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水泥混凝土路面板底脱空原因及灌浆处理
2011-11-09 来历:筑龙网
水泥混凝土路面归于高档路面,是高速公路、一级公路路面的首要办法之一。它归于刚性路面,板体刚度较大。水稳性比较好,受温度影响小,且具有承载才干大,保护费用少,抗磨耗才干强,运用寿数长,施工机械简略等长处。但因为其接缝较多,对超、重载较为灵敏,易发作脱空、唧泥等病害,然后导致路面破损。水泥混凝土路面板底脱空是构成路面板开裂和错台的直接原因,尤其是在接缝处发作的脱空。假如不及时进行辨认和处置,必然构成路面面板的开裂和路面运用功能的衰变,这将会大大下降路面的运用功能。因而怎么防备与管理脱空、唧泥等病害,搞好水泥混凝土路面的保护,延伸公路的运用寿数,改进其通行才干,具有十分重要的含义。

    一、  水泥混凝土路面板底脱空原因

    水泥混凝土路面交付运用后,在交通荷载和环境的效果下,会逐步在板块和底层之间呈现空地,即发作部分脱空,或称之为原始脱空区。混凝土路面的部分脱空现象较为常见且散布较广。脱空的呈现对水泥混凝土路面板的受力极为晦气的,因为它改变了路面的力学结构,使弹性地基上的弹性薄板受力办法不复存在,

    取而代之的是一品种悬臂梁或类简支梁受力形式(如图1)。加上混凝土抗弯拉强度很低,脱空后路面一般会敏捷开裂、破碎。假如不及时采纳相应的办法,跟着水的浸入,在行车荷载的效果下,经过重复抽吸循环,将使脱空面积加大,面板更简单发作决裂。

    严峻影响行车质量和路面的运用寿数,也会添加后期的修理费用和难度。板底脱空发作的原因如下:
    

    (一)底层材料挑选不合理

    底层材料级配不行合理或细料太多,不耐冲刷,稳定性、防冻性差,简单构成脱空。

    (二)接缝、裂缝未及时填封

    接缝料损坏或缺失,构成水的浸入。水的进入使底层材料强度、刚度进一步下降,此刻在荷载的效果下,强度较低的路面就会呈现比其他部位更大的变形,且很难康复而构成脱空。浸入的水在荷载效果下在板下活动,冲刷底层外表。在重复的揉捏和抽吸效果下,挤水与底层资猜中的细料构成泥浆,沿接缝缝隙喷溅而出,使脱空面积进一步增大,构成恶性循环。

    (三)水泥混凝土路面自身的缺陷

    水泥混凝土路面底层材料的刚度远小于水泥混凝土路面的刚度,在行车荷载的效果下,面层和底层对弯沉变形的康复不一样,导致面板在荷载脱离后康复原状,而底层残留部分变形无法康复,因而呈现底层与路面板的脱离,构成脱空。日趋增大的交通量和重载、超载车的不断增多,更加重了脱空病害的发作与开展。

    (四)路面排水系统的缺陷

    路面排水系统存在缺陷,使本应及时排走的水很多长期滞留在路面上,必然路面积水会下渗至底层,构成部分底层软化,下沉构成脱空。

    (五)路基密实度缺乏

    路基密实度缺乏,尤其是高填方路段,因为路基填筑材料的不均匀性,构成工后沉降也不均匀,然后构成板底脱空。填石路堤

    未振荡夯实或路基规划填土高度较低,当两边为农田或渔塘时,会导致地下水位升高,地下毛细水浸蚀底层使部分强度下降也会呈现脱空现象。

    (六)自然环境要素的影响

    温度和湿度的改变也对面板发作影响,很简单引起板的翘曲变形;为防止过大的温度应力使面板开裂或拱起而设置的纵缝、横缝,跟着面板的缩短、胀大、裂缝也跟着打开、闭合,这些都为水的浸入发明了条件。

    二 、灌浆技能施工

    (一)脱空板的确认

    近年来,路途路面脱空检测设备及其相应的检测技能得到了敏捷的开展,现在国际上比较常用的办法有:落锤式弯沉仪(FWD)判别法;声振检测法。我国还常用贝克曼梁检测法,除此之外还有:人工敲击法;外观判别法等。

    落锤式弯沉仪(FWD)判别法在国外得到了广泛的使用,可方便地测定弯沉曲线,具有测验速度快、精度高、精确率高的长处,是进行混凝土路面弯沉量测的较为抱负的设备,但该设备贵重粗笨,操作杂乱,需专业人员帮忙,检测成果需要从原检测数据中提取后,再进行二次判别才干得出,辨认率较声振法较低。

    声振法是一种快速简洁的无损检测办法(如图2)。它具有辨认率高 ,造价低,速度快,可操作性强,对交通影响小等特色。其速度至少是FWD的三倍,数据处理方便水

    泥路面脱空检测仪现场能够输出检测成果,并与道路桩号对应。但精确率不如FWD判别法。

    贝克曼梁(Benleman Beam,简称BB),即在规则的规范轴载

    效果下,路基或路面外表轮隙方位发作的笔直变形值(回弹弯沉),使用载重汽车加载,人工读取百分表的读数,以此来丈量路基或路面外表的回弹弯沉值。该办法以人工操作为主,作业强度大、速度慢。

    外观判别法和人工敲击法是人工对路面板进行肉眼调查和敲击,依据经历得出脱空规模和程度,但无法对板底进行调查别,这两种办法的缺陷是主观性强,很不精确,即使是有经历的工程师也不能防止错判、漏判。

    (二)板下灌浆的必要性

    在修正水泥混凝土路面时,选用板下灌浆的意图是为了康复对路面结构的支承。板下灌浆作为一种防备性保护办法,应在板角刚一呈现支承损失的状况时就尽快地进行。支承损失的表现是弯 沉增大,横向接缝构成错台,交通车道或路肩的接缝和裂缝邻近积存细屑。在路面板没有发作严峻裂缝时,板下灌浆是一种比较经济的修正办法。假如初始弯沉很小,最好不要灌浆,因为板下灌浆所构成的扰动或许会使弯沉增大。板下灌浆不能纠正沉降,不能进步结构规划才干,也不能消除因板内温、温度改变及板上交通荷载而构成的笔直错台。可是因为空地被填充,减小了弯沉,康复了结构的全体性,因而减小了未来发作唧泥以及错台和板开裂的或许性。只要在支承才干损失程度有限的接缝、裂缝处才进行板下灌浆。

    (三)加固机理

    在现有混凝土路面规划理论中,把混凝土板看作是小挠度弹性薄板,其假定条件是面板与地基间彻底触摸(不脱空)。一起混凝土板是一种脆性材料,抗压强度高、抗弯拉功能差。在正常状况下,面板均匀支承时,不管荷载效果方位,应力都较小。而一旦脱空,板角处因为根底支撑的损失处于悬臂状况,板内将发作过大的应

    力、剪力,混凝土板很快到达极限寿数。水泥混凝土板灌浆是经过注浆管,施加必定压力将浆液均匀注入板底空地、板下底层中,以充填、浸透、挤密等办法,赶走板底、底层裂隙中的积水、空气后占有其方位,经人工操控一段时刻后,浆液将本来的松懈颗粒或裂隙胶结为全体,构成一个杰出的“结石体”。灌浆改进了板底原有受力状况,康复板体与地基的连续性。到达加固根底,管理病害的意图。

    (四)浆液材料基本要求

    常用的水泥浆材料包含:水泥、粉煤灰、水、外加剂等。将浆体制成7. 07 cm ×7. 07 cm ×7. 07 cm立方体试件,保护7 d 后,

    使其抗压强度到达5MPa 以上。制成的浆体应具有杰出的可泵性、和易性、保水性,浆体过稠不能均匀布满板底空地,浆体过稀,干缩性大。在施工中,有时为防止浆体的干缩,浆液中宜掺加必定量胀大剂。活动度是影响可灌性的首要要素,一般活动度越高,可灌性就越好。因为在现行规范中未对此做明确规则,参照预制梁板压浆施工经历,选用水泥浆稠度实验漏斗(体积1725ml ±5ml) ,以浆体自在悉数流完的时刻作为活动度来操控(详见《公路桥涵施工技能规范》JTJ 041 - 2000 附录G - 11) 。其间,在室温条件下,纯水的流出时刻为8 s (室内实验成果) ,浆体活动度不该小于16 s ,掺减水剂的浆体可减小到12 s ,活动度最大应不大于26 s。 在施工中,浆体活动度不宜过小,操控在20~26 s之间较好,不然

    会发作泌水现象。在规范条件下,不同水灰比、不同材料配比之间的活动度成果及试件强度不同,在相同水灰比状况下,活动性跟着水泥与粉煤灰的份额发作改变,一起,粉煤灰份额也影响水泥浆的后期强度,水灰比越大,则浆体的强度会逐步下降,因而不宜选用过大的水灰比。

    (五)灌浆施工

    灌浆技能分为水泥灌注法和沥青灌注法,灌浆孔位布设应依据路面板的巨细、下沉量巨细、裂缝状况以及灌浆机械、灌浆压力来确认,一般为3~5 孔,灌浆孔巨细应和灌注嘴巨细共同,一般为5cm 左右(如图3)。灌注机械可用压力灌浆机或压浆泵。灌浆次序应从沉

    陷量大的当地开端,由远到近,由大到小。灌浆压力的操控应视混凝土板的损坏及脱空状况详细确认。当浆液从接缝处或另一注浆孔冒出,就可以为完结该孔注浆,即中止注浆,敏捷移至另一注孔持续作业。待浆体抗压强度到达3 MPa时,用水泥砂浆堵孔,即可敞开交通。

    (六)注浆留意事项

    经过现场实验总结如下几点留意事项:

    1、当混凝土板纵横缝有浆液冒出,持续注浆10~20 s 即应中止。若板底有积水,积水会在压力下从缝隙冒出,并呈现冒气泡现象,持续注浆直至中止冒泡且浆液冒出10~20s 即中止。

    2、 关于裂缝及板边际冒浆压强无法上升,则先让浆液凝结后,再从头钻孔注浆。

    3、浆液从相邻板缝隙或硬路肩缝隙冒出时 ,当即中止注浆。

    4、注浆时发现浆液从压孔、泄气孔、已压孔溢出时使用木塞压紧10 min,拔出木塞具,此孔无须再进行注浆。

    5、注浆时应留意高压管前不能站人,防止喷浆伤人。常常查看机械,作好防水、防漏电作业,防止安全事端发作。

    6、注浆施工后,必须用清水将各部件、管道冲刷洁净。

    (七)压浆效果查验与剖析

    混凝土板底压浆的意图在于填充板底空地,给板块供给一均匀的支承,削减板的翘动和轰动。咱们经过以下几种办法查验压浆效果:

    1、直观调查压浆前后重型车辆经过脱空板时的运动位移状况(限于压浆前有显着笔直位移的板块),压浆前后比照适当显着,板的翘动、轰动起伏显着下降,笔直位移大起伏减小。

    2、钻孔取芯查看灰浆充填状况。

    3、选用贝克曼梁测弯沉法对压浆板逐块检测板四角弯沉值。

    (八)压浆工艺存在的问题

    选用注浆技能处治板底脱空是一种新式的防备性保护工艺,其还存在如下一些问题:

    1、怎么精确地确认空地的方位和巨细,怎么鉴定压浆是否充分。

    2、压浆处理脱空、断板、错台、沉陷、唧泥等病害具有必定的效果,但通车实践标明,压浆处理过的板块会发作新的以封孔为中心的放射状裂缝,在抬升错台、沉陷板块时,会发作板角翘曲的现象。

    3、因为压浆浆液散布不密实,简单发作应力集中点,构成桌腿式支撑和新的空地。

    三 、结 语 

    灌浆技能作为一种新式的加固技能,可广泛地运用到公路施工其他方面,如:高速公路桥头跳车、软土地基处理、机场路加固等。并且因为其处治质量首要操控目标—弯沉与旧板加铺沥青混凝土面层的规划目标相吻合,具有必定科学性,所以也适用于旧板加罩沥青面层的旧板加固中。大多数破损板自身的质量杰出,病害首要是因为下承层构成的。有关材料主张灌浆钻孔深度一般为混凝土板底3~5 cm。传统的“换板”只能改进板自身状况,而板下灌浆经过灌浆压力可把浆液浸透到相邻混凝土板下,起到灌浆一块板加固几块板的效果。 
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