【摘要】江漢石油管理局在2008年對主干道進行了瀝青砼攤鋪，為了確保瀝青砼道路的使用質(zhì)量與壽命，在攤鋪前對原混凝土板進行了檢測修復(fù)，破壞嚴重的板塊采取換板重建，對于受損較輕的板塊首次引用了壓漿處理的技術(shù)，從經(jīng)濟的角度評價了壓漿技術(shù)的可行性。
　　【關(guān)鍵詞】江漢油田；壓漿技術(shù)；水泥混凝土路面；脫空分析；壓漿處治
　　前言
　　江漢油田主干道建成于1998年，全長9.6公里，總面積約20.9萬平方米，原路面為混凝土路面，此路面結(jié)構(gòu)是我國公路路面主要形式之一，此路面接縫較多，對超載較為敏感，易發(fā)生裂縫、唧泥、脫空等先期病害，從而導(dǎo)致路面的破損。相對而言，瀝青砼道路具有耐用、舒適、耐磨、噪音低、環(huán)保、養(yǎng)護維修簡便的特點。筆者參加了江漢油田主干道水泥混凝土路面維修工程的全面施工過程，借鑒了國內(nèi)高速公路壓漿技術(shù)的良好經(jīng)驗，采用壓漿技術(shù)處治原水泥混凝土路面，并按照施工技術(shù)規(guī)范對各施工項目進行了檢測，在室內(nèi)對漿液的配合比進行了對比實驗，該技術(shù)在主干道維修工程中取得了良好的應(yīng)用效果。
　　1水泥混凝土路面損壞的主要現(xiàn)象及原因
　　水泥混凝土道路損壞有裂縫、唧泥、脫空等現(xiàn)象，其中唧泥和脫空是兩種主要現(xiàn)象，唧泥和脫空病害的產(chǎn)生有其內(nèi)在因素和外界因素：內(nèi)在因素是基層本身的質(zhì)量、組成以及混凝土面板接縫狀況；外界因素則是汽車荷載和氣候變化。我國路面基（墊）層材料一般都選用穩(wěn)定類集料，其模量遠小于混凝土面層的模量。水泥混凝土路面在重車荷載的反復(fù)作用下，板下基（墊）層將產(chǎn)生累積塑性變形，使混凝土板的局部范圍不再與基層保持連續(xù)接觸，于是水泥混凝土路面板底與基（墊）層之間將出現(xiàn)微小的空隙，即出現(xiàn)了板下局部脫空，或稱為原始脫空區(qū)。同時溫度、濕度的變化，以及板內(nèi)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(chǔ)之間的分離，形成板底脫空。脫空的出現(xiàn)又為水的浸入創(chuàng)造了條件，當(dāng)路面接縫或裂縫養(yǎng)護不及時，雨水從破損處侵入基層，滲入的水將在板下形成積水。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(xiàn)進一步加劇了板底的脫空。這樣周而復(fù)始，惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致路面的損壞。
　　2脫空板判定方法
　　江漢油田主干道前期主要對路面脫空進行判定修補，從而使路基達到設(shè)計強度。脫空板可采用人工觀察法、彎沉測定法等方法來判定。
　　2.1人工觀察法
　　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(dāng)重車行過，能感到混凝土板有豎直位移時，或下雨之后，有明顯唧泥現(xiàn)象的板塊，認為是脫空。綜合所述脫空板塊的人工判定可用以下三種方法：
　　（1）下雨之后產(chǎn)生唧泥現(xiàn)象的板塊一律視為脫空板塊。
　　（2）人站在板邊接縫處，當(dāng)重型車輛駛過時，能感覺到兩板之間相對垂直位移。
　　（3）當(dāng)重車行過，人站在板邊能聽到空洞聲。
　　這種方法的缺點是主觀性強，即便是有經(jīng)驗的工程師也不能避免錯判、漏判。
　　2.2彎沉測定法
　　彎沉測定法是測試板角彎沉，彎沉值如果超過某一限值，即認為板塊存在脫空。我國交通部行業(yè)標準《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTJ073.1-2001）（以下簡稱《規(guī)范》）中也明確規(guī)定水泥混凝土面板脫空位置的確定可采用彎沉測定法。油田建設(shè)單位要求采用彎沉指標來確定脫空板。測定時，首先選取水泥混凝土面板荷載最不利作用位置作為檢測點，宜選取橫縫及縱縫附近的點。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）。將一臺彎沉儀置于主點，即測定車的輪隙中間；另一臺彎沉儀置于副點處。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。根據(jù)我國公路修建狀況和檢測儀器的實際情況，有關(guān)專家推薦凡彎沉值超過0.2mm的，應(yīng)確定為面板脫空（詳見規(guī)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，均認為板底出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。
　　3、壓漿加固過程分析
　　在現(xiàn)有混凝土路面設(shè)計理論中，我們把混凝土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）。同時混凝土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(yīng)力都較小。而一旦脫空，板角處由于基礎(chǔ)支撐的喪失處于懸臂狀態(tài)，板內(nèi)將產(chǎn)生過大的應(yīng)力、剪力，混凝土板很快達到極限壽命。水泥混凝土面板壓漿是通過注漿管，施加一定壓力將漿液均勻注入板底空隙、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(jù)其位置，經(jīng)人工控制一段時間后，漿液將原來的松散顆粒或裂隙膠結(jié)為整體，形成一個良好的“結(jié)石體”。壓漿改善了板底原有受力狀態(tài)，恢復(fù)板體與地基的連續(xù)性，達到加固基礎(chǔ)，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7.07×7.07×7.07cm立方體試件，標準養(yǎng)護7d，其抗壓強度應(yīng)到5MPa以上。漿體應(yīng)具有良好的可泵性、和易性、保水性，漿體過稠不能均勻布滿板底空隙，漿體過稀，干縮性大。在施工中，筆者認為防止?jié){體的干縮，漿液中宜摻加一定量膨脹劑。流動度是影響可灌性的主要因素，一般流動度越高，可灌性就越好。由于在現(xiàn)行規(guī)范中未對此做明確規(guī)定，參照預(yù)制梁板壓漿施工經(jīng)驗，采用水泥漿稠度試驗漏斗（體積1725ml±5ml），以漿體自由全部流完的時間作為流動度來控制（詳見《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2000）。根據(jù)室內(nèi)試驗得出，在室溫條件下，純水的流出時間為8s。表1列出了在標準條件下，不同水灰比、不同材料配比之間的流動度結(jié)果及試件強度。從表中可發(fā)現(xiàn)水泥凈漿不管摻或不摻減水劑，其流動性都比相同條件下水泥粉煤灰漿體的流動性要好。
　　3.2漿液配比試驗
　　從下表1中可看出，在相同水灰比的情況下，流動性隨著水泥與粉煤灰的比例產(chǎn)生變化。同時，粉煤灰比例也影響水泥漿的后期強度。在相同條件下，水灰比越大，則漿體的強度會逐漸降低，因此，不宜采用過大的水灰比；根據(jù)上述試驗結(jié)果，在施工中采用的漿液配比為：水泥﹕粉煤灰﹕水﹕早強劑=1﹕0.5﹕0.7：0.5%，在取得大流動性的前提下，保證了漿液的強度。
　　
　　
　　
　　
　　漿液流動度及力學(xué)實驗指標
　　表1

                             
　　4壓漿技術(shù)的實施
　　4.1鉆孔：確定壓漿位置后，便可以進行鉆孔。首先布孔，如果周邊連續(xù)有四塊板以上需要壓漿，則每塊板布2孔即可，2~4塊板需要壓漿者，則每塊板需要布3孔，1~2塊板需要壓漿者，則每塊板需要布4孔，壓漿孔大小應(yīng)和灌注嘴大小一致，一般為5cm左右（見圖1）。鉆孔深度要穿過混凝土板到達路基，至空虛處為止，但深度不得超過70cm.。
　　4.2壓漿：先打開壓力泵，使其壓力均勻增加到0.8Mpa左右，最大壓力只能控制在1.5Mpa，并停留3~5分鐘。壓漿時應(yīng)先從板面兩側(cè)孔洞開始施工，然后再施工板面中間的孔洞，以有利于灌縫密實。如發(fā)現(xiàn)灰漿從其它孔洞中或從路面板兩側(cè)縮縫和四周其它板縫擠出時，說明灰漿已灌縫，應(yīng)關(guān)閉壓力泵，將壓漿機移至另一孔洞繼續(xù)進行壓漿。每孔壓漿完畢15分鐘后，孔中的漿體要與板面抹平，不必另外封堵材料。為了使灌縫的漿體能正常硬化和強度增加，壓漿的整體板面以及周圍板縫冒漿的相關(guān)板面應(yīng)在24小時內(nèi)禁止車輛通行，以確保壓漿質(zhì)量及效果。
　　
　　                

                                                                                    壓漿現(xiàn)場鉆孔照片

                    
　　注：D為鉆直徑 L為板長b為板寬單位cm
　　圖1解布孔圖形（二孔、三孔、四孔）
　　5壓漿效果評定
　　壓漿后，應(yīng)在7d齡期后，再次測量主點彎沉值和副點彎沉值。當(dāng)主點或差異彎沉值均低于設(shè)計要求值時，可認為壓漿效果已經(jīng)達到，如強度達不到設(shè)計要求，可進行二次壓漿。油田主干道試驗段壓漿前后彎沉資料見表2（單位：mm）。表2中壓漿前數(shù)值均大于控制指標，認為板底出現(xiàn)脫空，需壓漿處治。從檢測資料可看出，原混凝土面板通過壓漿提高了板底承載力。
　　江漢油田主干道試驗段壓漿前后彎沉對照表
　　表2

                   
　　6經(jīng)濟效益評價
　　壓漿處治舊水泥混凝土路面早中期破壞與“換板”相比最大的優(yōu)點就是利用原路面板。其直接成本隨脫空情況及處治目的不同而不同，一般介于（20~50）元/m2左右。“換板”翻修混凝土路面成本一般需（110~140）元/m2左右。與后者相比，前者的直接成本明顯低。壓漿作為一種治理混凝土路面病害、及時可行的科學(xué)養(yǎng)護技術(shù)，具有成本低，見效快，操作簡便，對車輛行駛影響小，受自然因素影響小等優(yōu)點。在公路施工和養(yǎng)護工程中，具有可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。
　　7、結(jié)束語
　　7.1傳統(tǒng)的“換板”處治，在破碎時由于操作人員的失誤或連接桿的傳遞影響，可能造成相臨混凝土板塊不同程度的松動或破損，處治一處病害又出現(xiàn)多處新的病害，且只能改善板本身狀態(tài)，正是所謂的“治標不治本”，其實大多數(shù)破損板本身的質(zhì)量良好，病害原因主要是由于下承層造成的。通過壓漿壓力可把漿液滲透到相鄰混凝土板下，起到壓漿一塊板同時加固相鄰幾塊板的作用，大大降低了成本。
　　7.2壓漿技術(shù)作為一種新型的加固技術(shù)，由于其處治質(zhì)量主要控制指標——彎沉與舊板加鋪瀝青混凝土面層的設(shè)計指標相吻合，具有一定科學(xué)性，所以適用于舊板加罩瀝青面層的加固處治。同時可廣泛地使用到公路施工其他方面，如：軟土地基處理、機場路加固等。
　　7.3壓漿技術(shù)在防止水泥路面的早中期破壞中有著積極作用，尤其在道路路面養(yǎng)護中的運用，體現(xiàn)了養(yǎng)護工作“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的特點。在水泥路面板尚未破損時，板底壓漿技術(shù)成本底、效果好、通車快，能有效延長路面使用壽命。隨著壓漿技術(shù)的不斷運用與推廣，將進一步取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
　　
　　參考文獻:
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