【摘要】江漢石油管理局在2008年對(duì)主干道進(jìn)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(duì)原混凝土板進(jìn)行了檢測(cè)修復(fù)，破壞嚴(yán)重的板塊采取換板重建，對(duì)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(jì)的角度評(píng)價(jià)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(zhǎng)9.6公里，總面積約20.9萬(wàn)平方米，原路面為混凝土路面，此路面結(jié)構(gòu)是我國(guó)公路路面主要形式之一，此路面接縫較多，對(duì)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(duì)而言，瀝青砼道路具有耐用、舒適、耐磨、噪音低、環(huán)保、養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。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(guò)程，借鑒了國(guó)內(nèi)高速公路壓漿技術(shù)的良好經(jīng)驗(yàn)，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(duì)各施工項(xiàng)目進(jìn)行了檢測(cè)，在室內(nèi)對(duì)漿液的配合比進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，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(guó)路面基（墊）層材料一般都選用穩(wěn)定類集料，其模量遠(yuǎn)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(shí)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(hù)不及時(shí)，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(xì)料形成泥漿，并沿面板接縫縫隙處噴濺出來(lái)，形成唧泥。唧泥的出現(xiàn)進(jìn)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(duì)路面脫空進(jìn)行判定修補(bǔ)，從而使路基達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。脫空板可采用人工觀察法、彎沉測(cè)定法等方法來(lái)判定。
　　2.1人工觀察法
　　人工觀察法是通過(guò)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(guò)，能感到混凝土板有豎直位移時(shí)，或下雨之后，有明顯唧泥現(xiàn)象的板塊，認(rèn)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(guò)時(shí)，能感覺(jué)到兩板之間相對(duì)垂直位移。
　　（3）當(dāng)重車行過(guò)，人站在板邊能聽(tīng)到空洞聲。
　　這種方法的缺點(diǎn)是主觀性強(qiáng)，即便是有經(jīng)驗(yàn)的工程師也不能避免錯(cuò)判、漏判。
　　2.2彎沉測(cè)定法
　　彎沉測(cè)定法是測(cè)試板角彎沉，彎沉值如果超過(guò)某一限值，即認(rèn)為板塊存在脫空。我國(guó)交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ073.1-2001）（以下簡(jiǎn)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(cè)定法。油田建設(shè)單位要求采用彎沉指標(biāo)來(lái)確定脫空板。測(cè)定時(shí)，首先選取水泥混凝土面板荷載最不利作用位置作為檢測(cè)點(diǎn)，宜選取橫縫及縱縫附近的點(diǎn)。采用兩臺(tái)5.4m長(zhǎng)桿彎沉儀及BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載(后軸軸載為10t)測(cè)定車。檢測(cè)點(diǎn)分主點(diǎn)、副點(diǎn)。主點(diǎn)位于板橫縫前10cm，加卸載。副點(diǎn)在橫縫后10cm，無(wú)荷載（正常行車方向?yàn)榍埃�。將一臺(tái)彎沉儀置于主點(diǎn)，即測(cè)定車的輪隙中間；另一臺(tái)彎沉儀置于副點(diǎn)處。分別測(cè)定主、副點(diǎn)彎沉（按前進(jìn)方向右輪測(cè)試）。右輪處于縱縫30cm左右。根據(jù)我國(guó)公路修建狀況和檢測(cè)儀器的實(shí)際情況，有關(guān)專家推薦凡彎沉值超過(guò)0.2mm的，應(yīng)確定為面板脫空（詳見(jiàn)規(guī)范）。在本實(shí)驗(yàn)路段，采用雙指標(biāo)控制，即主點(diǎn)彎沉大于0.2mm或差異彎沉（主點(diǎn)-副點(diǎn)）大于0.06mm的，均認(rèn)為板底出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。
　　3、壓漿加固過(guò)程分析
　　在現(xiàn)有混凝土路面設(shè)計(jì)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(shí)混凝土板是一種準(zhǔn)脆性材料，抗壓強(qiáng)度高、抗彎拉性能差。在正常情況下，面板均勻支承時(shí)，無(wú)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(guò)大的應(yīng)力、剪力，混凝土板很快達(dá)到極限壽命。水泥混凝土面板壓漿是通過(guò)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(shí)間后，漿液將原來(lái)的松散顆�；蛄严赌z結(jié)為整體，形成一個(gè)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(dá)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(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)7d，其抗壓強(qiáng)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(guò)稠不能均勻布滿板底空隙，漿體過(guò)稀，干縮性大。在施工中，筆者認(rèn)為防止?jié){體的干縮，漿液中宜摻加一定量膨脹劑。流動(dòng)度是影響可灌性的主要因素，一般流動(dòng)度越高，可灌性就越好。由于在現(xiàn)行規(guī)范中未對(duì)此做明確規(guī)定，參照預(yù)制梁板壓漿施工經(jīng)驗(yàn)，采用水泥漿稠度試驗(yàn)漏斗（體積1725ml±5ml），以漿體自由全部流完的時(shí)間作為流動(dòng)度來(lái)控制（詳見(jiàn)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2000）。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)得出，在室溫條件下，純水的流出時(shí)間為8s。表1列出了在標(biāo)準(zhǔn)條件下，不同水灰比、不同材料配比之間的流動(dòng)度結(jié)果及試件強(qiáng)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(dòng)性都比相同條件下水泥粉煤灰漿體的流動(dòng)性要好。
　　3.2漿液配比試驗(yàn)
　　從下表1中可看出，在相同水灰比的情況下，流動(dòng)性隨著水泥與粉煤灰的比例產(chǎn)生變化。同時(shí)，粉煤灰比例也影響水泥漿的后期強(qiáng)度。在相同條件下，水灰比越大，則漿體的強(qiáng)度會(huì)逐漸降低，因此，不宜采用過(guò)大的水灰比；根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，在施工中采用的漿液配比為：水泥﹕粉煤灰﹕水﹕早強(qiáng)劑=1﹕0.5﹕0.7：0.5%，在取得大流動(dòng)性的前提下，保證了漿液的強(qiáng)度。
　　
　　
　　
　　
　　漿液流動(dòng)度及力學(xué)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)
　　表1

                             
　　4壓漿技術(shù)的實(shí)施
　　4.1鉆孔：確定壓漿位置后，便可以進(jìn)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(jiàn)圖1）。鉆孔深度要穿過(guò)混凝土板到達(dá)路基，至空虛處為止，但深度不得超過(guò)70cm.。
　　4.2壓漿：先打開(kāi)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(shí)應(yīng)先從板面兩側(cè)孔洞開(kāi)始施工，然后再施工板面中間的孔洞，以有利于灌縫密實(shí)。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(shí)，說(shuō)明灰漿已灌縫，應(yīng)關(guān)閉壓力泵，將壓漿機(jī)移至另一孔洞繼續(xù)進(jìn)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(qiáng)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(shí)內(nèi)禁止車輛通行，以確保壓漿質(zhì)量及效果。
　　
　　                

                                                                                    壓漿現(xiàn)場(chǎng)鉆孔照片

                    
　　注：D為鉆直徑 L為板長(zhǎng)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(píng)定
　　壓漿后，應(yīng)在7d齡期后，再次測(cè)量主點(diǎn)彎沉值和副點(diǎn)彎沉值。當(dāng)主點(diǎn)或差異彎沉值均低于設(shè)計(jì)要求值時(shí)，可認(rèn)為壓漿效果已經(jīng)達(dá)到，如強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，可進(jìn)行二次壓漿。油田主干道試驗(yàn)段壓漿前后彎沉資料見(jiàn)表2（單位：mm）。表2中壓漿前數(shù)值均大于控制指標(biāo)，認(rèn)為板底出現(xiàn)脫空，需壓漿處治。從檢測(cè)資料可看出，原混凝土面板通過(guò)壓漿提高了板底承載力。
　　江漢油田主干道試驗(yàn)段壓漿前后彎沉對(duì)照表
　　表2

                   
　　6經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)
　　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(diǎn)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(shí)可行的科學(xué)養(yǎng)護(hù)技術(shù)，具有成本低，見(jiàn)效快，操作簡(jiǎn)便，對(duì)車輛行駛影響小，受自然因素影響小等優(yōu)點(diǎn)。在公路施工和養(yǎng)護(hù)工程中，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
　　7、結(jié)束語(yǔ)
　　7.1傳統(tǒng)的“換板”處治，在破碎時(shí)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(dòng)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(biāo)不治本”，其實(shí)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(guò)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(shí)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(biāo)——彎沉與舊板加鋪瀝青混凝土面層的設(shè)計(jì)指標(biāo)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(shí)可廣泛地使用到公路施工其他方面，如：軟土地基處理、機(jī)場(chǎng)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(hù)中的運(yùn)用，體現(xiàn)了養(yǎng)護(hù)工作“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的特點(diǎn)。在水泥路面板尚未破損時(shí)，板底壓漿技術(shù)成本底、效果好、通車快，能有效延長(zhǎng)路面使用壽命。隨著壓漿技術(shù)的不斷運(yùn)用與推廣，將進(jìn)一步取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
　　
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