水泥混凝土路面脱空处治技术要点
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摘要：水泥混凝土路面有着高强度、负载能力强、稳定性好、使用寿命长等的优点，目前普遍应用在我国的公路建设项目上，脱空是水泥混凝土路面的一种常见的危害形式，本文列举说明了现时常用的两种路面脱空处治技术的施工工艺，有助于施工人员处治技术方案的制定和现场施工的实施。
关键词：水泥混凝土路面；脱空；处治；施工工艺
随着我国经济的不断增长，道路建设技术也有了非常大的发展，在我国公路建设项目中，经常会使用水泥混凝土路面，但是，在道路施工前期经常发现会发生路面脱空的现象，这严重影响了整个道路的施工质量和安全，如何处理路面脱空已成为人们思考的问题。下面就此进行讨论。
1 路面脱空的判定
水泥混凝土路面脱空板的准确判断是进行路面处治的前提。水泥混凝土路面脱空板的判定方法主要有两类：第一类为人工观察法，通过肉眼观察接缝、裂缝、唧泥等情况，初步判定路面是否脱空。具体判别方法有：
（1）人站在板块边缘，当重型车辆从板块上通过时，是否感觉板块有较为明显垂直位移；
（2）看相邻板块之间是否有错台、唧泥等现象；
（3）看接缝的填料是否有大量脱落；
（4）相邻板出现错台5mm以上时，位置较低板一般有脱空的存在。
这种方法能快速检测脱空明显的面板，用时短，花费低，缺点是主观性强，不可避免出现错判、漏判情况，可靠性较低。
第二类称为弯沉测定法，通过对板块进行弯沉检测，以测定弯沉值来判断面板是否脱空。
目前常用的检测设备主要有贝克曼梁弯沉仪（BB）和落锤式弯沉仪（FWD）。贝克曼梁弯沉仪的优点在于普及率高，操作简单，但精度低，速度慢，人为因素大。落锤式弯沉仪能很好地模拟行车荷载的动力作用，能克服梁式弯沉仪支点变形大、人为因素多、无法模拟动态荷载、无法测出弯沉盆等缺陷，而且仪器自身重量轻、检测方便快速，能反映路面在动载作用下的实际变形情况，检测准确，数据客观，人为影响小，但检测费用和人员业务水平要求较高。
2 水泥注浆技术
水泥注浆技术是通过钻孔，利用注浆设备把水泥粉煤灰灰浆压入路基脱空部位，将空洞及周围松散粒料填实挤密，使面板与基层联结紧密达到均匀传荷目的。粉煤灰和普通硅酸盐水泥经化学作用生成氢氧化钙晶体、水化硅酸钙以及钙钒晶体，形成具有一定强度的混合物，达到密实板底空隙、恢复基层强度、延长路面使用寿命的目的。
2.1 工艺简介
水泥注浆技术主要工艺流程为：定位→钻孔→制浆→压浆→封孔→养生→检测。
（1）定位
对于一整块板，一般布孔数量为5个，呈梅花型布置，边孔位置距板边缘不小于50cm。但在实际中，多数板块都是有裂缝的，应根据面板尺寸、下沉量大小、裂缝状况增加注浆孔，增加的注浆孔距裂缝一般30cm左右，使浆体更好地填充板体与基层的空隙。
确定孔位后，用油漆标画出每个孔的位置，以准确指导施工。
（2）钻孔
采用钻孔机或钻芯机钻孔，孔径一般5cm左右，注浆卡头应与孔的大小一致。钻孔深度应根据面板脱空及路基破损情况确定，一般应深入未损坏的基层5cm为宜。
注浆孔为注浆浆液渗透通道，应保证孔内干燥、清洁。钻孔后清孔将空压机管道插入孔内，将孔内粉尘吹出，严禁用水作为冲洗液。
（3）制浆
浆液质量是影响处治质量的关键因素，浆液必须具有强度高、流动性好、粘聚性大、干缩性小的特性。水泥浆由水泥、粉煤灰、外掺剂、水在灰浆拌和机中拌和而成。制浆应在设计配合比指导下进行，同时结合原材料的特性对配合比加以调整。在拌和过程中，应严防杂物混入浆液。浆液进入注浆机储浆筒后仍应不停搅拌，防止浆液沉淀，并在浆液初凝前用完。
（4）压浆
压浆时采用压浆泵将浆液压入板底，先从沉陷量大一侧的开始注起，然后交替注浆，单孔连续注浆时，应密切注意注浆时的板块抬升情况，每次抬升高度不得超过6mm。在注浆的过程中，可根据实际额外采用振动器来辅助注浆，以便浆体在板下能快速均匀分布，避免应力过度集中而造成板块断裂。
压浆时应缓慢均匀加压，让浆液在板底充分流动渗透，以达到最佳挤密和充实的效果。注浆压力控制在0.5～1.0MPa，高压时再持续2～3min，直至邻孔或接缝中溢浆或无溢浆而板块略有上升（不大于2cm）为止。对于脱空严重的混凝土板，如在注浆的过程中发现有跑浆、冒浆、漏浆时要及时停止注浆，待溢浆处浆体初凝后再继续注浆，或换孔注浆后再返回补注。
在注浆过程中，必须根据现场注浆效果，及时调整设计注浆时间和压力。
（5）封孔
注浆完成后即将注浆卡头拔除，并及时用木塞封堵，防止浆体反流和压力过快散失，使浆液有足够时间凝固。全孔注浆结束后，用纯浆或剩余浓浆拌细砂石封闭钻孔至孔口。
（6）养生
板块封口完成后，应及时进行交通管制，禁止车辆通行，待灰浆强度达到设计强度后方可开放交通。一般养护时间为5～7d。
（7）检测
养生结束后必须对注浆板块进行弯沉检测。当板块边缘中间弯沉值大于40（0.01mm）或当相邻混凝土板间的弯沉差大于6（0.01mm）时，应重新钻孔补注浆。
2.2 存在的问题
水泥注浆技术经过多年发展，施工、检测工艺都已比较成熟，但在实际中也存在一些不足：
（1）如何确定脱空空隙的位置和大小，如何准确判断压浆是否密实。
（2）压浆处理过的板块容易出现以注浆孔为中心的放射状裂缝，在抬升错台、沉降板块时，容易产生板角翘曲现象。
（3）若压浆浆液分布不密实，容易产生应力集中点，形成新的支撑点和空隙。 （4）养护周期较长，对交通影响较大。
（5）受浆液质量影响，不能保证充分填充板底空隙。
（6）材料含水量大，耐久性不足，一般两年左右需再次维修。
针对水泥注浆技术存在的这些问题，必须从施工工艺、检测手段等各方面加以改进，进而保证处治效果，节约资金，提高养护经济效益。
3 高聚物注浆技术
高聚物注浆技术是20世纪70年代发展起来的地基基础快速加固技术。通过对路面病害检测，确定其脱空或沉降路段，进行合理的布孔设计后，在路面上钻直径为1.6cm浆孔，采用专用的注浆设备将双组分浆液在现场注浆混合，使其填充和加固路面结构，起到稳固、提升和补强作用的养护技术。在国际上已被广泛应用于公路、城市道路及机场道面维修、工业与民用建筑地基加固，显示出巨大的经济社会效益和广阔的发展应用前景。
3.1 工艺简介
高聚物注浆处治技术主要工艺流程为：定位→钻孔→注浆→封孔→检测。
（1）定位
注浆定位必须结合道路实际情况确定，主要有全板块注浆、唧泥点注浆、沿裂缝注浆等3种情况。对全板块注浆处治时，注浆孔纵向间距一般150cm，横向间距一般130cm，距离板块边缘不小于50cm，整体呈梅花型布置。对局部唧泥点注浆处治时，注浆孔位于唧泥点四周，距唧泥点一般30cm布置。对裂缝注浆处治时，注浆孔沿裂缝布置间距一般100cm，距裂缝一般30cm。
确定孔位后，用油漆标画出每个孔的位置，以准确指导施工。
（2）钻孔
注浆孔直径为1.6cm，注浆孔的深度一般达到垫层或者垫层与路基交界面以下，具体应根据附近点的弯沉值和钻孔时随钻杆旋转带出的土粒的干湿情况而定，一般钻至土粒明显变湿处停止。为保持路面清洁，使用扫帚、吹风机及时对钻孔进行清理。
（3）注浆
钻孔完毕后，使用切割工具将PVC管截断后管通过注浆孔下入，注浆管长度应按达到基层底部来控制。把注射帽凹型边缘使用专用工具清理干净，以便于与注射枪更好的配合，使用铁锤把已清理注射帽敲入PVC注射管内。
为防止高聚物喷洒到路面，造成路面的污染，把特制铁盆通过注射帽放在注浆孔处，以便注浆头露出盆底，适宜夹具把注射枪与安全帽夹牢。实施注浆时压力约7MPA，通过输料管分别把A及B两类高聚物材料输送到注射枪口，两种材料在注射枪口处通过注浆PVC管输送到路面病害处，并发生化学反应，材料由液体变为固体，体积迅速膨胀。
（4）封孔
为防止雨水侵蚀，破坏路面，并保持路面的整齐形象，注浆后应立即使用道路密封胶把注浆孔封住。使用密封胶时需对其加热，并且温度控制在210℃以下。灌注密封胶时要使密封胶略低于路面，如高出路面，使用工具将其整平。
（5）检测
利用落锤式弯沉仪对注浆点进行弯沉复检，分析评价注浆效果。注浆前弯沉大于200μm的点，注浆后都要复检。根据检测结果对注浆不足点进行补注。
检测满足设计要求后，使用铁刷对注浆及污染路面进行处理，并用扫帚对施工作业区进行清扫，再使用吹风机进行清理，最后对路面污染处进行清理。
3.2 工艺特点
相比于水泥注浆技术，高聚物注浆技术具有以下明显优点：
（1）施工时间短，材料注射15min即可达到最终强度的90%，交通即可放行。
（2）注射的高聚物材料能迅速膨胀（可达液体体积20倍）。
（3）材料膨胀后的自重只有同体积水泥浆的10%，并具有良好的弹性，不会增加额外的载重。
（4）注浆过程中钻孔数量少，孔径小（1.6cm），对结构无破坏，材料的防水性能优良，无收缩，耐久性好，对环境无污染。
（5）充分利用病害路段原有基层、面层材料，不产生维修废弃物，显著节省资源，避免了对环境的破坏。
4 结语
由上可见，在道路建设时出现的路面脱空现象是可以治理的，我们要对其进行准确的判定，制定相对应处治施工方案，不断改进方案的缺点，积极应对发生的路面脱空，确保整个道路建设施工项目能够高质量、安全地完成，创造更好的社会效益。
参考文献：
[1]程继顺 等.水泥混凝土路面脱空检测及压浆处治技术[J].路基工程，2010年03期.
[2]冯波 常礼达.水泥混凝土路面脱空处理技术[J].技术与市场，2013年第09期.
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