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灌漿技術處治舊水泥砼路面應用探討
摘要:水泥砼路面在使用過程中會產生諸多病害,本文嘗試通過對舊水泥砼路面板唧泥、脫空等砼路面主要病害的分析,提出采用灌漿技術來解決此類病害。并對脫空的確定、灌漿加固機理、實施等進行了較具體的先容和分析。從經濟的角度評價了灌漿技術的可行性。
關鍵詞:道路工程;水泥砼路面;脫空分析;灌漿處治;評定0前言
水泥砼路面是我國公路路面主要形式之一,在我國公路網構成中占有較大比重。它具有強度高、剛度大、受溫度影響小、使用壽命長等優點。但水泥砼路面接縫較多,對超載較為敏感,易發生脫空、唧泥、裂縫等先期病害,從而導致路面的破損。如何治理與預防脫空、唧泥等病害,搞好水泥砼路面的養護,延長公路的使用壽命,改善其通行能力,具有十分重要的意義。筆者參加了上海市某公路水泥砼路面改建工程試驗路段施工,采用灌漿技術處治原水泥砼路面,并對施工單位的各施工項目進行了跟蹤檢測,在室內對漿液的配合比進行了對比實驗。灌漿技術在該路段取得了良好的效果。
1水泥砼面板唧泥、脫空形成主要原因
唧泥和脫空病害的產生有其內在因素和外界因素:內在因素是基層本身的質量、組成以及砼面板接縫狀況;外界因素則是汽車荷載和天氣變化。我國路面基(墊)層材料一般都選用穩定類集料,其模量遠小于砼面層的模量。水泥砼路面在重車荷載的反復作用下,板下基(墊)層將產生累積塑性變形,使砼板的局部范圍不再與基層保持連續接觸,于是水泥砼路面板底與基(墊)層之間將出現微小的空隙,即出現了板下局部脫空,或稱為原始脫空區。同時溫度、濕度的變化,以及板內溫度的非線形分布,引起板向上或向下的翹曲,加速了板與基礎之間的分離,形成板底脫空。脫空的出現又為水的浸進創造了條件,當路面接縫或裂縫養護不及時,雨水從破損處侵進基層,滲透的水將在板下形成積水(自由水)。積水與基層材料中的細料形成泥漿,并沿面板接縫縫隙處噴濺出來,形成唧泥。唧泥的出現進一步加劇了板底的脫空。這樣周而復始,惡性循環,終極導致路面的損壞。2脫空板確定
2.1脫空板確定方法
脫空板可采用人工觀察法、彎沉測定法等方法來確定。人工觀察法是通過肉眼觀察接縫、裂縫、唧泥等情況初步判定脫空。當重車行過,能感到砼板有豎直位移時,或下雨之后,有明顯唧泥現象的板塊,以為是脫空。這種方法的缺點是主觀性強,即便是有經驗的工程師也不能避免錯判、漏判。彎沉測定法是測試板角彎沉,假如超過某一限值,即以為存在脫空。我國交通部行業標準《公路水泥砼路面養護技術規范》(jtj073.1-2001)(以下簡稱《規范》)中也明確規定水泥砼面板脫空位置的確定可采用彎沉測定法。
2.2檢測方法
上海某公路試驗段為一級公路,建于1997年,設計板厚24cm。主要采用彎沉指標來確定脫空板。首先選取水泥砼面板荷載最不利作用位置作為檢測點,宜選取橫縫及縱縫四周的點。采用兩臺5.4m長桿彎沉儀及bzz-100標準軸載 (后軸軸載為10t)測定車。檢測點分主點、副點。主點位于板橫縫前10cm,加卸載。副點在橫縫后10cm,無荷載(正常行車方向為前)。將一部彎沉儀置于主點,即測定車的輪隙中間;另一臺置于副點處。分別測定主、副點彎沉(按前進方向右輪測試)。右輪處于縱縫30cm左右。在《美國路面修復手冊》中規定,凡彎沉值超過0.635mm的,應確定為板塊脫空。根據我國公路修建狀況和檢測儀器的實際情況,有關專家推薦凡彎沉值超過0. 2mm的,應確定為面板脫空(詳見規范)。在本實驗路段,采用雙指標控制,即主點彎沉大于0.2mm或差異彎沉(主點-副點)大于0.06mm的,均以為板底可能出現脫空現象。3加固機理
在現有砼路面設計理論中,我們把砼板看作是小撓度彈性薄板,其假定條件是面板與地基間完全接觸(不脫空)。同時砼板是一種準脆性材料,抗壓強度高、抗彎拉性能差。在正常情況下,面板均勻支承時,無論荷載作用位置,應力都較小。而一旦脫空,板角處由于基礎支撐的喪失處于懸臂狀態,板內將產生過大的應力、剪力,砼板很快達到極限壽命。水泥砼面板灌漿是通過注漿管,施加一定壓力將漿液均勻注進板底空隙、板下基(墊)層中,以充填、滲透、擠密等方式,趕走板底、基層裂隙中的積水、空氣后占據其位置,經人工控制一段時間后,漿液將原來的疏松顆;蛄严赌z結為整體,形成一個良好的“結石體”。灌漿改善了板底原有受力狀態,恢復板體與地基的連續性。達到加固基礎,治理病害的目的。
3.1漿液材料基本要求
常用的水泥漿材料包括:水泥、粉煤灰、水、外加劑等。將漿體制成7.07
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