè)置鉆孔。在具體的鉆孔施工過程中，應(yīng)根據(jù)車輛行駛的輪跡帶位置對鉆孔位置進行適當調(diào)整。在板塊的4個角設(shè)置鉆孔之后，還需在水泥板的幾何中心加設(shè)一個灌漿孔。鉆孔的深度應(yīng)控制在鉆入板底穿過結(jié)構(gòu)層為宜，這樣可以有效地確保水泥漿能夠深入到基層內(nèi)部。

在本工程中，進行水泥混凝土面板的鉆孔施工采用風動鉆機和干鉆的方式。如果采用電動的方式，在鉆孔過程中則需要采用水冷卻鉆頭，會使基層受到浸泡，并且無法取出孔內(nèi)的基層材料。在施工過程中，采用6m3空壓機帶動鑿巖機進行鉆孔施工。根據(jù)要求，應(yīng)按照表1所示要求進行鉆孔施工。

表1 鉆孔施工要求

鉆孔深度/ cm 入土基深度/ cm 孔徑/ mm 每塊板鉆孔數(shù)量/個80 24 50 5

導漿管采用鍍鋅水管制作而成。導漿管的長度為90cm。在導漿管上需要設(shè)置側(cè)孔。當鉆孔施工完成之后，應(yīng)將制作完成的導漿管插入鉆孔中。需要注意的是導漿管應(yīng)露出板面10cm，并且在管底留10cm的空隙。對于導漿管與水泥板之間的空隙，需要采用水泥漿進行封閉處理。圖1所示為板下封堵壓漿斷面示意圖。

圖1 板下封堵壓漿斷面示意圖

4.3 水泥漿配置

對于水泥漿的配置，采用水泥作為膠結(jié)材料，并在其內(nèi)摻入適當比例的粉煤灰或河砂。如有必要，可以在其內(nèi)摻入適量的外加劑，比如早強劑、減水劑等。為了確保水泥漿具有自流淌的密實性，應(yīng)嚴格控制好水泥漿的水灰比。一般情況下，摻入粉煤灰的流淌性會優(yōu)于摻入河砂的。本工程的水灰比控制在0.45～0.5。

本工程的水泥漿應(yīng)具有一定的微膨脹性。根據(jù)要求，水泥漿養(yǎng)護14d的膨脹率應(yīng)達到0.2%。因此，可以在水泥漿中摻入適量的膨脹率。根據(jù)施工組織的要求，水泥漿應(yīng)滿足凝結(jié)時間的要求。根據(jù)要求，本工程水泥漿的初凝時間應(yīng)控制在2h以上，終凝時間則應(yīng)控制在3.5h以內(nèi)。在本工程中，所采用的水泥為普通硅酸鹽水泥。表2所示為水泥漿的配合比。在水泥漿的配置過程中，應(yīng)先摻入水泥和粉煤灰進行15s的攪拌，接著再加入外加劑，并進行15s的攪拌，最后加入水進行充分的攪拌。根據(jù)要求，水泥漿的稠度應(yīng)控制在10～15Pa·s。

表2 水泥漿的配合比

材料 配合比值水泥 1二級粉煤灰 2水 1.5早強劑 0.1減水劑 0.001

4.4 灌漿施工

在施工現(xiàn)場，按照要求準備好足夠的工作人員和砂漿攪拌機。在施工過程中，嚴格按照設(shè)計配合比的要求進行各種原材料的添加。將灌漿施工前，應(yīng)先將輸漿軟管與花管連接在一起[3]。接著通過壓漿泵將水泥漿連續(xù)的壓入到鉆孔內(nèi)，直至觀察到水泥漿從一個孔流入到另一個孔內(nèi)。注漿施工完成的標準為：水泥漿從接縫中冒出，或板塊出現(xiàn)抬升或注漿壓力達到2MPa。此時即可停止壓漿施工，稍等之后，再次進行灌漿，如此反復多次，直至保持以上壓力為止。當一個鉆孔灌漿施工完成之后，應(yīng)及時將輸漿管拆除，并及時插上木塞，以確保水泥漿有足夠的時間進行凝固。當對一塊水泥板進行灌漿施工時，應(yīng)先進行4個角的注漿施工，然后進行中間鉆孔的灌漿。當灌漿施工完成之后，應(yīng)將路面上殘留的砂漿及時清理干凈，以避免砂漿凝固在路面上。在灌漿施工完成的第二天，應(yīng)將預(yù)留在路面上的10cm導漿管割除。對于水泥漿，應(yīng)封閉交通7d進行養(yǎng)護。之后方可開放交通。

5 結(jié)語

針對舊水泥混凝土路面的超負荷運營導致其出現(xiàn)下沉、裂縫等病害。文章以某高速公路項目為例，對該公路水泥混凝土面板出現(xiàn)裂縫、破碎以及橋頭下沉跳車等病害問題，通過采取淺層灌漿技術(shù)進行處理。本工程實施效果表明，經(jīng)灌漿處理后的路面脫空、裂縫等問題得到有效解決，表明該施工方案處理這類型路面病害問題的可行性，可在同類工程中推廣應(yīng)用。

【參考文獻】

【1】劉鳳山.淺層灌漿處理高速公路瀝青路面橫縫的應(yīng)用[J].筑路機械與施工機械化，2009（3）：48-49.

【2】吳廷瑞.水泥混凝土路面維修灌漿處治施工工藝探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（11）：55-56.

【3】胡軍.淺層灌漿技術(shù)在公路水泥混凝土路面養(yǎng)護維修中的應(yīng)用[J].華東公路，2016（3）：59-61.

Application of Shallow Grouting Technology in Maintenance and Repair of Cement ConcretePavement of Expressway

WEIShao-sen
(Zhangjiakou Highway EngineeringCo.Ltd.,Zhangjiakou 075000，China)

【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

【中圖分類號】U416.216；U418.6+2

【文獻標志碼】B

【文章編號】1007-9467（2017）04-0084-02

【收稿日期】2016-10-24

【作者簡介】尉少森（1967～），男，河北張北人，高級工程師，從事公路橋梁工程設(shè)計與研究。