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      非開挖式注漿加固技術(shù)在舊水泥混凝土路面病害處治中的應(yīng)用

      2015-11-04 06:22:16林燕華
      建材與裝飾 2015年30期
      關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)層面板注漿

      林燕華

      (莆田荔城區(qū)交通建設(shè)開發(fā)有限公司 351100)

      非開挖式注漿加固技術(shù)在舊水泥混凝土路面病害處治中的應(yīng)用

      林燕華

      (莆田荔城區(qū)交通建設(shè)開發(fā)有限公司351100)

      針對(duì)水泥混凝土路面產(chǎn)生的面板裂隙、板角出現(xiàn)斷裂、錯(cuò)臺(tái)等病害,首先分析舊水泥混凝土路面上病害產(chǎn)生原因,注漿處治病害的原理,根據(jù)CD型地聚合物材料具有滲透性和流動(dòng)性好,強(qiáng)度增長快等特點(diǎn),在省道S202線路面改造過程中舊板病害的處治,實(shí)踐表明:采用CD型地聚合物注漿后,顯著提高舊路面承載能力,基本實(shí)現(xiàn)消除路面結(jié)構(gòu)內(nèi)缺陷。

      水泥混凝土;路面病害;CD型地聚合物注漿;非開挖式結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)

      1 概述

      隨著城市建設(shè)快速發(fā)展,城區(qū)交通量迅速增長,使得道路路面病害問題日益凸現(xiàn)。水泥混凝土路面病害主要表現(xiàn)為面板出現(xiàn)裂隙、板角出現(xiàn)斷裂、錯(cuò)臺(tái)等。路面病害的產(chǎn)生不僅影響行車舒適性及安全性,而且裂縫的擴(kuò)展和滲水會(huì)使路面結(jié)構(gòu)損壞逐漸加重。傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)維修方法是:挖除舊水泥混凝土面板,然后對(duì)基層或路基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)后重新?lián)Q板。該處治方法的缺陷是:無法利用舊路的殘余強(qiáng)度和材料,且由于小面積修補(bǔ)施工存在壓實(shí)度不足、影響臨近板塊等,修補(bǔ)后路面使用壽命無法達(dá)到預(yù)期效果,同時(shí)維修時(shí)間長、干擾道路交通大。[1~2]

      為此,尋找一種非開挖、迅速開放交通、具有良好效益的維修方法顯得尤為重要。本文選取莆田市省道S202線K479+540~K479+720段,由西安長大公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)有限公司開發(fā)具有流動(dòng)性和滲透性好、早期強(qiáng)度高的CD型地聚合物注漿材料,采用非開挖式注漿加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù),有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)維修處治方法的不足。

      2 試驗(yàn)段工程概況

      省道S202線K479+540~K479+720路段舊水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)為:22cm水泥混凝土面層+15cm水泥穩(wěn)定碎石基層。多年通車運(yùn)行后面板出現(xiàn)裂隙、板角出現(xiàn)斷裂、錯(cuò)臺(tái)等病害,影響車輛正常行駛。鑒于本路段交通量較大,路面處治時(shí),封閉交通時(shí)間不宜過長的特點(diǎn),因此采用CD型地聚合物注漿處理路面病害,旨在有效解決上述傳統(tǒng)處治方法的難題,同時(shí)驗(yàn)證該處治方法的可行性和有效性。

      3 水泥混凝土路面病害成因分析

      通過現(xiàn)場查勘省道S202線K479+540~K479+720路面病害形式,發(fā)現(xiàn)原舊水泥路面板底脫空、路基承載能力不足是引起該段路面病害的主要原因。地基在動(dòng)力荷載的作用下失穩(wěn)和震陷,僅僅修復(fù)破損的路面并不能使病害得到根治,修復(fù)后的路面使用一段時(shí)間后,裂縫、錯(cuò)臺(tái)等病害會(huì)再次出現(xiàn),因此必須對(duì)軟弱的地基進(jìn)行加固。[1]

      4 舊水泥路面非開挖式注漿加固技術(shù)處治原理與CD型地聚合物材料

      4.1舊水泥路面非開挖式注漿加固技術(shù)

      注漿法(或稱灌漿法)是通過注漿管把漿液均勻地注入土層或路面結(jié)構(gòu)層中,通過裂縫滲透、填充、壓密、擴(kuò)張擠走路基、基層結(jié)構(gòu)土體縫隙內(nèi)的積水和空氣,將原來松散的土?;蛄严赌z結(jié)成一個(gè)整體,形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性良好的漿脈。[3]

      因此,注漿法處治水泥混凝土路面病害具有以下特點(diǎn):①注漿應(yīng)消除水泥混凝土面板板底脫空;②結(jié)構(gòu)層裂縫、孔隙較小,注漿材料應(yīng)具有很好的滲透性、流動(dòng)度,方能滲透、填充結(jié)構(gòu)層內(nèi)孔隙;③注漿壓力不能太大,防止造成瀝青加鋪面層拱起;④注漿材料早期強(qiáng)度上升需較快,縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間,減小交通干擾。[4]

      4.2CD型地聚合物注漿材料

      CD型地聚合物注漿材料具有如下特點(diǎn):超高流動(dòng)性與滲透性、激活基層或路基填土中的惰性材料、抗水沖刷能力強(qiáng)、強(qiáng)度高。20℃下水灰比為0.34時(shí),CD型地聚合物注漿材料的性能見表1。

      表1 CD型地聚合物注漿材料性能

      5 注漿處治施工工藝與效果

      5.1施工工藝

      圖1 水泥混凝土路面病害注漿處治施工工序圖

      (1)彎沉檢測:采用貝克曼梁彎沉儀或FWD落錘式彎沉儀進(jìn)行施工前全面檢測。

      (2)注漿區(qū)域確定:根據(jù)彎沉檢測結(jié)果,在彎沉值無法滿足設(shè)計(jì)要求的位置,確定為注漿處治范圍,并對(duì)注漿區(qū)域進(jìn)行噴漆標(biāo)定。

      (3)定孔:在標(biāo)定好的注漿區(qū)域內(nèi)按照梅花狀或矩形狀布設(shè)注漿孔,在彎沉值較大區(qū)域可適當(dāng)增加1~2孔。注漿孔距為1.0~2.0m,排距為1.5m,現(xiàn)場布孔時(shí)可作適當(dāng)調(diào)整,孔位調(diào)整間距應(yīng)小于30cm。

      圖2 梅花樁注漿孔與矩形樁注漿孔布設(shè)示意圖

      (4)鉆孔:使用直徑φ16mm的鉆頭,嚴(yán)格按照標(biāo)注的孔位進(jìn)行鉆孔,鉆孔深度穿透舊水泥面板與舊水泥混凝土路面基層直至路床頂面。為防止鉆孔深度不足或過深,可以在鉆桿上進(jìn)行鉆孔深度位置標(biāo)記。

      (5)清孔:鉆孔時(shí),應(yīng)及時(shí)用工具將孔周圍鉆桿帶出的灰塵粉末清掃干凈;并用吹塵機(jī)或小型空壓機(jī)通孔,將孔內(nèi)和孔周圍灰塵吹凈。

      (6)制漿:CD型地聚合物注漿料需嚴(yán)格按照水灰比進(jìn)行混合攪拌。試驗(yàn)段CD型地聚物注漿混合料水灰比為0.32~0.34。

      (7)注漿:注漿孔清孔完畢后,安裝注漿管與注漿頭;將注漿頭放置在塑料桶中啟動(dòng)注漿設(shè)備,調(diào)整壓力至設(shè)計(jì)注漿壓力(1.5MPa)并進(jìn)行試注觀測;注漿頭置入注漿孔并密封嚴(yán)實(shí);開啟注漿泵,穩(wěn)壓態(tài)注漿,待注漿壓力上升超過設(shè)計(jì)注漿壓力1.5MPa時(shí),或注漿設(shè)備活塞停止5s以上時(shí),或路面抬升立即停止注漿,拔出注漿頭,移至下一孔。

      (8)封孔:注漿作業(yè)結(jié)束后,及時(shí)用木塞封閉注漿時(shí)的冒漿孔,并擦洗注漿孔周邊溢出的漿液。

      (9)養(yǎng)護(hù):注漿板塊的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不低于24h,注漿量比較大的面板,要根據(jù)天氣情況適當(dāng)增加養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

      (10)開放交通:待養(yǎng)護(hù)時(shí)間滿足要求后,開放本施工單元。

      5.2效果分析

      通過對(duì)試驗(yàn)段路面聚合物注漿處治施工,結(jié)合施工前后貝克曼梁彎沉檢測數(shù)據(jù),分析注漿處治路面病害的效果。

      注漿施工前后貝克曼梁彎沉檢測結(jié)果分類統(tǒng)計(jì)如表2~3所示。

      表2 施工前后彎沉分類統(tǒng)計(jì)記錄表

      由表2、表3和可知:

      (1)注漿后路面結(jié)構(gòu)承載能力和均勻性顯著提高:施工前試驗(yàn)路段板角彎沉值大于20(0.01mm)的占64%,注漿施工后板角彎沉值全部小于20(0.01mm),注漿后的彎沉值下降了約70%,彎沉均勻性也得到了顯著地提高。

      (2)注漿量狀況:施工前檢測彎沉值較小的點(diǎn),在設(shè)計(jì)注漿壓力下(注漿最大控制壓力為1.5MPa)注漿時(shí)間較短(單孔最短注漿時(shí)間少于1min)出現(xiàn)冒漿,表明路面結(jié)構(gòu)層間病害較小;施工前檢測彎沉值較大的點(diǎn)在設(shè)計(jì)注漿壓力下(注漿最大控制壓力為1.5MPa)注漿時(shí)間較長(單孔最長注漿時(shí)間超過1h)注漿量較多。

      表3 注漿施工前后彎沉值變化

      6 結(jié)論

      (1)試驗(yàn)段路面通過CD型地聚合物注漿處治后,彎沉值降低約70%,彎沉均勻性得到顯著提高,實(shí)現(xiàn)非開挖式結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)與病害處治的預(yù)期目的。

      (2)采用CD型地聚合物注漿加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù),處理舊水泥混凝土路面病害,可穩(wěn)定水泥混凝土板塊,填充結(jié)構(gòu)層空洞和補(bǔ)強(qiáng)路基等效果,將顯著提高路面結(jié)構(gòu)的承載能力,具有可行性和有效性,可在其它類似工程推廣應(yīng)用。

      [1]李娜,張良.均道路維修注漿材料研究進(jìn)展[J].土工基礎(chǔ),2011,25(2).

      [2]魏新江.地基處理[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,2007.

      [3]茍希德.灌縫技術(shù)在路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用[J].青海交通科技,2010.

      [4]曹洋.板底脫空注漿按求在水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2006,12.

      U418.6

      A

      1673-0038(2015)30-0284-02

      2015-7-12

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