翻新时间:2013-12-17
灌浆技术处治旧水泥砼路面应用探讨
摘要: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唧泥、脱空等砼路面主要病害的 分析 ,提出采用灌浆技术来解决此类病害。并对脱空的确定、灌浆加固机理、实施等进行了较详细的介绍和分析。从 经济 的角度评价了灌浆技术的可行性。
关键词:道路工程;水泥砼路面;脱空分析;灌浆处治;评定
0前言
水泥砼路面是我国公路路面主要形式之一,在我国公路网构成中占有较大比重。它具有强度高、刚度大、受温度 影响 小、使用寿命长等优点。但水泥砼路面接缝较多,对超载较为敏感,易发生脱空、唧泥、裂缝等先期病害,从而导致路面的破损。如何治理与预防脱空、唧泥等病害,搞好水泥砼路面的养护,延长公路的使用寿命,改善其通行能力,具有十分重要的意义。笔者参加了上海市某公路水泥砼路面改建工程试验路段施工,采用灌浆技术处治原水泥砼路面,并对施工单位的各施工项目进行了跟踪检测,在室内对浆液的配合比进行了对比实验。灌浆技术在该路段取得了良好的效果。
1水泥砼面板唧泥、脱空形成主要原因
唧泥和脱空病害的产生有其内在因素和外界因素:内在因素是基层本身的质量、组成以及砼面板接缝状况;外界因素则是汽车荷载和气候变化。我国路面基(垫)层材料一般都选用稳定类集料,其模量远小于砼面层的模量。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,或称为原始脱空区。同时温度、湿度的变化,以及板内温度的非线形分布,引起板向上或向下的翘曲,加速了板与基础之间的分离,形成板底脱空。脱空的出现又为水的浸入创造了条件,当路面接缝或裂缝养护不及时,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,形成唧泥。唧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。
2脱空板确定
2.1脱空板确定 方法 2.2检测方法
3加固机理
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,以充填、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。
3.1浆液材料基本要求3.2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。
4灌浆技术的实施
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。
5灌浆效果评定
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。试验段灌浆前后弯沉资料见表2(单位:mm)。表2中灌浆前数值均大于控制指标,认为板底出现脱空,需灌浆处治。从检测资料可看出,原砼面板通过灌浆提高了板底承载力。
6 经济 效益评价
7结语
7.1灌浆技术作为一种新型的加固技术,可广泛地使用到公路施工其他方面,如:高速公路桥头跳车、软土地基处理、机场路加固等。而且由于其处治质量主要控制指标——弯沉与旧板加铺沥青砼面层的设计指标相吻合,具有一定科学性,所以也适用于旧板加罩沥青面层的旧板加固中。
7.2大多数破损板本身的质量良好,病害主要是由于下承层造成的。有关资料建议灌浆钻孔深度一般为砼板底3-5cm,根据施工经验,钻孔深度应穿透基层达到垫层中。传统的“换板”只能改善板本身状态,而板下灌浆通过灌浆压力可把浆液渗透到相邻砼板下,起到灌浆一块板加固几块板的作用。
7.3产生脱空板的原因有:填缝料的失效,水的浸入,基层材料中的细集料。因此,必须加强接缝的养护,及时疏导路面积水,来预防防治路面先期病害。在基(垫)层施工中,应严格控制混合料中的细集料含量。
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