试论高速公路水泥混凝土路面板底脱空的原因及处理措施

摘要:水泥混凝土路面在我国公路路面中占有很大一部分,虽然它具有强度高、较少受气候温差等影响,寿命比较长的优势,然而由于其接缝多,长期经受超载车辆的碾压极容易易发生断板、脱空、唧泥等问题, 从而使水泥混凝土路面常出现破损等情况。针对本文在充分分析水泥混凝土路面脱空与唧泥等问题的现象及原因展开分析,拟用灌浆技术来解决此类问题,并给予详细的介绍。

关键字:水泥混凝土路面 脱空 唧泥 灌浆处治

1.造成水泥混凝土路面板底脱空以及唧泥问题产生的原因

造成脱空的原因有内外两个方面:内在因素是高速公路本身使用年限比较长,而在其建筑过程中对其质量的把握情况,如基层本身的组成结构及质量,以及水泥混凝土面板的接缝情况;外界因素则是汽车荷载和气候变化。在我国,水泥混凝土公路常规施工方案是在其基层使用稳定类集料,这就与水泥砼路面产生了一定的重力差,在路面没有过大的压力的时候,这种结构安排是很稳定的,然而压力一旦大于水泥砼路面与基层之间的压力时,水泥混凝土功力的基层结构就会发生变形,水泥砼路面与基层之间出现悬空或脱空,加之自然环境温度湿度的变化影响,水泥砼板面与基层板之间的温度不能保持一致,由此进一步加重脱空问题。

唧泥问题随之产生:由于脱空导致水的灌入,在路面缝隙养护维修工作不到位的情形下,基层材料的破损情况更加严重。积水与基层材料中的沙土等细碎物质混合成泥浆,从路面缝隙中喷涌出来,这又造成了板底脱空问题的加剧。而板底灌浆旨在将板内已脱空部位用质量过硬的砂浆进行重新填充,使原有破碎板层重新粘结在一起,加固公路基层的稳定性,并重新支撑起表层水泥混凝土路面,从而解决因车辆重压造成的路面破坏问题。

2.高速公路水泥混凝土路面板底脱空及唧泥问题的处理措施

(1)板底填充浆液材料基本要求

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。在施工中,为防止浆体的干缩,浆液中宜掺加一定量膨胀剂。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附录G-11)。其中,在室温条件下,纯水的流出时间为8s(室内试验结果)。水泥净浆不管掺或不掺减水剂,其流动性都比相同条件下水泥粉煤灰浆体的流动性要好。因此,可以看出,二级粉煤灰单位体积的需水量要大于水泥。除此之外,对于不掺减水剂的水泥净浆,其流动度不应小于16s;掺减水剂的浆体可减小到12s;流动度最大应不大于26s。在施工中,浆体流动度不宜过小,控制在20-30s之间较好。否则会产生泌水现象。

(2)具体操作程序及目标

孔位布设一般为梅花状布设,孔数为3-5孔,应根据混凝土面板尺寸、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,钻孔深度为70cm,且穿透级配碎石基层(不允许钻不够深度后,用钢钎将孔深打到70cm)。具体施工顺序应该是从破损最严重的部位开始,因为此部位一般需要灌浆的量最大,堵住了大空隙就容易修补剩余小孔了。另外,在施工过程中要实时监控灌浆压力,如出现浆液从接缝处或另一注浆孔冒出,应停止作业,并继续对下一孔的注浆工作。压力一般控制在1MPa-4MPa之间,并停留3min-5min。

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,即达到施工目标值,如果灌浆前数值均大于控制指标,则可以判定板底仍有脱空问题,应再次灌浆,直到板底与板面充分交接稳固。

3.板底灌浆应注意的问题

(1)板底灌浆应选择气温相对较低时(以5～30℃为宜),且气温相对干燥时进行。雨季或雨季之后的短时间内由于脱空的板底容易囤积大量雨水,使灌浆质量大大降低。

(2)如果遇到浆液流通不畅,可以采取用泵压入适量空气,从而贯通脱空部位,使浆液分布均衡。

(3)在不需要抬升板块高度时,应严格控制灌浆压力在2MPa左右。一旦出现压力超出控制范围的情况,应立即停止操作,最大程度的避免板体扰动情况的出现,或者由于灌浆栓塞拔起而导致意外伤害事故发生。

(4)在灌浆过程中,如若发现浆液从另一个孔或接缝处流出,应停止灌浆。经检查后,如果发现相邻孔仍不断有大量浆液流出,则可能出现板内有空隙出现的情况,应静置一段时间,确保空隙部位被浆液填满方可继续操作。

(5)灌浆施工结束前,务必要在浆液未完全凝固时将接缝处的残渣清理干净,否则这些细碎的硬物会重新造成板块的破裂,从而引发不必要的返工。另外,还需要在收工前对接缝处进行最后的空隙排查及补浆,避免出现“溃之于蚁穴”情况的发生。最后,还要对施工场地进行清理,避免扬尘等问题出现。

(6)进行排查并补浆时候,其浆液应采用更高标号及强度的细石砼,并且决不能只做抹平表面的敷衍工作,而应重新打孔重新灌浆。

(7)在具体实践中,应针对不同的情况采用不同的处理方式,如板底灌浆适用于大面积路面的改善,而针对路面塌陷、路面板抬升,或者出现局部裂缝问题,应灵活采用局部修补、罩面层等补救方法。

4.结束语

由于灌浆技术是利用原水泥混凝土路面板,与换板相比工程造价要少很多,且操作简便,见效快,后期养护时间及成本也少很多,占用路面时间短,因此经济效益及社会效益都比较好,应在不断成熟自身技术的前提下大力推广。

参考文献:

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[2] 谢泽文,林伟. 关于对水泥砼路面灌浆补强技术探讨.科技创新导报.2008

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