用水泥乳化沥青灌浆材料治理板底脱空
CRTS II型板水泥乳化沥青灌浆施工技术
CRTS II型板水泥乳化沥青灌浆施工技术摘要：从施工准备、砂浆拌和、轨道板填充缝湿润、表面明水去除、封边及排气孔设置、底座预湿以及沥青砂浆灌注等施工工艺论述了水泥乳化沥青灌浆施工技术要点。
关键词：乳化沥青灌浆CRTSⅡ型板引言水泥乳化沥青砂浆在CRTS II型板中的应用是用于调整垫层将预制轨道板铺设在现场摊铺的支承层或现浇混凝土底座上，水泥乳化沥青砂浆垫层为承上启下的关键结构，可起到填充、支撑、承力、传力并可提供适当弹韧性，施工中是将具有高流动性和匀质性的水泥乳化沥青砂浆通过轨道板间的灌浆孔注入经过清洗、通气和封边处理后的轨道板与底座间隙内，最终施工质量与原材料和砂浆自身性能以及施工现场准备情况、施工工艺等有关，因此研究该施工技术对保证施工质量具有实际意义。
1 CRTS II型板乳化沥青灌浆技术1.1 施工准备由于轨道板底面质量奖影响砂浆的灌注质量，若轨道板地面坑洼不平则易导致砂浆灌注不充盈，底面拉毛过深则会增大砂浆与轨道板底面摩擦而产生大量气泡，若轨道板缺棱掉角则会造成封边不严而导致漏浆；为防止灌注水泥乳化沥青砂浆时板面上浮应对轨道板压紧装置进行精调，将固定装置安装于轨道板两端中间，若曲线位置超高达45mm及超过时则应在轨道板两侧中间部位增设固定装置，锚固深度应为100-150mm，一般采用锚固剂锚固，并应保证锚固后的锚杆处于垂直状态，待灌注完成后应将压紧装置拆除。
1.2 乳化沥青砂浆的拌合严格按照配合比用电子计量系统对原材料进行称量，并应对计量系统校核后方可使用，使用中每周应对计量器具至少校核一次，并采用专用设备进行拌合，在拌合前应检查原材料温度，若温度不满足要求则不允许进行搅拌，在投加干料时应先检查干料是否受潮，施工中应在加料口设置筛网以免大颗粒进入而破坏搅拌车的计量系统和循环系统，沥青加料时应先用清水对加料泵及管道冲洗，之后用乳化沥青冲洗后方可进行加料，以免内部杂质的化学性质改变沥青的品质；在炎热或寒冷季节拌合时应采取相应的温控措施以保证拌合物的温度。
试论高速公路水泥混凝土路面板底脱空的原因及处理措施
试论高速公路水泥混凝土路面板底脱空的原因及处理措施水泥混凝土路面在我国大路路面中占有很大一部分，虽然它具有强度高、较少受气候温差等影响，寿命比较长的优势，然而由于其接缝多，长期经受超载车辆的碾压极简单易发生断板、脱空、唧泥等问题，从而使水泥混凝土路面常消失破损等状况。
针对本文在充分分析水泥混凝土路面脱空与唧泥等问题的现象及缘由绽开分析，拟用灌浆技术来解决此类问题，并赐予具体的介绍。
1、造成水泥混凝土路面板底脱空以及唧泥问题产生的缘由.造成脱空的缘由有内外两个方面：内在因素是高速大路本身使用年限比较长，而在其建筑过程中对其质量的把握状况，如基层本身的组成结构及质量，以及水泥混凝土面板的接缝状况;外界因素则是汽车荷载和气候变化。
在我国，水泥混凝土大路常规施工方案是在其基层使用稳定类集料，这就与水泥砼路面产生了肯定的重力差，在路面没有过大的压力的时候，这种结构支配是很稳定的，然而压力一旦大于水泥砼路面与基层之间的压力时，水泥混凝土功力的基层结构就会发生变形，水泥砼路面与基层之间消失悬空或脱空，加之自然环境温度湿度的变化影响，水泥砼板面与基层板之间的温度不能保持全都，由此进一步加重脱空问题。
唧泥问题随之产生：由于脱空导致水的灌入，在路面缝隙养护修理工作不到位的情形下，基层材料的破损状况更加严峻。
积水与基层材料中的沙土等细碎物质混合成泥浆，从路面缝隙中喷涌出来，这又造成了板底脱空问题的加剧。
而板底灌浆旨在将板内已脱空部位用质量过硬的砂浆进行重新填充，使原有破裂板层重新粘结在一起，加固大路基层的稳定性，并重新支撑起表层水泥混凝土路面，从而解决因车辆重压造成的路面破坏问题。
2、高速大路水泥混凝土路面板底脱空及唧泥问题的处理措施(1)板底填充浆液材料基本要求常用的水泥浆材料包括：水泥、粉煤灰、水、外加剂等。
将浆体制成7.07×7.07×7.07cm立方体试件，标准养护7d，其抗压强度应到5MPa以上。
试论高速公路水泥混凝土路面板底脱空的原因及处理措施
没有 过大 的压 力的时候 ，这种结 构安排 是很稳 定 的 ，然而压 力一 旦大 于水 泥砼路面 与基层之 间的压力 时 ，水 泥混 凝土功 力的基层 结构 就会 度湿度 的变化影 响 ，水泥砼 板面 与基层板 之 间的温度 不能保持 一致 ，
由此进一 步加重脱 空问题 。
３板底灌 浆应 注意的问题 ．
水 电 技 术
ＣｏＮＳ ＴＲＵＣｒ ｏＮ Ｉ １
试论 高速 公路水 泥混凝 土路 面板 底脱 空 的原 因及处理措施
杨 小 艺 广 西北部湾投资集团有 限公司沿海高速公路分公 司
摘要 ：水泥混凝 土路 面在 我 国公路路 面 中占有很 大一部分 ，虽然它具 有强度 高、较 少受 气候 温差等影 响 ，寿命 比较 长的优 势。然而由于其接 缝 多，长期经受超载车辆的碾压极容 易易发生断板 、脱 空、唧泥等 问题 ， 从 而使 水泥混凝土路 面常 出现破 损等情况。针对本 文在充分分析水 泥混 凝土路 面脱空与唧 泥等 问题 的现象及 原 因展开分析 ，拟 用灌浆技 术来解决此类 问题 ，并给予详细的介绍 。 关键 字 ：水泥混凝 土路 面 脱 空 唧泥 灌浆处 治
（） １ 板底 灌浆应 选择 气温 相对 较低 时 （ ～３ ℃为宜 ），且气温 以５ ０ 积大憾雨 水 ，使灌 浆质 大 大降低 。 （） 果遇到浆液 流通不 畅 ，可 以采取用泵 压入适 ｌ空气 ， 而贯 ２ 如 ｊ Ｉ ： ＝ 从
发生 变形 ，水泥 砼路面 与基层之 间 出现 悬空或 脱空 ，加之 自然环 境温 相对 干燥 时进 行 。雨 季或雨 季之后 的短 时间 内由于脱 空 的板底 容易囤
车 荷载和气候 变化 。在 我 国，水 泥混 凝土公 路常规 施工方 案是在 其基 数值 均大 于控 制指标 ， 可 以判定 板底 仍有 脱空 问题， 次灌浆 ，直 则 应再 层 使用稳定类 集料 ，这 就与水泥 砼路 面产生 了一定 的重力 差 ，在 路面 到板 底与板面充 分交接稳 固 。
水泥乳化沥青砂浆板底灌浆材料的性能研究
水泥乳化沥青砂浆板底灌浆材料的性能研究【摘要】针对水泥混凝土路面板板底脱空维修处理的要求，本文分析了采用水泥乳化沥青（CA）砂浆进行路面板底脱空灌浆的可行性和适用性。
通过试验研究了A/C（乳化沥青与水泥的质量比）、水灰比和砂灰比等参数对水泥乳化沥青砂浆（CA砂浆）的流动性、3d和7d抗压、抗拉强度、弹性模量的影响，并通过试验测试分析了CA砂浆的收缩规律。
试验结果表明，A/C=0.3，水灰比=0.46，砂灰比=0.3的CA砂浆具有较好的力学性能和工作性能，可以用于水泥混凝土路面板板底脱空的处理。
【关键词】水泥乳化沥青砂浆；流动度；抗压、抗折强度；弹性模量；收缩特性引言水泥混凝土路面在车辆荷载和水的反复作用下，板下基（垫）层易产生累积塑性变形或细料析出，使混凝土板的局部范围不再与基层保持连续接触。
水泥混凝土路面板底脱空是一种普遍存在的病害，也是产生其他病害的诱导因素。
目前国内灌浆材料常采用水泥砂浆或水泥净浆, 这两种材料以水泥作为胶凝材料, 具有强度高、流动性好等优点。
但是我国的水泥混凝土路面多采用水泥稳定粒料半刚性基层,用水泥砂浆或水泥浆进行板下封堵,硬化后的水泥基材料脆性强，使混凝土板容易产生疲劳断裂。
1．实验设计1.1实验材料本研究采用济南市山水水泥厂生产的P?Ⅱ52.5R型水泥和山东日照公路局材料处生产的乳化沥青，乳化沥青含水率为40%。
砂由两种粒级砂组成，0.15～0.3mm砂所占质量百分比为60%，0.3～0.6mm粒径砂所占质量百分比为40%，砂细度模数1.0。
拌和水采用自来水。
外加剂采用UEA型膨胀剂和聚羧酸类高效减水剂。
1.2试验配合比设计本试验将CA砂浆的砂灰比、沥青和水泥质量比 (A/C)和水灰比作为变化参数，研究各参数与灌浆材料力学性能和体积稳定性的关系。
1.3 实验方法砂浆搅拌时，先将水、乳化沥青、外加剂加入搅拌机，在低速（50r/min）下搅拌180s，再加入干料中速（90r/min）搅拌50s，然后高速（130r/min）搅拌120s，最后低速搅拌30s。
不同注浆材料修复水泥混凝土路面板角脱空的效果评价
文章编号:1671-7619(2018)05-0008-05不同注浆材料修复水泥混凝土路面板角脱空的效果评价施瑞欣1,黄 伟1,丘 伟1,李思源2,彭昊源2(1.广州市公路勘察设计有限公司,广州511430;2.华南理工大学土木与交通学院,广州510640)摘要:为了完善现有的注浆材料修复效果评价方法,以及给水泥混凝土路面脱空修复注浆材料的选择提供合理依据,基于ABAQUS 软件建立注浆材料修复板角脱空的有限元模型,模拟在标准轴载作用下不同脱空尺寸和注浆材料对板角弯沉及弯拉应力的修复效果,分析厚度㊁轴载因素对水泥基注浆块弯拉性能的影响,并结合工艺要求㊁材料性能㊁经济效益等因素进行注浆材料的综合比较㊂结果表明,注浆材料能显著改善板角脱空的力学响应指标,其中水泥基注浆材料的修复效果最显著,聚氨酯注浆材料次之,沥青基注浆材料最小;随着脱空尺寸的增大,注浆材料的修复效果基本呈增大趋势;水泥基注浆块的弯拉应力随厚度减小㊁轴载增加而增大;利用沥青基注浆材料进行南方地区水泥混凝土路面脱空处治具有一定的优势㊂关键词:水泥混凝土路面;ABAQUS 软件;脱空尺寸;注浆材料;修复效果 中图分类号:U416.216 文献标志码:A作者简介:施瑞欣(1968.10-),男,大学本科,高级工程师,从事路桥设计工作,E-mail:A136********@㊂0 引言相比于沥青路面,水泥混凝土路面具有刚度大㊁承载力高㊁耐久性好㊁施工简便及造价相对低廉等优势,是广东多雨地区国㊁省道公路和农村公路的主要路面结构形式㊂然而,由于路面板刚度高㊁韧性低,以及多数路面板间不设传力杆等特点,若接缝养护不及时,雨水下渗,主要由细颗粒材料修筑的半刚性基层在车辆荷载作用下,易发生塑性变形;同时在动水压力的作用下,基层还会出现唧泥和冲刷等问题,并进而形成板底脱空现象㊂脱空隐患的存在,使得路面结构改变了已有的支撑和受力模式,是造成路面板产生错台㊁断裂等病害的直接原因,严重降低了水泥混凝土路面的使用性能及其使用寿命㊂为了恢复路面板与基层连续接触的界面状态,对板底的脱空区域进行注浆,被认为是目前较为经济有效和非破坏性矫正结构层缺陷的处治技术[1]㊂目前可以应用于实际工程的板底注浆材料主要有水泥基类㊁沥青基类以及高聚物类材料,如何评价这些注浆材料的技术和经济效果,并根据脱空的成因㊁脱空的程度或空间范围,以及交通和道路等级选择合适的注浆材料,已成为板底脱空处治技术的关键㊂国内的道路技术人员为此开展了相当多的研究,有代表性的研究包括:周志坚[1]采用贝克曼梁弯沉法对现场注浆前后的效果进行评价,结果显示水泥基类浆体可显著改善板角受力状况并修复最大弯沉值;黄琴龙等[2]通过热沥青修复试件和水泥修复试件相关性能试验对比和有限元计算,认为热沥青注浆材料由于高温黏度低,更加便于注浆施工,同时对弯沉的修复效果优于传统的水泥基注浆材料;郭成超等[3]根据现场试验结果分析,得到高聚物注浆材料可有效降低板角弯沉㊁增加路基模量以及提高接缝传荷能力㊂已有的这些研究和评价主要是通过弯沉这个单一指标来实现的,而且还仅仅是单一材料注浆前后的弯沉比较[4],缺乏不同注浆材料间的横向比较㊂考虑到板角由于脱空造成的断裂还主要取决于拉应力,本文采用ABAQUS 构建注浆材料修复水泥混凝土路面板角脱空计算模型,分别对脱空尺寸㊁注浆材料的种类和水泥基注浆块的弯拉性能等方面作修复效果力学响应分析,并根据实际工程的调查数据加上成本㊁工艺等因素进行对比评价,力求为我省水泥混凝土路面脱空注浆材料的选择提供技术经济合理和安全可靠及有效的㊃8㊃2018年第5期 广东公路交通Guangdong Highway CommunicationsVol.44No.5Oct.2018理论和指导依据㊂1 注浆修复板角脱空计算模型1.1 有限元计算模型作为有限元分析方面非常专业的工程模拟软件,ABAQUS 具有强大的结构静动态分析㊁高度非线性计算等能力㊂鉴于路基中荷载响应量在板角荷位处最大[5],最有可能首先产生脱空,本研究建立了板角脱空的力学模式,并作以下假设:(1)注浆材料块完全填充板底脱空区域,并将路面结构视作弹性层状体系[6],从上往下依次为路面板㊁水泥稳定碎石基层以及土基;(2)在实际工程中发现板角脱空的平面形状往往是不规则的,为了方便模型网格划分,脱空区域的平面形状选择正方形,相邻板角处的脱空形态相同且贯通㊂为较好地模拟真实情况,考虑了沥青材料蠕变性等材料性能,对于半无限空间的土体在模型中采用扩大基础尺寸方法㊂土基厚度取值为6m [7];为保证计算模型的收敛性,土基的平面尺寸确定为14m×8m㊂根据二级国省公路的相关资料和相关材料室内外试验检测结果,所建立的ABAQUS 路面板角脱空有限元模型和材料参数如表1所示㊂表1 水泥混凝土路面结构和材料参数结构层弹性模量/MPa 泊松比密度/(kg /m 3)平面尺寸/m 2厚度/m 阻尼面层300000.1525005×40.250.05半刚性基层20000.25230010×40.200.05水泥基注浆块2700.221800 0.02~0.060.05沥青基注浆块280.301000 0.02~0.060.05聚氨酯注浆块700.42250 0.02~0.060.05土基450.35190014×860.05采用标准轴载BZZ -100,将双圆垂直均布荷载换算为等面积的矩形垂直均布荷载,使用这种加载方式不但计算简便而且更加贴近实际情况,平面尺寸为0.18m×0.18m,大小为0.7MPa㊂土基底部采用固定约束,土基和基层四边约束其法向位移,面层与基层接触取摩擦系数0.6[5],基层与土基完全连续,路面板四周自由,所构建的ABAQUS 三维有限元模型如图1所示㊂图1摇有限元计算模型1.2 注浆修复板角脱空效果分析分别取板角脱空尺寸0.2m×0.2m㊁0.6m×0.6m㊁1.0m×1.0m㊁1.4m×1.4m 和1.8m×1.8m 共5种工况,取水泥基㊁沥青基和聚氨酯3种常用的注浆材料进行ABAQUS 力学响应分析,模拟结果如图2㊁图3所示㊂从图2和图3可以看出:(1)随着脱空面积的增大,未处治脱空路面的板角弯沉和板中弯拉应力均逐渐增大,其中弯沉增长幅度变大,而应力增长幅度趋于平缓,这个结果与悬臂梁在荷载作用下的状况非常类似;(2)如果将弯沉曲线外延,当板角弯沉等于20(0.01mm)时(相当于规范给出的脱空判别指标),对应的脱空面积为0.1×0.1m 2;(3)经注浆处治后,板角弯沉和弯拉应力均得到明显的修复㊂虽然三种材料之间的比较差别不大,但还是可以明显看出,水泥基注浆材料修复效果最显著,聚氨酯注浆材料次之,沥青基注浆材料最小,这显然是与注浆材料的刚度有关㊂㊃9㊃2018年第5期施瑞欣,等:不同注浆材料修复水泥混凝土路面板角脱空的效果评价总第158期图2 脱空尺寸㊁注浆材料与弯沉的关系图3 脱空尺寸㊁注浆材料与路面板弯拉应力的关系另外由图2可知,经过注浆处治板角脱空后,板角弯沉仍随着脱空尺寸的增大呈现一定的增长趋势,这是因为原本的半刚性基层材料的模量一般都比注浆材料的大,模量的不匹配导致在标准轴载作用下的弯沉不能完全修复至初始值㊂图3显示随着脱空尺寸的增大,3种注浆材料处治后的路面板弯拉应力呈先增大㊁后减小㊁再增大的变化趋势,这应该与标准轴载在注浆区域的有效作用面积的变化有关㊂1.3 水泥注浆块体耐久性的评估在我国现行的公路养护技术规范中[8],一般对注浆材料只要求抗压强度,即抗压强度达到3MPa 后便可开放交通㊂从大量的工程实践和路面破坏调查中发现,实际上大量的水泥注浆块体很难和水混凝土路面板结合得很好,且处于楔形体状态,边缘很薄㊂虽然工后弯沉表现很好,但在车轮荷载和下渗雨水的共同作用下,很快就会破坏并失去作用㊂为此,本研究采用有限元方法验算了假设水泥注浆块体为立方体(20cm×20cm×2cm)时的受力状况,如图4所示㊂图4 厚度㊁轴载与水泥基注浆块弯拉应力的关系从图4可以看出,当轴载一定时,随着注浆块厚度的减少,弯拉应力逐渐增大,水泥砂浆注浆块破坏的概率增加;当厚度一定时,弯拉应力随着轴载的增加而变大㊂这也就是说,水泥注浆块体存在破坏的可能性,而且,块体越薄,平面尺寸越大,破坏的可能性也越大,使用寿命越短㊂1.4 注浆修复效果的检验注浆工程的隐蔽性给注浆材料修复效果的检验带来很大的困难,现阶段仍以弯沉指标直接或间接地进行质量验收㊂曾胜[9]基于弯沉提出用三大指标从定性和定量角度全面检验注浆效果的有效性,并结合探地雷达㊁钻芯开挖手段验证了指标的可靠性㊂何长明[10]认为FWD 实测板角弯沉超过0.10mm 或者板角弯沉差超过0.05mm 时应重新进行水泥砂浆浆液的注入㊂阮华夫等[11-13]基于实体工程提出聚合物注浆补强路面的验收弯沉应不大于0.25mm㊂规范中也指出当路面板角的弯沉超过0.2mm 或弯沉差超过0.06mm 时,即认为该处依然存在脱空㊂由图2注浆材料修复后弯沉的变化趋势可知,注浆材料和脱空尺寸的影响使得注浆修复效果有所不同,若继续以相同的弯沉指标作为不同脱空工况注浆修复效果的检验标准,将会造成检验结果的误判,或者导致过量注浆而破坏路面板的支撑均匀性,起到负面效果㊂鉴于弯沉检测的便捷性,本研究提出评价注浆效果的弯沉百分比指标㊂将每种注浆材料在不㊃01㊃2018年第5期 广东公路交通 总第158期同脱空尺寸工况时的弯沉修复效果用修复前后的弯沉百分比表示(表2)㊂可根据表2弯沉修复效果值对应的脱空工况和弯沉检测百分比对注浆的有效性进行初步检验,以减少钻芯取样检验的数量,也可以使效果评价更加合理㊂表2 注浆修复效果的弯沉百分比指标 (单位:%)注浆材料种类脱空尺寸0.2m×0.2m0.6m×0.6m 1.0m×1.0m 1.4m×1.4m 1.8m×1.8m水泥基类材料 3.125.050.664.972.2聚氨酯类材料 1.621.647.762.770.4沥青基类材料0.516.542.258.667.32 注浆材料综合比较本文结合相关注浆材料工程应用的实际调查结果,在工艺要求㊁材料性能㊁经济效益等方面对常用的水泥基㊁沥青基和聚氨酯三种注浆材料进行了综合比较,给出了供实际工程选用的推荐意见,如表3所示㊂表3 注浆材料的综合比较项目水泥基注浆材料沥青基注浆材料聚氨酯注浆材料工艺要求灌浆压力控制在1.5~2MPa,常温施工,需控制水灰比及掺入外加剂㊂灌浆压力控制在0.2~0.4MPa,施工温度为120℃~200℃,注浆管路需保层且不宜过长㊂灌浆压力达到20MPa,常温施工,制作技术复杂,需控制化学反应强度㊁注浆参数㊂材料性能固结强度高㊁抗渗性好,但可灌注性低㊁易被水稀释㊁凝固时间长等㊁抗冲刷能力弱㊁热胀冷缩㊁耐久性差㊂成型快㊁防水性好㊁浆体整体性好,粘附强度高,具备一定变形能力,但固结强度偏低㊁流动性受温度影响㊂抗渗性强㊁高膨胀性㊁早强,固结强度较高,防水性能较好,但具有一定的毒性且耐酸碱性差㊂经济效益约2200元/m3约3600元/m3约11000元/m3其他材料来源丰富㊁环保,储存方便,但养生时间长㊂低污染,养生时间短,可快速恢复交通㊂无需养生,可快速开放交通;易污染地下水,危害生命健康,且不易储存㊂推荐意见脱空深度≥2cm脱空深度<2cm有错台的情况从表3可看出,水泥基㊁沥青基以及聚氨酯3类注浆材料在水泥混凝土路面板底脱空病害处治方面都有各自的优势,但其劣势在长期工程实践中也不断显现㊂水泥基注浆材料工艺要求简单㊁材料配制难度小㊁成本低,是目前最广泛使用的注浆材料,但其材料本身特性不能很好地保证长期的修复效果;聚氨酯注浆材料性能好,特别是对顶升路面错台的效果明显,但施工工艺要求高㊁环境影响大,大范围使用成本高;沥青基注浆材料对施工设备的要求较高,在防水和耐久性等方面相比于水泥基注浆材料表现出更大的优势㊂3 结论(1)基于ABAQUS有限元软件,构建了注浆材料处治水泥混凝土路面板角脱空模型,开展了不同脱空尺寸㊁不同注浆材料影响下的力学响应分析㊂结果表明,注浆处治能有效改善板角脱空区域的弯沉和弯拉应力指标,有助于降低产生错台㊁开裂等病害的可能性;其中,水泥基注浆材料工后弯沉和弯拉应力指标修复效果最佳,聚氨酯注浆材料次之,而沥青基注浆材料修复效果最低㊂(2)水泥基注浆材料不适用于脱空深度比较浅(<2cm)的工况,注浆块体会因为断裂而影响耐久性㊂(3)提出了评价注浆效果的弯沉百分比指标㊂将每种注浆材料在不同脱空尺寸工况时的弯沉修复效果用修复前后的弯沉百分比表示,可以使效果评价更加合理,并可以减少钻芯取样检验的数量㊂(4)结合水泥混凝土路面注浆工程和效果调㊃11㊃2018年第5期施瑞欣,等:不同注浆材料修复水泥混凝土路面板角脱空的效果评价总第158期查,在工艺要求㊁材料性能㊁经济效益等方面对水泥基㊁沥青基和聚氨酯三种注浆材料进行比较分析,给出了国省公路水泥混凝土路面脱空处治注浆材料选择的推荐意见㊂参考文献:[1]周志坚.砼路面板底脱空压浆材料的试验分析[J].长春工程学院学报(自然科学版),2009,10(3):17 -21.[2]黄琴龙,袁远,余路.基于半刚性基层脱空的热沥青注浆效果评价[J].交通科学与工程,2015(3):13-17.[3]郭成超,王复明,钟燕辉.水泥混凝土路面脱空高聚物注浆技术研究[J].公路,2008(10):232-236. [4]黄琴龙.余路,袁远,等.热沥青注浆修复旧水泥混凝土路面脱空的效果评价[J].上海公路,2015(2): 1-4.[5]林小平,凌建明,官盛飞,等.水泥路面路基应力水平分析[J].同济大学学报(自然科学版),2010,38 (4):545-551.[6]宋新生.板底脱空压浆处治路面板力学响应分析[J].交通标准化,2011(14):47-52.[7]姜春羽.考虑板底脱空的水泥混凝土路面计算分析[D].大连:大连理工大学,2014.[8]公路养护技术规范JTGH10-2009[S].北京:人民交通出版社,2010.[9]曾胜,赵健,邹金锋,等.水泥混凝土路面板底脱空注浆的有效性检验指标[J].中国公路学报,2010,23 (6):7-14.[10]何长明,赵炼恒,李亮.路基路面工程中的注浆新技术[J].路基工程,2011(4):156-158. [11]阮华夫,高峰,章苏亚.BH地聚合物浅层注浆技术在上海G1501高架北段道路大修中的应用[J].中国市政工程,2015,10(5):1-3.[12]王革.聚氨酯发泡材料处治水泥混凝土路面板底脱空的应用研究[D].南京:东南大学,2015. [13]王红霞,王星,何廷树,等.灌浆材料的发展历程及研究进展[J].混凝土,2008(10):30-33.(收稿日期:2018-07-10)Effect Evaluation of Different Grouting Materials for Repairing Corner Voidof Cement Concrete PavementSHI Ruixin1,HUANG Wei1,QIU Wei1,LI Siyuan2,PENG Yuyuan2(1.Guangzhou Highway Survey and Design Co.,Ltd.,Guangzhou511430;2.School of Civil Engineering and Transportation,South China University of Technology,Guangzhou510640) Abstract:In order to improve the existing evaluation method of grouting material repairing effect and provide a reasonable basis for the selection of cement concrete pavement for hollowing out grouting material,the finite element model of grouting material repairing plate corner voiding based on ABAQUS software has been simulated.The effect of different void size and grouting material on the deflection and bending stress of the plate angle under the standard axle load,and the influence of thickness and axle load factor on the bending performance of cement-based grouting block have been analyzed,being combined with the process requirements,material properties,economic benefits and other factors for comprehensive comparison of grouting materials.The results have shown that the grouting material could significantly improve the mechanical response index of the corner void,in which the cement-based grouting material has the most significant repair effect,with the polyurethane grouting material being the second,and the asphalt-based grouting material being the smallest;following the increase of void size,the repairing effect of grouting material is basically increasing;the bending stress of cement-based grouting block increases with the decrease of thickness and the increase of axle load;the use of asphalt-based grouting material for the hollowing of cement concrete pavement in southern area Treatment has a certain of advantages.Key words:cement concrete pavement;abaqus software;void size;grouting material;repair effect㊃21㊃2018年第5期 广东公路交通 总第158期。
水泥混凝土路面板底脱空原因与解决措施
水泥混凝土路面板底脱空原因与解决措施随着道路建设的加快，水泥混凝土路面具有的许多优点使其在公路建设得到广泛应用。
由于使用年限增加，其病害也随之增多，其中，路面板底脱空造成的病害占了很大比例，这将会大大降低路面的使用性能。
文章试图分析水泥混凝土路面板底脱空的形成原因，并提出切实可行解决措施。
标签：板底脱空；原因分析；养护；注浆；解决措施随着道路建设的快速发展，许多高等级公路项目普遍采用水泥混凝土路面结构形式。
它属于刚性路面，板体刚度较大，具有承载能力大，养护费用少，抗磨耗能力强，使用寿命长，施工机械简单等优点。
但由于各种内外因素，水泥混凝土路面容易发生板底脱空病害，如果不及时进行识别和处置，势必造成路面面板的断裂和路面使用性能的衰变，这将会大大降低路面的使用性能。
因此加强水泥混凝土路面板底脱空的研究，具有十分重要的现实意义。
1 板底脱空原因分析水泥混凝土属于刚性路面，板体刚度较大，在使用过程中面板底部会出现不同程度脱空，大量实践也已表明：板底脱空是水泥混凝土路面的一种客观存在，其形成原因主要包括以下4个方面。
1.1 板底材料的塑性变形由于使用年限的不断增加，交通量的增大，水泥混凝土板底材料会出现一定的塑性变形，荷载驶离后，这部分塑性变形不能完全恢复，将长期存留于基层和土基中，形成局部支撑条件弱化或脱空。
同时，由于材料和施工的非均匀性，塑形变形的评估更多具有不可预测性。
1.2 雨水的冲刷和泵吸水分通过水泥混凝土路面的接缝或裂缝渗入路面内部，到达基层的弱化部位和脱空处，在行车荷载作用下，冲刷基层材料，恶化板底的支撑条件，增大脱空面积。
同时，由于车轮的动载效应，水分将携带着基层颗粒材料从面板的接缝和裂缝处被挤出，形成唧泥，进一步加剧了板底脱空。
1.3 结构设计中的薄弱环节因水泥混凝土材料的热胀冷缩特性及施工需要，水泥混凝土路面接缝较多（缩缝、胀缝及纵缝等），这为雨水的侵入提供了便捷通道，是致使路面损坏的诱导因素。
灌浆技术在路面板底脱空治理中的应用
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 面板底脱空治理中的应用
曾冬 梅 （ 北 流 市公 路管理 所 ， 广西 北流 ５ ３ ７ ４ ０ ０ ）
【 摘 要】 目前 ， 我国 已 投入使 用的水泥混凝土路面进入 了大规模 的路 况严重 恶化期和 大规模的投资改造期。水泥混凝 土路 面板 底脱空 引 起的错 台、 唧泥、 早期断板 等病 害 日 益严重 ， 这就给公路管理养护部 门带来了 巨大的经济损失和技术 困难。本文通过 文献资料 和参 与的工程分 析， 介绍 了灌浆技 术的基 本加 固原理 ， 对其在水泥混凝土路 面板底 脱空中的治理施工技术做 了探讨和 阐述。 【 关键词】 灌浆技 术； 路 面； 板底脱空
钟： ３ ） 将溶 于水 的减水剂倒人搅拌机中 ． 搅拌 ３ 分钟 出料 ； ４ ） 水泥浆 出料后应尽量马上进行泵送 ． 否则要不停地搅拌 ； ５ ） 严格 控制用水量 ， 否 则 多 加 的水 全 部 泌 出 ， 易 造成管道顶端有 空隙 ： ６ ） 对未及 时使用而降低 了流动性的水泥浆 ． 严禁采用增加水 的办 法来增 加灰浆 的流动性 ３ ． １ ． ４ 灌 浆 １ ） 将 灰浆加至灌浆 泵中 ． 在灌浆泵 的高压橡胶管 出 口打出浆体 ， 待这些浆体浓度与灌浆泵 中的浓度一样 时 ． 关掉灌浆泵 ． 将高压橡胶 管此端 接到孔道 的灌浆管上 ． 扎牢 ２ ） 关掉灌 浆 阀 ． 启 动泵 ． 当度达 到度维 持在 一 Ｏ ． ０ ６ 一一 ０ ． ０ ９ ＭＰ ａ 值 时， 启动灌浆泵 ． 打开灌浆阀 ， 开始灌浆 ． 当浆 体经过空气滤清器时 ， 关 掉泵及抽气 阀． 打开排气 阀 ３ ） 观察 排气管的 出浆情 况 ． 当浆体稠度 和灌入之稠度 一样时 ， 关 掉排气 阀． 仍继续灌浆 ２分钟 ． 使管道内有 一定的压力 ， 最后关掉灌浆 阀。 ３ ． １ ． ５ 清洗
水泥混凝土路面板底脱空处理专项施工方案
精心整理水泥混凝土路面板底脱空压浆处理专项施工方案在混凝土面板底部有脱空处钻孔，通过孔洞利用高强压力将流质材料压入脱空空隙，流质材料凝固后产生一定的强度，对面板产生均匀承托的作用，达到稳固板块的目的。
脱空位置可以通过弯沉测定法确定,须用5.4米长杆(1)：膨寸(2)、压浆设备??????主要有：（1）钻孔设备:JHZ-2型钻孔取芯机；（2）制浆设备JB200型灰浆拌和机；（3）压浆设备:UB-3A型灰浆泵；（4）紧固装置膨胀螺栓压浆头；（5）ZS1115柴油发电机。
??二、施工准备?(1)、脱空板的确定调查发现，混凝土路面使用中出现的断板、心和4个角隅处，断裂较严重出现错台的板块，断缝位置也存在脱空，板角、断缝均应钻孔压浆，考虑其边角位置可能已有支撑，钻孔距边角太近时，好浆很难压进且注压力极易从角散失，因此板角的钻孔应距边角60cm；挖补权的周边板块，四角都应进行压浆。
?(3)、板底压浆的工艺流程及要求?具体的工艺流程：定位、钻孔、制浆、压浆、堵孔,交通控制,弯沉检测。
空隙处,注压力控制在1.5-2.0MPa，待砂浆抗压强度达到3MPa 时,釆用M20水泥砂浆堵孔。
压浆后,原砼板不得起拱；用锤击或汽车上去后没有空洞声。
5、交通控制：压浆完成后的板块，禁止车辆通行，待M30水泥净浆强度达到5MPa,以上时方可开放交通，一般需要3d。
6、弯沉检测：压浆完成3d后，用BZZ-100重型标准汽车进行测定及贝克曼梁复测压浆板四角的回弹弯沉值，当弯沉值超过出现板底脱空现象后要及早处理，防止病定恶化。
（3）﹑M30水泥净浆在保证施工和易性的前提下，降低水灰比，并添加适当的减水剂、膨胀剂，能够减少硬化收缩，更有效地充填空隙。
（4）﹑判断掊空板与确定钻孔位置是板底脱空处理中的一项重要工作，确保工程质量与压浆效果的前提条件。
（5）﹑压浆过程中要注意控制好压力，压力过高则易造成板块损坏。
（6）﹑无论是日常养护还是改造工程，板底脱空病害都要引起重视，认真处理，决不能认为铺筑补强层就可以代替处理旧板，这样做的后果只能是事倍功半，得不偿失。
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砂 的加入 不仅 可提高 浆体 强度 ， 浆体 的收缩 ， 减少 同时
有助 于降低水 泥用量 ； 大粒径 的砂粒易产生非常 明显 的不 但 均匀沉降 ， 引起离析泌水 。为 此选用细砂。 （） ４ 微膨胀剂 加入微膨胀剂是 为 了减少并抵 消浆体 的收缩 ， 可以在浆
体中产生微膨胀 ， 以提高硬化浆体 与水泥混凝土板 和基层 的 粘结 ， 故采用 Ｃ Ｓ Ｐ 微膨胀剂 。
为 了获得较 高 的抗 弯拉 强度 ， 我们认 为 ， 择掺砂 的混 选 合料更好 ， 最后选 择配合 比为 ４３２ １ ： ：： 的灌浆料 。
（） ２ 抗折强度 、 抗压强度 、 弹性模量试验
・
ｌ・
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总第 １０期 ６
黑龙江交通科技 封住 ， 以防落人 异物。
３ 板下封堵施工
３ １ 脱 空 位 置检 测 ．
灌浆后 应将 孔 口抹平 ， 面有 抬升 现象时应 予磨平 ， 如路
残 留在路 面或路 肩上 的灰浆要在凝 固前 予以清除 。 灌浆后应再进行 弯沉测量 ， 检查封堵效果。
３６ 养生 ．
压浆工作完成后 需继 续控制交通 ， 以利 于浆 液凝 固后其 强度的增强 ， 提高封堵效果 ， 至少 ３ｄ后 开放交通 。
３ ５ 压 浆 ．
压浆工序是 由灌浆 泵来 完成 。灌浆 泵从 储浆罐 中吸取
浆液， 经过泵压后进 入高压胶管注入水泥混凝土板底。压力 控 制在 ０ ３～ ． ａ并 以 ０ ３ＭＰ 压力恒压持续约 ５ｍｉ。 ． ０ ８ＭＰ ， ． ａ ｎ 从表 ２中可 以看 出 ， 水泥 乳化 沥青料 虽然在 抗压 、 折 抗 方面比水泥砂 浆低 ， 抗压 弹性 模 量较 好。抗 压 弹性 模量 但 低， 表明水泥乳化沥青料柔性好 ， 填充到水泥混凝土板下 后 ， 车辆驶过时 ， 避免 刚度 集 中， 对于 混凝土 板能够 起到均 匀支 撑 的作用 ， 避免水泥路 面板疲 劳破坏 ， 此选择水 泥乳 化沥 因 青料进行 板下 封堵 。
尚 云龙
（ 黑龙 江省国道 Ｇ ｌ ｌ ｌ线工程建设指挥部 ）
摘 要： 开发研 制出一种新 型灌 浆材料——水 泥乳 化沥青灌浆材 料。通过 对水 泥乳 化沥 青灌浆材 料流动性 和 固化性能试验 以及 抗折强度 、 抗压强度 、 弹性模量等室 内试验 ， 以及通 过现 场灌 注 ， 过弯沉 检测 ， 了 经 达到 实际使用效果 ， 详细介绍 了板 下封堵 的施工工艺 。 并 关键词 ： 水泥乳 化沥青 ； 板底脱空 ； 灌浆
均气温２ ℃。 １
表 ３ 哈大路部分路段封 堵前 后的弯沉检测 数据
（） ４ 试验路 段为 ３ １国道 ０ ０ ｒ ０ ７＋９ ０～Ｋ ０ ９ ０ 计 ５ ８＋ ６ ， １ ｍ， 点／ １ 板进行检测 。 ｋ
３２ ห้องสมุดไป่ตู้浆设备配置 ．
３ ８ 封 孔 清场 ．
板 下封堵设 备主要需用 钻孔机 、 浆搅 拌机 、 灰 水泥 浆喷
弯沉检测后 ， ２Ｏ 于 Ｏ３年 ６月 ２ ７日对 Ｋ ０ ９０ ｏ ５ ８＋ ０ 、 ８＋ ９５ ｌ ０ ９ ５ Ｋ ０ ９ ５进行 了板底压 浆。 ３ 、 ５８＋ ５ 、 ５ ８＋ ６ （ 由于板角位置是一块板 中 自由度 最大、 受力最不利 的位
浆后应避 免车辆通过灌 浆 区。将 孔用快 凝水 泥砂浆永久 性
值小 于 ０ ２ｍｍ） 须重新封堵 。 ． ，
（） １使用仪器 ： 测 量使 用 的是 ５ ４ｍ长 杆弯 沉仪 ， 本次 ．
成都量具刃具厂 出品 的百分表 。 （） ２ 试验车型为 国家标准规定 的东 风 Ｊ６ １２型 ， 后轴单轴
重量 １ ０ｔ 。
（） ３ 试验时间 ： Ｏ ６ ２ ２ ３年 月 ０日， Ｏ 具体时间８０ ～１： ， ：０ １３ 平 ０
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２０ ０ ７年 第 ６期 （ 总笫 １０ ６ 期）
黑龙江交通科技
ＨＥＩ ＮＧＪＡＮＧ Ｉ Ｌ ０ Ｉ ＪＡＯＴ ＯＮＧ Ｊ ＫＥ Ｉ
Ｎｏ ６， ０ ７ ． ２０
（ ｕ ｏ１０ Ｓ ｍ Ｎ ．６）
用水 泥 乳化 沥 青 灌 浆材 料 治 理 板 底脱 空
（） １ 由于沥青材料具有 防水性 能 ， 因此该 种材 料具有 优
异 的防水性 。
（） ２ 对混凝 土板能 起 到 弹性支 撑 的作 用 。由于 这种 材 料是 由刚性材料水泥和柔性材料 乳化沥青组成 ， 属于半刚半
柔性材料。水泥混 凝土板是刚性 面层 ， 注入这种 材料对于 混
凝土板的受力是有 利的 ， 起到 弹性支撑 的作用 。当行 车荷 载 驶过混凝 土路 面时 ， 由于乳化 沥青 具有 一定柔 性 ， 以防止 可 混凝 土板产生疲劳 断裂。这是有别 于 目前 水泥砂浆 、 水泥净 浆 的特殊性 。
２ 水泥乳化沥青灌浆材料的试验 研究
２ １ 材 料 组 成 ．
水泥乳化沥青 固化前后 的质量变化见表 １ 。
表 １ 水泥乳化沥青 固化 前后的质量变化
（） １ 水泥
水泥是压浆材料 的主要 成份 ， 在压 浆材料 中起到胶 凝 的 作用 ， 因此要选择 能够保证 水泥浆 有 良好 的流 动性 、 保水 性 并凝结快 的水泥。选用普通硅酸 盐水泥 。
地密封 ， 抹平与路面等高 。
４ 结 语
置， 因此 ， 一般唧泥 、 脱空首先是 出现 在板 角。因此采取如下
布孔方式 ： 每板 ５孔 ， ４个角各 １ ， 孔 中央 １孔 ， 角孔距两侧板
边 ３ ～ ０ ｍ，孔呈 梅花 形布 置。这 样既 能保 证浆液在 平 Ｏ ５ ５ ｃ
面上充分重叠 ， 板下充分进 浆 ， 又保证 钻孔 不离板 边过 近导
射泵和灰浆 回泥系统 、 发电机组等设备 。为观测灌浆 时混凝
土面板是否发生抬 高拱起 现象 ， 应配备百分表 。钻孔机 向下 的压力应小 于 ９ ｇ 以免施钻 时板底 混凝土破碎脱落。 ０ｋ ，
３ ３ 布 孑 、 孑 ． Ｌ钻 Ｌ
灌浆封堵结束后 ， 应对每个灌浆孔应用快凝砂浆混合料
永久 的密封并 要 与路 面抹 的一 样平 ； 除各 种散 落 的混 泥 清 土、 溅落到路面上 的砂浆。残 留在路面或路肩顶面上 的砂浆 要趁其 尚未粘在面层上 时扫 掉 ， 并用水 冲刷 ， 以免留下斑渍。 如果砂浆 流到 了缝 隙内 ， 趁其 尚未将各 缝隙密封 时 ， 应 及早 将砂浆 混合 料去除 ， 并将 损环的接缝及时用填缝料填好。灌
３７ 封 堵 效 果检 测 ．
灌浆 ２ ， 对封 堵 的水泥 混凝 土板进行 封堵 效果 ８ｄ后 应 检测 ， 方法是应 用贝克曼梁式弯沉仪 和东风 车轮测弯沉法测 定被 封堵 的水泥混凝土板 的板 角弯沉值 ， 以此值评定封堵效 果 。封堵 效果 检测数据见表 ３ 。如果封堵 效果不理想 （ 弯沉
青 ： 水 ＝ ：： ： 砂： ４ ３ ２ １ ｏ 原材料 ： 尔滨水 泥厂生产 天鹅牌 ４ ５早 强型水泥 、 哈 ２ 慢 裂 型阳离子乳化 沥青 、 、 、 Ｐ 砂 水 Ｃ Ｓ微膨 胀剂。
浆液制 备投 料顺 序为 ： 、 、 泥 、 水 砂 水 乳化沥青 ， 待浆 液搅 拌均匀后 （５ｓ 后加入所 需的微膨胀剂 ， １ ） 再搅拌 １ 后转入 ５ｓ 储浆罐 ， 吸人灌 浆泵灌人板下脱 空区。
（） ５ 水 采用 自来 水。
２ ２ 室 内试 验 ．
在 Ｅ ， 于水泥混凝 土路面 的板底脱 空使用沥青作 为 ｔ 对 本
灌浆 材料。由于重交通 道路 要求基层具 有一定 的刚度 ， 因此 单纯用沥青材料进行 填充也不符合黑 龙江省实 际道路 情况 。 同时 ， 国内外也 有使用乳 化沥 青作 填 隙材 料 的经验 ， 虽具有 较好 的流动性 ， 但强度偏低 ， 且受温度 的影 响大 ， 温度 高时易 软化 ， 在荷载作用下容易从板底 唧出。 因此 ， 如果 将水泥与乳 化沥 青材 料结 合起 来 ， 形成 一种 半刚半柔性材料 ， 对混凝 土板进行灌 注。这种材料具有 以下
中图分类号 ： ４ ６ ２ ６ Ｕ １ ． １
１ 引 言
文献标 识码 ： Ｃ
文章编号 ： ０ １ ８—３ ８ （０ ７ ０ ０ ０ —０ ０ ３ ３ ２０ ）６－ ０ １ ２
（ ） 化沥青 ２乳 选用乳化 沥青 为慢裂型 阳离子乳化沥青。
（） ３ 砂
对于板底脱空灌浆材 料 目前 国内常采 用 水泥 砂浆 或水 泥净浆 ， 两种材料 以水 泥为主 ， 这 具有强度高 、 流动性好 等优 点 。但是由于黑龙江省 的水泥 混凝土路 面 ， 多采用水泥 稳定 粒料半刚性基层 ， 泥混 凝土路 面板 底脱 空后 ， 断掏 空基 水 不 层材料 ， 用水泥砂浆 或水 泥浆 进 行板 下封堵 ， 只能提 高基 层 的强度 ， 于混凝土板受力却 是不利 的。由于水泥混凝 土路 对 面为刚性路面 ， 当行 车荷 载驶过 混凝 土路 面时 ， 混凝 土板容 易产生疲劳断裂。
・
后， 车辆驶过 时 ， 刚度集 中 ， 避免 对于水泥混凝土路面板能够
起到弹性支撑 的作用 ， 免水泥路 面板 的疲劳 破坏 ， 应地 避 相 延长水 泥混凝土路面板 的寿命 。 收稿 日期 ：０７— ３一 ９ ２ｏ ０ ｏ
２・
水泥乳化 沥青灌浆 材料具有与常用 的水泥砂浆 、 水泥 净 浆不 同的特殊性能 ， 由于其柔性 好 ， 填充 到水 泥混凝 土板下
致灌浆时板边顶裂。注浆时相邻钻孔 内通常可以观测到浆
液的流动情况及浆液溢 出现象 。 由于灌浆时压力 的存在 ， 必须把注浆孔与注浆胶管密封
连接 。注浆孔应在注浆之 前提 前施工 ， 好 以后 ， 用胶塞 钻 须
３ ４ 制 浆 ．
第６ 期
将水泥： 乳化沥青： 水配合比为水 泥： 砂： 乳化沥青： 水 ＝ 砂： ４ ３ ２ １的水 泥乳化 沥青料进 行 ３ｄ ２ ：：： 、８ｄ的抗 折、 抗压强度