浅谈水泥混凝土路面板底脱空压浆技术在工程实践中的应用研究

中国水利水电第十六工程局有限公司，福建福州 350003

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摘要：对道路产生影响和破坏的因素众多，面板脱空对道路运行危害和隐患较大，是旧道路病害处治的重要任务。本文通过工程实例，对道路水泥混凝土板块脱空的调查情况和分布范围进行了分析，阐述了脱空板底采用水泥浆进行压浆处治的主要工艺和质量控制措施，并对压浆后的效果进行了总结和评价，压浆效果较好对改善路面状况有积极的作用。

关键词：水泥混凝土板底脱空压浆技术

社会日益发展交通量不断增大，路龄不断增长，交通荷载长期反复作用，板间传荷能力逐渐下降，板块接缝材料老化或损坏，加之部分道路年久排水系统损坏渗漏、气候环境变化等影响，使水泥混凝土道路出现局部的唧泥、脱空等病害，长年累月板块脱空将会加剧，继而诱发板块沉陷、断裂等危害，影响路面使用寿命及交通运行安全。为此，必须对脱空板块进行详细调查，并尽早采取有效的防止措施，以改善路面结构稳定，保证道路的正常使用功能。

1工程概述

四川某城区主道路长度约3.6㎞，原道路为水泥混凝土面板，路幅宽度45m，其中行车道为双向六车道宽21m，按3.5m×4m分块;两侧辅道各宽5m，按4m×5m分块。道路结构层为24㎝水泥混凝土面层、20㎝水稳碎石和20㎝天然砂砾石基层。设计要求对原道路旧水泥混凝土板块进行病害处治后，面层加铺沥青混凝土黑化施工。该道路已通车运行近10年，根据现场调查和检测，道路存在不同程度的脱空和局部板块断裂，面板脱空的情况较普遍涉及范围较大，对道路运行危害和隐患较大，是旧道路处理的重点。

2板块脱空情况

2.1 脱空检测

道路位于老城区，交通流量较大，对道路进行半幅封闭，采用人工检查和弯沉检测的方式判定道路混凝土板块是否脱空。人工检查主要是通过以现场板块完好情况和过车时有无空洞声、唧泥翻浆、震动翘曲等相结合的形式进行初步判定;弯沉检测是委托具有相应资质的试验检测单位采用落锤式弯沉仪检测弯沉，单点弯沉法评价脱空检测，根据设计和规范要求，旧水泥混凝土路面板块接缝或裂缝处的板边弯沉超过0.20㎜的，即确认为板块脱空。

2.2 脱空范围

现场共检测3537个混凝土板块，根据弯沉检测数据统计，水泥混凝土面板脱空板块2007个（弯沉值超过0.2㎜），一半数量的板块存在不同程度的脱空，最大弯沉值0.48㎜。将弯沉检测点位和数据绘至道路平面图可知：（1）板块脱空数量占道路总板块数的56.7%，脱空分布较广，面积较大;（2）行车道板块脱空较辅道数量多、范围广、弯沉值大;（3）行车道道路两侧板块较道路中间板块脱空更多。见表1：

2.3 处治方式

依据设计和相关规范要求，原道路在加铺沥青混凝土前，必须对现状水泥混凝土板块病害进行处理，结合现场实际情况板块脱空处治是治理病害的重要环节。该道路脱空板块的弯沉值在0.50㎜以下，集中分布在0.20㎜～0.30㎜之间，对脱空密集区和弯沉值较大的区域进行钻孔取芯，根据芯样判断板下脱空部位基本处于板底和基层之间，设计要求脱空的混凝土板采取板底压浆加固补强处理。通过压浆填充板底空隙，部分能渗入基层，使板体与基础胶结成为整体，可改善路面和基层的稳固性，以降低水泥混凝土面板脱空对路面结构的影响，延长道路使用寿命。

2.4 质量控制标准

为保证工程施工质量，根据设计和规范要求，结合相关工程经验，确定以下主要质量控制标准：（1）压浆过程中按规范取样做强度试验，3天强度达到5MPa以上，方能开放交通;（2）采用钻孔取芯，抽检5%压浆板块，保证板底压浆浆液填充合格率超过90%;（3）压浆后7天进行弯沉检测，处治后的弯沉值控制在0.2㎜以下，压浆处治一次性合格率达到95%;（4）压浆完成1年后，道路无明显次生病害。

3板底压浆主要工艺和措施

3.1 浆液材料及配比

3.1.1 浆液材料

板底脱空压浆浆液材料性能和配合比是保证压浆质量的关键。压浆加固对压浆材料性能的要求较高，压浆材料要满足流动性好、早强、无离析、无收缩、无泌水等要求，才能通过压浆真正实现对路面板块脱空的加固补强稳板作用。

为提高浆体硬化强度，采用42.5号普通硅酸盐水泥;掺加Ⅱ级粉煤灰，可节约水泥用量，有助于浆液的和易性和可泵性;为抵消水泥浆体硬化收缩，提高硬化浆体与面板和基层的粘接，掺入一定剂量的UEA型膨胀剂，水泥、粉煤灰、膨胀剂和水共同混合拌制成水泥浆。

3.1.2 配合比试验

选用上述符合国家标准的当地材料，设计及规范要求板下封灌水泥浆水灰比宜控制在0.4～0.5之间，在规定的水灰比范围内对浆液进行试配和试验。根据工程经验和相关试验成果，UEA型膨胀剂掺量宜为6%～10%，试验按8%掺配;粉煤灰掺量（内掺）宜为15%～30%，试验取20%、25%、30%试配;据此对纯水泥净浆和粉煤灰水泥浆分别进行了现场配比试验和检测。

从以下5种配合比试验结果来看水泥浆液3天、7天抗压和抗折强度均满足规范要求及现场质量需求。从技术可行、经济合理的角度对比分析，弯沉值超过0.3mm，选用配比2板块脱空弯沉值在0.3mm以下选用配比4。

3.2 压浆主要工艺流程

压浆主要工艺流程包括：布孔→钻孔→清孔→制浆→压浆→封孔→养护。

布孔：根据现场路面调查和弯沉检测，绘制板块脱空平面图，标注脱空部位和弯沉值，并标记好压浆孔位和压浆顺序，以便施工使用和后期对照压浆效果。根据设计要求，每个板块布设3～5个压浆孔，压浆孔头位置布置于板块4个角隅处，距板边约60㎝～80㎝，结合板块裂缝或下沉量情况，压浆孔可作适当调整，以利于浆液灌注。

钻孔：根据平面图在现场标记好压浆孔位，采用钻芯机造孔，孔径50㎜（与灌浆栓塞头直径相适应），孔深以穿透板厚为宜，路面水泥混凝土板厚约 24㎝，钻孔深度控制在28㎝～32㎝。

清孔：钻孔完成后，采用压浆泵压缩空气橡胶管连接孔口对板底进行吹气，清理孔内灰尘和杂物，吹气清扫过程中孔口密封严密，清理后孔内应保持干燥，以便于浆液灌注。

制浆：将水泥和膨胀剂按比例放于搅拌机内拌匀再加水拌和，搅拌至浆液均匀无灰团结块方可使用，使用过程中应持续拌和防止浆液沉淀。

压浆：将压浆栓塞严密固定于压浆孔中，栓塞底部与基层之间留有间隙，便于压力送浆。采用压浆泵将拌好的水泥浆压入板底，压力控制在1MPa～2.5MPa，压浆前对压浆泵压力表进行校定。从脱空量大的地方或板边孔开始灌注，压浆时应缓慢均匀加压，直至邻孔或接缝位置冒浆，冒浆孔采用圆橡胶塞封堵，稳压3min～5min，使浆液在板底充分流动渗透方可拔除注浆管;若周边孔未出现冒浆情况，则适当加压继续灌注一段时间，待浆液凝固后，逐个灌注其它孔位，再重新扫孔二次压浆，直至达到规定的压力值。压浆过程中若板块略有上升，控制抬升高度小于3㎜，应停止压浆。

封孔：压浆完成后，拔除注浆栓塞，立即插入橡胶塞封住孔口，浆液有充分的时间凝固后，将注浆孔压浆头和冒浆孔橡胶塞拔除，采用钻孔时取出的混凝土芯样和快凝砂浆将孔洞封堵严密平整。残留在路面上的灰浆应及时用水冲洗清扫干净，防止污染路面。

养护：压浆完成，禁止车辆通行，浆液硬化后强度达到5MPa以上方可开放交通，一般养护3天为宜。

4压浆效果及评价

4.1 试验段压浆成果

在大面积压浆施工前，选取桩号K0+450～K0+650段作为板块脱空压浆试验段，该路段共333个板块（其中车行道251块，辅道82块），有208个板块脱空，根据设计及相关规范，结合工程实践经验，按上述方案对脱空均进行板底压浆加固处理，压浆完成7天后进行弯沉检测弯沉值均在0.02mm以内，弯沉值在0.01mm以下的板块占比近95%，取得了良好的效果。见下表4：

4.2 工程应用效果

根据压浆材料性能检测及试验段实施验证，结合现场实际，对该道路旧水泥混凝土脱空板块进行板底压浆处理。压浆过程中按规范取样做强度试验，3天抗压强度均达到20MPa以上，以此保证路面板块足够的承载力，路面使用会更长期稳定耐久。压浆后7天采用落锤式弯沉仪对每个板块进行弯沉检测，压浆处治2007个脱空板块，经弯沉检测检验仅有23个板块实施二次压浆，压浆处治一次性合格率超过95%。压浆后弯沉检测数据显示，压浆处治后弯沉值均在0.2㎜以下，且近95%板块弯沉值小于0.1㎜，板间弯沉差也得到了较好的控制，压浆稳板达到预期效果。在灌浆孔周边1m范围钻孔取芯，共取108个芯样，102个芯样底部明显带有一定厚度灰浆，灰浆与道路结构层粘接紧密，板底压浆浆液填充合格率超过90%。压浆完成经检测合格后，现场观察车辆通行时板块无明显的翘动和震动，也没出现空洞声。路面实施加铺沥青混凝土黑化施工至今已有1年，道路尚未出现明显的反射裂缝、沉降凹陷等问题，板底压浆达到了稳板加固的效果。见表5、图3。

5结语

通过工程实践证明，板底压浆是整治水泥混凝土道路板块脱空病害的一种行之有效措施，其费用较经济、施工速度快、交通影响小、处治效果好，有助于充实板底空隙，修复路面结构层联结，加强基层对水泥混凝土面板的支撑作用，改善面板受力传荷状态，增加面板和基层的稳定性，可以延缓和减少道路其它次生病害的发生，在一定程度上延长道路使用年限，因此加强对道路板块脱空压浆加固补强措施的研究具有良好的经济和社会效益。

作者简介：王瑞峰（1984 - ），男，本科，高级工程师，长期从事市政、道路、水利水电等施工管理工作。

参考文献：

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[2] JTJ 073. 1-2001，公路水泥混凝土路面养护技术规范[S].

[3] 雷莉，旧水泥混凝土板压浆材料及处治技术研究[J];湖南交通科技，2009，35（3）.

[4] 张海亮，旧水泥混凝土路面压浆稳板关键技术研究[J];中国新技术新产品，2019（1）.

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