水泥混凝土路面板底脫空檢測及注漿處治技術(shù)

水泥混凝土路面板底脫空檢測及注漿處

治技術(shù)摘要：水泥混凝土路面易隨使用時(shí)間的延長而逐步顯現(xiàn)出病害，其中以面板板底脫空較為典型，若缺乏行之有效的處治措施，則容易誘發(fā)更為嚴(yán)重的問題。鑒于此，文章結(jié)合工程實(shí)例，圍繞路面板底脫空檢測及處治技術(shù)展開探討，提出一些作業(yè)要點(diǎn)，以期起到拋磚引玉的作用。關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面；板底脫空；檢測；處治技術(shù)受車輛荷載、雨水侵蝕、日曬等多重因素的作用，水泥混凝土路面的穩(wěn)定性受到影響，例如局部混凝土板底無法與基層形成緊密貼合的接觸關(guān)系，從而出現(xiàn)板底脫空的情況，其會(huì)嚴(yán)重影響路面的穩(wěn)定性，后續(xù)也將出現(xiàn)更為明顯的破壞，不利于車輛的安全通行，因此需要做好檢測工作，根據(jù)所掌握的病害信息采取合適的處治技術(shù)。1工程概況某公路路基寬度17m，水泥混凝土路面寬度14m，是連接長沙和湘陰的重要陸域通道，具有交通流量較大、車輛荷載作用明顯的特點(diǎn)。隨使用時(shí)間的延長，水泥混凝土路面問題逐步顯現(xiàn)，其中以斷裂類病害為主，細(xì)分為交叉裂縫、縱橫斜向裂縫、角隅斷裂，幾乎占到總板數(shù)的50%，并且具有超車道病害更為嚴(yán)重的特點(diǎn)，亟需采取有效的處治技術(shù)，使病害部位恢復(fù)正常狀態(tài)。2脫空檢測方法脫空檢測采用貝克曼梁彎沉檢測法，逐塊有序開展測試工作，確定各部分的彎沉值，根據(jù)實(shí)測結(jié)果判斷板體是否有脫空問題。以板角彎沉值為主要的判斷依據(jù)，待實(shí)測值大于12時(shí)則視為脫空板，需根據(jù)實(shí)際情況合理采用注漿加固處理技術(shù)。技術(shù)人員對6405塊板組織檢測，發(fā)現(xiàn)左幅、右幅脫空比例分別達(dá)到44.1%、47.2%。通常，脫空率達(dá)到15%?20%便要組織處治工作，而實(shí)測結(jié)果表明，左幅和右幅的脫空比例均超過該值，因此需對舊路面所存在的病害做針對性的處治。3板底脫空的主要原因面板底部有脫空問題，其主要原因體現(xiàn)在如下四個(gè)方面：3.1板底材料發(fā)生塑性變形受車輛荷載的持續(xù)性作用，板底材料發(fā)生塑性變形，盡管車輛通過后不再對水泥混凝土板帶來荷載作用，但其產(chǎn)生的塑性變形難以有效恢復(fù)。長此以往，逐步出現(xiàn)局部支撐條件弱化乃至脫空的問題。3.2雨水的下滲與沖刷雨水會(huì)對路面帶來侵蝕作用，其會(huì)經(jīng)由路面的接縫以及現(xiàn)有的裂縫向下滲透，逐步轉(zhuǎn)移到基層的薄弱部位以及脫空部位，從而帶來水損害問題。在行車荷載的作用下，該部分積水將沖刷基層，進(jìn)一步加劇水泥混凝土板板底的惡化程度，顯現(xiàn)出大面積脫空的問題。不僅于此，車輛的動(dòng)載效應(yīng)也會(huì)造成明顯的影響，其迫使水分?jǐn)y帶路基材料共同向裂縫中擠出，即出現(xiàn)唧泥病害。3.3結(jié)構(gòu)接縫較為薄弱水泥混凝土路面存在較多的接縫，其會(huì)成為雨水等外部水體滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的通道，由此影響結(jié)構(gòu)的完整性。并且，接縫處本就較為特殊，該部位的密封材料在外部條件的影響下將逐步失穩(wěn)，給雨水的侵入提供了“機(jī)會(huì)”，也會(huì)加重病害程度。3.4養(yǎng)護(hù)不到位以及維修不及時(shí)水泥混凝土路面施工后，未采取行之有效的養(yǎng)護(hù)措施，從源頭上埋下了質(zhì)量隱患。在后續(xù)的使用中，并未及時(shí)對細(xì)微的病害做有效的處理，隨時(shí)間的延長，出現(xiàn)板底脫空問題，而此時(shí)已經(jīng)產(chǎn)生較大的不良影響范圍，處治難度明顯加大。4板底脫空的處治技術(shù)立足于水泥混凝土板的問題，結(jié)合類似工程經(jīng)驗(yàn)，制定適用于板底脫空病害的處治方案，具體作如下分析。4.1施工機(jī)具的配套包含鉆孔機(jī)、壓漿泵、灰漿攪拌機(jī)、脹卡頭、水箱等，在使用前先對各類設(shè)備做詳細(xì)的檢驗(yàn)，判斷其運(yùn)行情況，若滿足要求則投入使用，否則予以維護(hù)。4.1.1鉆孔機(jī)具鉆機(jī)的選擇主要考慮的是運(yùn)行穩(wěn)定性和輕便化的要求，選用的是JHZ-2型鉆孔取芯機(jī)，其采用電力驅(qū)動(dòng)的方式。4.1.2壓漿泵壓漿泵的初始壓力需達(dá)到1.5MPa；輸送半徑不超過30m，壓漿管、排漿管的管徑分別為64mm、51mm；輸送量方面，單幅100m、含20塊，各作業(yè)班組的有效壓漿時(shí)間按4h考慮，為在指定工期內(nèi)完成壓漿作業(yè)，要求設(shè)備的輸送量需達(dá)到1.5m3/h以上，綜合考慮其他作業(yè)因素，做合適的選擇，宜采用輸漿量為3m3/h的壓漿泵。4.1.3灰漿攪拌機(jī)灰漿泵需具備攪拌和存儲的雙重功能，其工作效率為6m3/h。4.1.4脹卡頭膨脹卡是壓漿施工中不容或缺的輔助裝置，要求其最大外徑為107mm、內(nèi)孔直徑為38mm，最小旋緊力至少達(dá)到120KN?m。4.2壓漿材料根據(jù)壓漿施工要求，壓漿材料應(yīng)具有高強(qiáng)度、小收縮量的特點(diǎn)，按照水泥：粉煤灰:膨脹劑:早強(qiáng)劑:水=1.0:2.0:0.08:0.06:1.2的配比取用材料并予以充分的攪拌，制得均勻性較好的漿液。為改善漿液的性能（提高施工質(zhì)量、縮短時(shí)間），在制備漿液時(shí)摻入適量的早強(qiáng)型膨脹劑HEA，SN—II型高效減水劑。4.3施工前的準(zhǔn)備工作4.3.1脫空板的判斷混凝土路面斷板、破碎主要與唧泥、脫空有關(guān)。根據(jù)病害特點(diǎn)，需利用壓漿的方法予以處理。且需考慮到，即便是表面完整的混凝土板，其底部也有可能存在脫空的情況，而此時(shí)的判斷難度較大，在處治時(shí)易遺漏。對此，需采取外觀觀察和彎沉測試相綜合的方法，準(zhǔn)確判斷混凝土板是否存在板底脫空病害。雨后的觀察更為直觀，可直接判斷其是否有唧泥現(xiàn)象。對于無雨天氣，則需采取如下觀察方法：人站在板的邊緣，當(dāng)有重型車輛于該處通行時(shí)，則判斷其是否存在垂直位移以及翹動(dòng)的情況；相鄰板存在錯(cuò)臺問題時(shí)，位置較低的板通常存在脫空的情況。若不具備外觀檢查條件或是經(jīng)外觀檢查后難以做出準(zhǔn)確判斷時(shí)，則需測定四個(gè)邊角的彎沉值，對于實(shí)測值達(dá)到0.3mm以上的，則需采取壓漿處理措施。4.3.2鉆孔位置的確定及標(biāo)記板角部位的穩(wěn)定性相對較差，因此唧泥、脫空普遍最先出現(xiàn)在板角處，后續(xù)在外部因素的作用下，其沿著板的縱橫縫向周邊擴(kuò)展。因此，對于結(jié)構(gòu)完整或是僅存在輕微裂縫的板塊，可以在板角處鉆孔并壓漿，鉆孔處通常與邊角相距20?40cm。對于嚴(yán)重?cái)嗔巡⑶覕嗫p部位脫空的，則需擴(kuò)寬注漿處理范圍，對板角和斷縫兩個(gè)部分均做鉆孔壓漿處理，但由于邊角部位可能已經(jīng)存在支撐，因此不可過度減小鉆孔與邊角的距離，否則將損傷板體的完整性，同時(shí)難以將漿液壓入其中。對此，鉆孔與邊角的距離需增加至40?60cm。關(guān)于具體的鉆孔布置情況，如圖1所示。對于經(jīng)過挖補(bǔ)處理后的周邊板塊，也需要對其四角做壓漿處理。合理布設(shè)鉆孔位置至關(guān)重要，需由監(jiān)理人員和施工技術(shù)人員共同商討而定，主要考慮的是外觀檢查結(jié)果以及彎沉檢測結(jié)果，據(jù)此準(zhǔn)確確定唧泥脫空板，規(guī)劃鉆孔位置并做清晰的標(biāo)記。圖1鉆孔位置(cm)4.4板底壓漿4.4.1施工工藝流程鉆孔定位一正式鉆孔一制備漿液一壓漿處理一壓漿孔封堵一現(xiàn)場交通管控一彎沉檢測。4.4.2施工技術(shù)要點(diǎn)鉆孔定位：經(jīng)過外觀檢查以及彎沉檢測后，準(zhǔn)確確定唧泥脫空板，明確鉆孔位置后做詳細(xì)的標(biāo)記，以便后續(xù)在該處正式鉆孔。正式鉆孔：鉆孔采用的是取芯機(jī)，要求鉆入基層的深度達(dá)到1?3cm。隨鉆孔施工進(jìn)程的推進(jìn)，到達(dá)指定孔深后，利用海綿將聚集在孔內(nèi)的積水吸出，再進(jìn)一步利用空壓機(jī)向孔內(nèi)吹風(fēng)，以便清理殘留在孔中的雜物。制備漿液：以配合比為準(zhǔn)，取用適量的材料，在灰漿拌和機(jī)中做充分的攪拌處理，得到均勻性較好、性能穩(wěn)定的漿液。遵循隨拌隨用的原則，制備好的漿液需在30min內(nèi)使用完畢。壓漿處理：壓漿設(shè)備采用的是壓漿泵，全程的壓漿壓力穩(wěn)定在2.0?3.0MPa，期間密切觀察臨孔或接縫的狀態(tài)，若該處有溢將現(xiàn)象，則可以結(jié)束壓漿作業(yè)。對于存在溢漿現(xiàn)象的孔，則利用圓狀土塞做封堵處理。待壓漿頭拔出后，需及時(shí)利用木塞封堵壓漿孔，以免其出現(xiàn)漿液反流的情況。要求木塞保持3?5min，此后若無異常則拔出。壓漿孔封堵：用適量灰漿封堵壓漿孔，保證其具有嚴(yán)密性?，F(xiàn)場交通管控：壓漿后，漿液尚未完全凝固成型，因此需加強(qiáng)現(xiàn)場交通管控，禁止車輛通行；待灰漿實(shí)測強(qiáng)度超過5MPa后，可以開放交通。彎沉檢測：用貝克曼梁法復(fù)測回彈彎沉值，若實(shí)測值達(dá)到0.3mm以上，則需重新鉆孔并補(bǔ)壓，直至檢測結(jié)果可滿足要求為止。5壓漿效果檢驗(yàn)方法以及具體結(jié)果壓漿效果的檢驗(yàn)方法主要有如下幾種：直接觀察在重載車輛通過時(shí)脫空板的情況，即是否具有穩(wěn)定性。結(jié)果表明，經(jīng)過鉆孔、壓漿處理后，板的翹動(dòng)以及震動(dòng)幅度均大幅度降低，與此同時(shí)也不再出現(xiàn)明顯的垂直位移現(xiàn)象。利用鉆芯取樣的方法檢查，分別在距注漿孔0.5m、1.0m、1.5m、2.0m的位置取芯，準(zhǔn)確判斷芯底是否存在粘附灰漿的情況。用貝克曼梁法復(fù)測回彈彎沉值。從實(shí)測結(jié)果來看，彎沉值明顯降低，說明鉆孔、壓漿的處理方法可以取得較好的應(yīng)用效果。綜合各項(xiàng)檢查結(jié)果可知，壓漿效果良好，水泥混凝土板脫空的問題得到有效的解決，同時(shí)也說明項(xiàng)目所采取的病害處理方法具有可行性。6結(jié)語綜上所述，水泥混凝土路面板脫空是較為普遍的質(zhì)量問題，其會(huì)對公路的正常使用造成影響，例如車輛通行時(shí)的平順性不足。對此，必須明確病害的具體特點(diǎn)，采取可行的處治技術(shù)。通過本文的分析，提出水泥混凝土路面板脫空病害的檢測技術(shù)以及處治技