付永坤

(河北省唐山市公路養(yǎng)護(hù)管理處)

1 引言

水泥混凝土路面具有整體性好和水穩(wěn)定性好，承載能力大，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少，抗磨耗能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在公路及市政建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。但我國大型超重車輛不斷增多，荷載通過時(shí)發(fā)生板面彎沉，產(chǎn)生唧泥、脫空，且唧泥和脫空相互影響，形成惡性循環(huán)，路面損壞嚴(yán)重。為有效控制路面病害發(fā)展導(dǎo)致斷裂，應(yīng)采用灌漿方法處理。本文結(jié)合某公路K2+850～K3+750段右幅灌漿施工過程，介紹灌漿法的合理應(yīng)用。

2 基本情況

2.1 病害調(diào)查統(tǒng)計(jì)

在調(diào)查中，我們發(fā)現(xiàn)，斷板的分布情況及斷裂程度與脫空、唧漿病害情況關(guān)聯(lián)十分密切，95％的斷板發(fā)生在嚴(yán)重唧漿路段。公路左幅重車較少，唧漿較少，斷裂混凝土板極少。路面彎沉測(cè)量:采用彎沉測(cè)定法，測(cè)右幅慢車道，每50m一處，非機(jī)動(dòng)車道測(cè)點(diǎn)(距混凝土路面邊緣1m處)也每50m一處?；炷谅访嫫骄鶑澇林禐?7.82(0.01mm)，均方差為11.84(0.01m)。數(shù)據(jù)表明:彎沉值極不均勻，混凝土板的受力很不連續(xù)。

2.2 病害原因分析

(1)超重車輛的破壞作用。路段通過40t以上甚至100t的載重車輛較多，且主要集中右幅行駛。交通量達(dá)43000輛/晝夜，且以超載車輛為主，對(duì)水泥混凝土板破壞極大。

(2)由于設(shè)計(jì)不合理，機(jī)動(dòng)車道及非機(jī)動(dòng)車道的基層為不透水結(jié)構(gòu)層，且有些路邊的硬邊線比路面高出3cm，使得水泥混凝土路面行車道及非機(jī)動(dòng)車道排水緩慢，板底內(nèi)部排水不暢，下雨期間，路邊的邊線將路面雨水倒灌于路槽中，從路面空隙侵入至混凝土板底。

(3)“水磨”作用致使混凝土板底形成漿液，使基層產(chǎn)生磨損及變形。由于路面板底水無處可排，雨季時(shí)基層長(zhǎng)期處于水浸泡之中，天晴后，水也不能即時(shí)排干，使基層長(zhǎng)時(shí)間處于潮濕狀態(tài)。基層結(jié)合料在水浸蝕下，強(qiáng)度下降，材料間的膠結(jié)能力由此變?nèi)?，同時(shí)受到汽車的碾壓，特別是重型汽車的機(jī)械震動(dòng)引起混凝土板的“抖動(dòng)”，水泥混凝土路面板對(duì)基層表面產(chǎn)生磨擦。荷載的反復(fù)作用下不斷磨擦形成“水磨”產(chǎn)生漿液，導(dǎo)致基層出現(xiàn)磨損及變形。

(4)水泥混凝土板接縫養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，致使雨水侵入基層。

(5)混凝土板出現(xiàn)“翹板”現(xiàn)象，加速了唧漿的產(chǎn)生?！八ァ睗{液使得混凝土板局部范圍不再與基層保持接觸，在水泥混凝土板底與基層間出現(xiàn)微小的空隙，即局部脫空，引起板向上或向下翹曲，加速形成板底脫空。脫空分布不均勻，一般板四周大，板中間小，混凝土板的支承受力情況發(fā)生變化，因此，汽車經(jīng)過時(shí)就產(chǎn)生“翹板”現(xiàn)象，致使泥漿從混凝土板接縫空隙處噴濺而出，形成唧泥。唧泥的現(xiàn)象進(jìn)一步加劇了板脫空。這樣，周而復(fù)始，惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致路面的損壞。

(6)由于混凝土路面板底有水聚集，荷載作用于混凝土板上時(shí)，就對(duì)板底的水施加壓力，產(chǎn)生了壓力水從混凝土板的裂隙中噴射出來。壓力水對(duì)基層反復(fù)進(jìn)行沖刷，日積月累，板底局部出現(xiàn)淘空。

3 處治措施

3.1 脫空、唧漿處理對(duì)策

對(duì)脫空板主要通過向板下空隙灌注水泥砂漿來修復(fù)路面結(jié)構(gòu)的支承，減少板角彎沉，恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性，預(yù)防發(fā)生唧泥、錯(cuò)臺(tái)和板斷裂的發(fā)生。這是一種預(yù)防性的養(yǎng)護(hù)措施。對(duì)混凝土路面唧泥病害采取壓漿處理，是因?yàn)楫a(chǎn)生唧泥現(xiàn)象的同時(shí)，面板就會(huì)出現(xiàn)不同程度的脫空，為使面板脫空面積不再擴(kuò)大，導(dǎo)致使面板斷裂，必須及時(shí)進(jìn)行壓漿處理。

3.2 處治過程

在混凝土板底進(jìn)行壓力灌注水泥粉細(xì)沙漿，趕走板底基層空隙的積水、空氣后占據(jù)其位置，漿液將原來松散顆?；蛄严赌z結(jié)為整體，鞏固路基與路面接觸。在壓漿完成后，對(duì)混凝土路面各種接縫，裂縫進(jìn)行瀝青嵌縫，防止雨水浸入板底造成損害。最后在混凝土路面與非機(jī)動(dòng)車道交接處鋪設(shè)縱橫向盲溝，將混凝土板底水排出路堤之外，使混凝土板經(jīng)常處于干燥狀態(tài)。

3.2.1 混凝土路面板封堵灌漿

施工流程為:施工前的準(zhǔn)備(包括布置施工現(xiàn)場(chǎng)和材料、人員的準(zhǔn)備)→選定鉆孔位置→鉆孔→沖洗→壓水試驗(yàn)→灌漿施工→堵孔→養(yǎng)生后開放交通。

(1)布置施工現(xiàn)場(chǎng):控制車輛行駛→擺放交通控制標(biāo)志。

(2)壓漿灌注材料及配合比:混凝土路面板下封堵的灌漿材料由水泥、粉煤灰、砂、外摻劑和水組成。灌漿材料質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響灌漿的效果，因此，不管用何種灌漿材料都應(yīng)通過試驗(yàn)來選擇。灌漿材料應(yīng)具有:早期強(qiáng)度高、流動(dòng)性好、無離析和無泌水、無收縮。在該線段我們的壓漿材料為水泥、粉煤灰、細(xì)河沙、早強(qiáng)劑、減水劑、UFA膨脹劑、水，配合比見表1。

要求3d抗壓強(qiáng)度大于4MPa，28d抗壓強(qiáng)度大于25MPa。漿體流動(dòng)性控制在18～28s之間為好。砂的加入不僅可以提高漿體強(qiáng)度，減少收縮，同時(shí)可降低水泥用量;但大粒徑砂易產(chǎn)生明顯的不均勻沉降，引起離析泌水。因此選用特細(xì)砂，細(xì)度模數(shù)為1.21，最大粒徑小于0.6mm，含泥量小于1％。

表1 灌漿材料配合比

(3)壓漿施工設(shè)備及人員配置。路面壓漿施工設(shè)備包括:①30KW發(fā)電機(jī)組;②SGB6-100灌漿泵;③ZJ-400制漿機(jī);④JJS-10型攪拌機(jī);⑤膨脹式灌漿噴頭;⑥SG2-IC型鉆機(jī)，鉆孔直徑6cm;⑦灑水車、運(yùn)料汽車及交通工具車各一臺(tái)。操作工人10～13人。

(4)面板脫空位置采用人工觀察法和彎沉測(cè)定法等方法來確定。人工觀察法是通過肉眼觀察接縫、裂縫、唧泥等情況初步確定板脫空。當(dāng)重車行駛時(shí)，能感到板有豎向位移和發(fā)生“咚咚”的脫空聲音，或下雨之后有明顯唧泥現(xiàn)象的板塊，認(rèn)為是脫空。彎沉測(cè)定法是測(cè)試板角彎沉，如果超過某一限值，即認(rèn)為存在脫空。首先選取路面板荷載最不利作用位置作為檢測(cè)點(diǎn)，選取橫縫及縱縫附近的點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。采用兩臺(tái)5.4m長(zhǎng)桿彎沉儀及BZZ～100重型標(biāo)準(zhǔn)汽車。檢測(cè)點(diǎn)分主點(diǎn)、副點(diǎn)。主點(diǎn)位于橫縫前10cm，加荷載，副點(diǎn)在橫縫后10cm，無荷載。

將一臺(tái)彎沉儀置于主點(diǎn)，即測(cè)車的輪隙之間，另一臺(tái)彎沉儀于副點(diǎn)處。分別測(cè)定主、副點(diǎn)彎沉。根據(jù)《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》，凡彎沉值超過0.2mm的，應(yīng)確定為面板脫空。

(5)灌漿孔根據(jù)路面板尺寸、下沉量大小、裂縫狀況分布于板四角。鉆孔機(jī)放置在確定好的鉆孔位置后開動(dòng)鉆機(jī)觀察鉆頭轉(zhuǎn)向無誤，并有水流出，方能開始鉆孔，孔的直徑應(yīng)略大于灌漿噴咀的直徑，孔的深度應(yīng)穿過混凝土板，鉆入穩(wěn)定的基層1～3cm，孔距各板邊為1.00～1.25m，每塊混凝土板鉆3～5個(gè)孔。

(6)鉆孔后要沖洗和壓水試驗(yàn)，用海棉塊將鉆孔中的積水吸出，并用空壓機(jī)吹氣的方法排除板下雜質(zhì)污物形成空腔，以利漿體的分布和粘結(jié)。灌漿前進(jìn)行壓水試驗(yàn)，其目的是:通過單位吸水率的測(cè)定了解巖層的滲透性能(裂隙情況和漏水量大小)，為巖基的灌漿設(shè)計(jì)施工提供依據(jù)。

(7)制漿作業(yè):根據(jù)所需灌注的體積、漿體配合比及施工速度，稱取各種材料，開動(dòng)砂漿攪拌機(jī)，在水中加入減水劑和早強(qiáng)劑，并將水泥、粉煤灰、砂、膨脹劑倒入灌漿機(jī)的攪拌筒中，先拌勻，然后再加入已溶有減水劑、早強(qiáng)劑的水，不斷攪拌5～10min，形成均勻漿體。配制好的漿體應(yīng)在30min內(nèi)用完，并且施工過程中應(yīng)不停攪拌，中途不得停機(jī)。

(8)壓漿灌注壓力為1.5～2.0MPa，灌漿作業(yè)先從沉陷量大的地方開始，逐步由大到小，當(dāng)相鄰孔或接縫中冒漿，或所灌孔段在30min內(nèi)(帷幕灌漿自上而下采用60min)，吸漿量一直小于0.4L/min，即可結(jié)束這一段的灌漿。每灌完一孔應(yīng)用木楔堵孔至漿體初凝，再撥出木塞，用高標(biāo)號(hào)砂漿封孔、抹平。灌漿過程中，必須根據(jù)吸漿量的變化情況及時(shí)地調(diào)整漿液的濃度，稀漿流動(dòng)性好，但會(huì)擴(kuò)散到灌漿范圍外，造成浪費(fèi)，而且凝固時(shí)收縮大使水泥石與巖石縫面脫開，防滲和固結(jié)質(zhì)量降低;稠漿流動(dòng)性差，擴(kuò)散范圍小，細(xì)小裂縫灌不進(jìn)去，但凝固時(shí)收縮小，與縫面粘結(jié)好，防滲、固結(jié)質(zhì)量相對(duì)提高。灌漿過程應(yīng)從稀漿開始，使細(xì)裂縫首先灌滿，而后逐級(jí)變濃，充填更大的裂隙。這種由稀到濃的方式，灌漿的整體質(zhì)量最好。

(9)最后是清理現(xiàn)場(chǎng)→封閉交通養(yǎng)生→開放交通。灌漿下的漿體經(jīng)過硬化(一般需要3～4d)，達(dá)到通車強(qiáng)度才可開放交通。

3.2.2 混凝土路面板接縫和裂縫的灌注

混凝土面板底進(jìn)行壓漿后，對(duì)面板脫空進(jìn)行了填充，但面板下細(xì)小的間隙很難達(dá)到充實(shí)，如果對(duì)接縫不及時(shí)灌縫，地面水一旦滲入基層，經(jīng)車輛行駛一段時(shí)間，仍會(huì)出現(xiàn)唧泥現(xiàn)象，所以對(duì)面板的接縫及時(shí)灌縫，是防止唧泥有的效方法。由于條件限制，對(duì)S267線的接縫及裂縫我們用鎌刀先將縫里的沙、石、雜物徹底清除，對(duì)于縫大于1.5cm的，用瀝青填縫料填縫和瀝青填灌。做到灌縫飽滿不漏灌，灌縫后要等瀝青固化后才開放交通，以保質(zhì)量。

3.2.3 縱引導(dǎo)流，橫向疏排水

設(shè)置排水設(shè)施是彌補(bǔ)因設(shè)計(jì)、施工或基層材料選用不合理，致使面板的縱橫縫產(chǎn)生唧泥病害的一種有效措施。壓漿之后，鋪設(shè)盲溝，實(shí)施縱引導(dǎo)流，橫向疏排水措施，盲溝沿線縱向設(shè)在混凝土路面與非機(jī)動(dòng)車道交接處，橫向每隔15m設(shè)置橫向盲溝將水排出路堤之外。

4 效果分析與評(píng)價(jià)

工程竣工后，經(jīng)過三個(gè)多月連續(xù)雨天的考驗(yàn)，基本上無唧漿現(xiàn)象，排水系統(tǒng)正常運(yùn)作。裂縫不再發(fā)育。平均彎沉值由原來的17.82(0.01mm)下降到 10.8(0.01mm)，彎沉的均方由11.84(0.01mm)縮小到3.06(0.01mm)彎沉值明顯變小?；炷涟宓氖芰ψ兊眠B續(xù)均勻，灌縫瀝青不再松脫。

5 結(jié)束語

灌漿是一種治理混凝土路面裂縫病害切實(shí)可行的技術(shù)。灌漿膠凝性好，結(jié)石強(qiáng)度高，施工方便、成本低、見效快、操作簡(jiǎn)便、對(duì)交通影響少、受自然因素影響小等優(yōu)點(diǎn)。通過工程實(shí)例，證明灌漿是公路小修保養(yǎng)方法有效的補(bǔ)充。因此，只有合理使用灌漿處治，才會(huì)得到好的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 傅智，金志強(qiáng).水泥混凝土路面施工與養(yǎng)護(hù)技術(shù)[M].人民交通出版社，2004.

[2] 董瑞餛，孫立軍，彭勇，等.基于瀝青路面功能性能的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)指標(biāo)[J]..地下空間與工程學(xué)報(bào)，2005，(4).