压浆技术在水泥混凝土路面维修养护中的应用
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇压浆技术在水泥混凝土路面维修养护中的应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
[摘要]本文结合G206线合淮公路水泥混凝土路面维修工程，阐述了压浆技术在水泥混凝土路面养护及改善中的应用。
水泥混凝土路面是以水泥作为胶凝材料与矿质集料胶结而成的整体构造物。它具有刚度大，强度高，荷载扩散能力强，对油类等到大多数化学物质不敏感，有较强的抗侵蚀能力等优点。近年来，针对水泥混凝土路面损坏后修复困难这一难题，国内外开展了大量的研究，摸索出一些切实可行的修补方法和材料，收到了一定效果。本文以206国道合肥至淮南段（下简称“合淮路”）水泥混凝土路面改善工程为例，阐述压浆技术在水泥混凝土路面养护及改善中的应用。
1工程概况
合淮路全长约92km，是1999年底经改建后交工验收的公路工程，路基宽24m，路面宽14m,路面结构为18cm水泥稳定层+24cmC35水泥混凝土面层。运营近八年来，路面使用性能迅速下降。全路段坏板率达到32.9%，个别路段1km坏板率达到60%以上。为了改善该路段的路面使用性能，我们采用了“治标”和“治本”相结合的方法，即：凿除破碎砼板，重新浇筑新板，同时对板底脱空进行压浆处治。
2水泥混凝土路面板底脱空的成因及对面板的影响
2.1板底脱空的成因
水泥混凝土路面板底脱空主要有以下几个方面方面原因引起的：一是路基密实度不足，尤其是高填方路段，由于路基填筑材料的不均匀性，造成完工后沉降也不均匀，从面形成板底脱空；二是接缝养护不及时，导致雨、雪水侵入路基，在车辆荷载作用下，形成唧泥，致使板下的路基材料不断减少，进而形成脱空；三是在超载车辆荷载作用下，面板受垂直荷载的作用，不断地对板底路基进行补充压实，最后形成脱空；四是填石路堤没有振动夯实，在外界因素作用下，也会形成脱空。
2.2板底脱空对面板的影响
由于水泥混凝土路面的抗压强度高、抗折强度低，加上对超载敏感，一旦板底脱空，路基形成不均匀支撑，从而破坏了混凝土面板与路基密贴的设计机理，使弹性地基上弹性薄板受力模式变成悬臂薄板的受力模式，在车辆荷载的作用下，过早地产生断裂，而这种断裂的裂缝是不规则的，养护上较难处理，这样就加快了雨水的侵入，加大脱空面积和深度，进而使断裂增加，这样反复作用，最终导致面板严重破碎。
3 合淮路板底脱空压浆处治的作用与效果
合淮路通过在k1006+500~k1019+000段进行了每块板单孔压浆前后的路面弯沉值试验，压浆后的弯沉值明显减小。说明压浆效果显著。
4 板底脱空压浆的施工程序
水泥混凝土路面板底脱空压浆处治，有沥青灌注施工法和水泥灌浆施工法。由于沥青灌注法造价较高，且受气温影响较大，故合淮路采用了水泥压浆法施工。水泥压浆施工又可以根据压浆深度的不同分为深层压浆（压浆部位为整个路面结构层）和浅层压浆（压浆部位为路面面层）。其主要施工工序简介如下：
4.1脱空板的调查
脱空板的调查，通常有三种方法：一是人工调查法。即调查人员利用过往的重车行驶在路面板上，通过听取响声及观察板的变形（尤其是板角处较明显）不定期确定面板是否脱空，并做好记录；二是利用控地雷达无损检测技术对路面以下2m范围内的路基密实情况作定性检测，再配合人工进行重点抽检，确定脱空板的位置；三是采用传统的弯沉法进行测量检测，确定脱空板的位置。
4.2压浆孔的布设
结合合淮路的路况，压浆孔的布设可根据路面板的尺寸，按图1或图2的形式布设5孔为宜。一般在裂缝的两边布设注浆孔，压浆孔的深度一般要求穿透水稳层（路面基层），为确保取芯深度，应采用二次取芯法，并采用气泵清孔形成空腔以便于浆体的初始分布。
4.3压浆材料的选择
水泥混凝土路面板底脱空压浆是通过压浆泵的压力推动，将拌和充分的板底填充料经过压浆管、压头挤入板底并渗透至路基的孔隙中。因而要求拌和物应有较好的粘聚性、较高的流动性和较小的干缩性，并要求在压浆过程中不离析，不泌水。
4.3.1胶凝材料的选择。要保证压浆拌和物能顺利地压入板底，要求压浆拌和物具有良好的可泵性、保水性、泌水性较小的水泥作为压浆拌和物的胶凝材料。硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥均可。但硅酸盐水泥产量少、价格高，因而一般选用42.5号普通硅酸盐水泥。
4.3.2掺和料的选择。在压浆拌和物中掺入适量的掺和物，不仅可以降低成本，而且能增加压浆拌和物的流动性能。具有这种性能的掺和物有两面种：一种是砂；另一种是粉煤灰。以砂作为掺和物既经济又能就地取材，但是由于砂的主要成份是二氧化硅，其硬度较高，对泵送设备及管路磨损较大，易导致压浆设备的损坏。因而一般不宜采用。而粉煤灰中含有大量的空心玻璃微珠，可以解决为了提高压浆硬化物的强度而减少水灰比和为了提高拌和物的可泵性而需增加水灰比的矛盾。同时，由于粉煤灰能与水泥的水化物产生二次水化作用，使硬化物更加致密，强度更高；另外由于空心玻璃珠的吸水性能，在拌和物终凝后，还可以不断释放出少量的水参与养生，减少收缩。因此，粉煤灰是压浆掺和物的首选材料。合淮路选用了合肥电厂生产的超细粉煤灰。
4.3.3膨胀剂的选择。混凝土路面板底压浆是为了恢复面板与基层或路基的密贴，使基层对面层的支撑均匀。但由于压浆拌和物在硬化后，会产生一定量的收缩，使面板与基层不能完全密贴，为此，需要在压浆拌和物中掺入适量的膨胀剂。而膨胀剂的型号及性能不同，其作用时间及膨胀率也不尽相同，一般宜选用中期膨胀剂。根据膨胀效果膨胀剂又可分为强膨胀剂和微膨胀剂，可根据实际需要选用并适当调整用量。合淮路压浆选用了铝粉作为膨胀剂。
4.4压浆设备的选择
公路压浆设备宜选用结构紧凑、简单，操作维修方便的钻孔取芯机和自带电源，双循环的压浆泵。
4.5压浆配合比的确定
压浆拌和物的稠度太大，硬化后强度高，但是可泵性差，容易造成堵管。太稀硬化后收缩量大，不能达到密贴作用。因此，压浆拌和物配合比确定应根据不同季节来确定，根据笔者在合淮路的实践情况看，认为夏季宜采用水泥：粉煤灰：水：膨胀剂=1:0.50:0.85：0.01,冬季宜采用2:0.65:0.80:0.02的配合比。
4.6压浆材料的准备
将水泥、粉煤灰放入搅拌筒，搅拌30S，然后加入所需的外加剂搅拌30S，再加水充分拌和均匀。
4.7压浆
4.7.1将膨胀橡胶灌浆栓塞或与装配有出料口相接的软管插入孔内，出料口不宜伸至混凝土板底部以下，以免影响浆体的压入。压浆时要连续地向泵内送浆，直至观察到有浆液从周边孔中和板块接缝中冒出或板块开始抬升并且浆体流动线路内的压力迅速升高时为止。
4.7.2水泥混凝土路面板底脱空压浆压力的确定至关重要。压力过大易造成面板拱起或断裂，过小则无法压满脱空面。而压浆的压力因灌浆机的型号不同。其压力表所反映的实际压力也不同。因此，对压力表应进行在施工现场作试验标定。经现场用水准仪测定水泥板拱起状况及断裂试验：当压力达到2~6Mpa时，水泥板开始拱起；当压力达到6Mpa以上时，水泥板开始断裂。经总结，笔者认为压浆压力控制在1~2Mpa为宜并应持续一段时间。
4.7.3压浆时应封闭施工区域。每个压浆孔压完浆后应拔出灌浆栓塞并立即插上木塞，以便有足够的时间使浆液充分凝固并在回复压力的作用下不会将浆液从孔中挤出。待浆液初凝后方可将木塞拔出并用快凝的高标号水泥砂浆将压浆孔密封，并抹平与路面等高。相邻压浆孔之间的若有裂缝可用喷涂环氧树脂的方法封堵以免溢浆。
4.7.4流到路面上的浆液应在压浆结束后立即清除，并用水冲洗，以免污染路面。如果有浆液流入纵、横缝内应及时清除，并将损坏的接缝用填缝料填好。养护期内严禁车辆通过压浆区。
5 结束语
在水泥混凝土路面维修养护中，采用压浆的目的是为了恢复路面结构的支承作用。压浆作为一种预防性维护措施，最好在板块刚一出现沉降或支承丧失的情况时就尽快地进行。支承丧失的表现是路面弯沉增大，路面接缝处形成错台，行车道或路肩的接缝和裂缝处积存细屑。在路面板块尚未发生严重裂缝时，压浆是一种比较经济的修复办法。但如果初始弯沉很小并在原路面结构层的设计范围内，最好不要压浆，因为压浆所造成的扰动可能会对板块的稳定性产生影响。压浆不能提高结构的设计承载能力，也不能完全消除板块的垂直沉降。但由于空隙被填充，能明显的减小路面弯沉，恢复路面结构的整体性。
我们在k1016+000~k1033+000计17km路段的压浆施工中，着重考虑了旧板的均匀支撑，对仅有裂缝的破碎板均采用压浆处治，而未采用破碎板置换的方式。通过对路面板底脱空及路基不密实的路段进行压浆处治，每年可节约大量养护资金；同时压浆处治对行车影响不大，还可避免清除的破碎板废碴对环境的污染，具有良好的社会效益。
压浆技术不仅可以作为水泥混凝土路面养护的预防性措施，同时也可作为旧水泥混凝土路面改善（加铺水泥混凝土路面或沥青混凝土路面）工程的重要辅助措施。随着压浆设备的发展，压浆技术在公路养护中将会得到进一步的推广。