浅谈路面工程施工中注浆技术的应用

　　摘要:本文主要探讨注浆技术在道路工程中的应用，从常用的注浆处治水泥路面脱空板出发，结合工程实例，研究水泥注浆补强加固沥青路面基层和预铺柔性管注浆新技术的施工工艺、加固机理以及注浆效果。
　　关键词:路基；沥青路面；水泥路面；注浆
　　0引言
　　水泥混凝土路面作为目前我国公路主要的两大路面类型之一，其发展趋势及应用前景在未来的一段时间里仍占主导地位，与沥青砼相比，它具有强度高、刚度大、受温度影响小、使用寿命长等优点。工程技术人员开始结合注浆技术与其它施工技术的优点，在施工工艺上开发了多种新的注浆技术:中空锚管注浆、水平注浆工艺、钢花管压力注浆技术、水平回填灌浆等，这些新技术均是对既有注浆加固技术的发展和深入，并在实际应用中均取得了较好的施工效果。
　　1注浆处治水泥路面板脱空
　　公路在路基、材料等内部因素和超限运输车辆、雨水等外部因素的共同作用下，水泥混凝土路面板出现了裂缝、破碎、桥头下沉跳车等严重病害，严重影响了行车舒适和安全。
　　1.1病害分析
　　引起水泥混凝土路面的这些病害的原因有很多，其中尤以超限、雨水侵入路面为主要诱发因素。雨水从接缝或裂缝处侵入路面，基层材料受到浸泡，在车辆荷载的反复作用下，发生泵吸作用，使基层材料从接缝中以泥浆的形式溅出，导致路面板底脱空、局部基层材料松散、失去对路面板的板体支承能力。如不及时修复，很快会发展到破碎板，危害性极大，将严重影响公路的通行能力和使用寿命。
　　1.2施工工艺
　　处治板底脱空可采用灌水泥浆的方式，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，处理方法如下：
　　(1)钻孔。用凿岩机在路面上打孔，孔的大小应和灌注嘴一致，一般为50mm左右，灌浆孔与面板边的距离不应小于0.5m。一般情况下，在一块板上的灌浆孔可设置为5个，见图1
　　(2)灌浆。灌注机械用压力灌浆机或压力泵，灌注压力1.5-2.0MPa，灌浆作业应从沉陷量大的灌浆孔开始，逐步由大到小。当相邻孔或接缝中冒浆可停止灌浆，并用木楔堵孔。
　　(3)封孔。待砂浆强度达到3.0MPa时，用水泥砂浆封孔。
　　灌浆后注意观察接缝变化情况，有些缝隙加宽应及时补灌，对于已失去填缝功能的地方，采用锯缝灌注填缝料的方法处理，防止水进入路面、路基，造成新的病害。同时，灌浆后的4-8小时内严禁车辆碾压灌浆区，并至少养生3天。
　　1.3压浆效果的检验
　　脱空板注浆后可采用落锤式弯沉仪（FWD）检测注浆效果。
　　压浆完成后3天，用FWD对压浆板检测弯沉或弯沉差，当板角弯沉值大于0.10mm，或板横缝弯沉差大于0.O5mm时应重新压浆。验收时质检部门应随机抽查20%，不合格的混凝土板应补压浆，直至合格为止。
　　
　　图1灌浆孔平面布置示意
　　
　　2注浆补强加固沥青路面基层
　　2.1案例分析
　　某沥青路面公路通车后，随着当地经济的快速发展，交通量增大，重型车辆增多，导致部分路段出现了龟裂、块状裂缝、纵向裂缝、横向裂缝等病害，拟通过沥青路面浅层注浆来提高路面的整体强度，治理沥青路面裂缝及沥青路面沉陷等病害，改善行车的舒适性和安全性。
　　2.2浅层注浆施工工艺
　　通过试验段的施工，并结合以往公路工程的注浆经验，制定沥青路面浅层注浆的施工流程为:测定孔位→钻孔→安装止浆塞→配制浆液→第一次压浆→第二次压浆→封孔、养生→下一个压浆孔。
　　2.3浆液技术指标
　　注浆浆液材料包括水泥、粉煤灰、外加剂，水泥为32.5级普通硅酸盐水泥；粉煤灰为二级；膨胀剂选用AEA(铝酸钙膨胀剂)；减水剂选用FDN-I高效减水剂；水为自来水。
　　经过相关试验确定，施工配合比为水泥:粉煤灰:水:膨胀剂:高效减水剂=1:0.55:0.75:0.10:0.005。
　　一般注浆压力控制在0.2-0.3MPa，且不大于O.5MPa，在实际操作过程中可以适当予以调整。注浆浆液必须满足以下有关要求:
　　(1)浆液具有流淌密实性，泌水率不得大于1%；
　　(2)早期具有一定的微膨胀性，14天水养护膨胀率大于0.1%；
　　(3)初凝时间不能早于2.0小时，终凝时间不超过3.5小时；
　　(4)3d抗压强度应达4.0MPa以上，28d抗压强度应达6.0MPa以上；
　　2.4成孔要求
　　补强路段注浆沿行车方向在超车道、行车道按正三角梅花布置，采用薄壁金刚石钻机水钻成孔，考虑止浆塞直径和金刚石钻头的直径系列，开孔直径63mm，相邻孔洞中心间距150cm，钻孔深度55cm，垂直度小于1%，成孔后应将孔内清理干净。裂缝注浆沿裂缝两侧错位布孔，钻孔在无异常情况下，不得挪移孔位。
　　2.5止浆塞制作与安装
　　止浆塞采用镀锌管和皮碗制作，在注浆管上安装两个止浆皮碗，止浆塞安装位置在导浆管距路面表面以下20cm处。将制作好的止浆塞轻放于已钻好的注浆孔中，然后拧紧封闭外环隙，露出地面10cm即可。这样，在确保孔内的注浆压力的前提下，既可防止浆液从注浆孔中冒出，又可防止浆液进入沥青面层而破坏沥青路面。
　　2.6注浆
　　补强路段注浆先注路面外围孔，后注中间孔，跳跃间隔进行。从试验段施工的情况看出，开孔间距1.5m时，相邻孔冒浆很多，后采取跳孔开孔施工。即在车道方向按3.0m间距施工，分两遍注浆，这既可减少第一遍注浆时相邻孔冒浆多的问题，又可通过第二遍注浆检验第一遍注浆效果。
　　2.7封孔要求
　　注浆工作完成后将导浆管拔出，每注完一孔用木楔堵孔，待浆液抗压强度达到3.0MPa时用水泥浆液封孔至沥青面层以下15cm，原沥青路面15cm采用热沥青混凝土封孔。养生三天后方可进行罩面处理，整个工序结束后，及时清理现场，保证路面清洁。
　　2.8浅层注浆的质量检验
　　(1)施工中的检验包括严按施工配合比施工、浆液强度指标抽查、控制注浆压力及注浆量等。通过浆液强度指标抽查，各龄期的指标均达到设计要求。
　　(2)施工完成后，选取有代表性的5个断面进行抽芯检验，从抽芯的结果看，芯样全部有浆液进入，厚度达5-20mm，说明原路面的上下基层间已经填满，提高了路面的整体强度。
　　(3)通过钻孔注浆补强后，弯沉代表值满足原路面的设计要求，说明浅层注浆补强对提高路面整体强度效果明显。
　　3柔性管注浆处治新旧路基差异沉降
　　3.1存在问题
　　旧路基在自重荷载和车辆荷载的长期(10-30年)作用下，路基沉降趋于稳定。如在原路堤旁拓宽路基，新路基在自重荷载和车辆荷载作用下还会产生一定的固结沉降，造成沉降差，影响拓宽后路面的行车舒适性和安全性，处理好新旧路基的差异沉降是旧路拓宽的关键性问题。
　　3.2施工工艺
　　在新旧路基结合部预埋柔性注浆管，待路基分层填筑完成后，通过对柔性注浆管的注浆，使新旧路基的结合部充填水泥浆液，提高该区域的土体强度，减少该区域的工后沉降。
　　柔性注浆管注浆采用42.5级普通硅酸盐水泥，处理方法如下。
　　(1)加工柔性注浆管。选用管材的基本参数包括:直径25mm；长期正常工作压力1.0MPa；爆破强度≥4.0MPa；管环径向拉伸力≥2500N；注浆管内外层聚乙烯，耐腐蚀性能好；管材可弯曲超过900不反弹；安装使用简易；管内壁粗糙度为0.007mm,水力性能优。据已有类似中空锚管注浆的注浆孔布置，注浆开孔节长L=30-50cm(孔开口垂直方向长度)，注浆开孔直径8mm。
　　(2)注浆。待路基填筑完成后，采用BW-160H型专业注浆泵对预铺水平柔性管材进行注浆，注浆压力控制在1.0MPa以内，有明显冒浆或注浆压力大于1.2MPa时，可停止注浆。
　　3.3效果检验
　　注浆后为了更加直观的对土体加固范围、加固效果及注浆实现机理进行了解，在注浆完成后自然养护3-5天后对实体土体进行了开挖检查。从开挖土体看出:注浆浆液在土体中扩散的过程中既有较均匀的渗透也有连续贯通的劈裂浆脉，且渗透注浆范围较劈裂注浆范围大。浆液扩散以渗透注浆和劈裂注浆为主，并在劈裂浆脉两侧伴随一定量的压密注浆。
　　4结束语
　　水泥压浆处理脱空板效果显著，浅层注浆技术可有效地应用于沥青路面基层的补强，柔性管注浆可有效地处治新旧路基的结合部，降低新旧路基的差异沉降。采用浅层压浆处治沥青路面基层虽能提高沥青路面基层的整体强度，但在实际应用时仍应结合工程实际，控制注浆压力，避免对沥青路面面层造成破坏。
　　参考文献
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