水泥混凝土路面板底脱空检测及注浆处治技术研究

水泥混凝土路面板底脱空检测及注浆处治技术研究

谭增良

湖南省第三工程有限公司

摘要：水泥混凝土路面易随使用时间的延长而逐步显现出病害，其中以面板板底脱空较为典型，若缺乏行之有效的处治措施，则容易诱发更为严重的问题。鉴于此，笔者结合工程实例，围绕路面板底脱空检测及处治技术展开探讨，提出一些作业要点，以期起到抛砖引玉的作用。

关键词：水泥混凝土路面；板底脱空；检测；处治技术

受车辆荷载、雨水侵蚀、日晒等多重因素的作用，水泥混凝土路面的稳定性受到影响，局部混凝土板底无法与基层形成紧密贴合的接触关系，从而出现板底脱空的情况，其会严重影响路面的稳定性，后续也将出现更为明显的破坏，不利于车辆的安全通行，因此需要做好检测工作，根据所掌握的病害信息采取合适的处治技术。

1工程概况

某道路原路基宽度17m，水泥混凝土路面宽度14m，是连接长沙和湘阴的重要陆域通道，具有交通流量较大、车辆荷载作用明显的特点。随使用时间的延长，水泥混凝土路面问题逐步显现，其中以板底脱空、断裂类病害为主，细分为交叉裂缝、纵横斜向裂缝、角隅断裂，几乎占到总板数的50%，并且具有超车道病害更为严重的特点，亟需采取有效的处治技术，使病害部位恢复正常状态。

2脱空检测方法

脱空检测采用贝克曼梁弯沉检测法，逐块有序开展测试工作，确定各部分的弯沉值，根据实测结果判断板体是否有脱空问题。以板角弯沉值为主要的判断依据，待实测值大于12时则视为脱空板，需根据实际情况合理采用注浆加固处理技术。技术人员对6405块板组织检测，发现左幅、右幅脱空比例分别达到44.1%、47.2%。通常，脱空率达到15%～20%便要组织处治工作，而实测结果表明，左幅和右幅的脱空比例均超过该值，因此需对旧路面所存在的病害做针对性的处治。

3板底脱空的主要原因

面板底部有脱空问题，其主要原因体现在如下四个方面：

3.1板底材料发生塑性变形

受车辆荷载的持续性作用，板底材料发生塑性变形，尽管车辆通过后不再对水泥混凝土板带来荷载作用，但其产生的塑性变形难以有效恢复。长此以往，逐步出现局部支撑条件弱化乃至脱空的问题。

3.2雨水的下渗与冲刷

雨水会对路面带来侵蚀作用，其会经由路面的接缝以及现有的裂缝向下渗透，逐步转移到基层的薄弱部位以及脱空部位，从而带来水损害问题。在行车荷载的作用下，该部分积水将冲刷基层，进一步加剧水泥混凝土板板底的恶化程度，显现出大面积脱空的问题。不仅于此，车辆的动载效应也会造成明显的影响，其迫使水分携带路基材料共同向裂缝中挤出，即出现唧泥病害。

3.3结构接缝较为薄弱

水泥混凝土路面存在较多的接缝，其会成为雨水等外部水体渗入路面结构内的通道，由此影响结构的完整性。并且，接缝处本就较为特殊，该部位的密封材料在外部条件的影响下将逐步失稳，给雨水的侵入提供了“机会”，也会加重病害程度。

3.4养护不到位以及维修不及时

水泥混凝土路面施工后，未采取行之有效的养护措施，从源头上埋下了质量隐患。在后续的使用中，并未及时对细微的病害做有效的处理，随时间的延长，出现板底脱空问题，而此时已经产生较大的不良影响范围，处治难度明显加大。

4板底脱空的处治技术

立足于水泥混凝土板的问题，结合类似工程经验，制定适用于板底脱空病害的处治方案，具体作如下分析。

4.1施工机具的配套

包含钻孔机、压浆泵、灰浆搅拌机、胀卡头、水箱等，在使用前先对各类设备做详细的检验，判断其运行情况，若满足要求则投入使用，否则予以维护。

4.1.1钻孔机具

钻机的选择主要考虑的是运行稳定性和轻便化的要求，选用的是JHZ-2型钻孔取芯机，其采用电力驱动的方式。

4.1.2压浆泵

压浆泵的初始压力需达到1.5MPa；输送半径不超过30m，压浆管、排浆管的管径分别为64mm、51mm；输送量方面，单幅100m、含20块，各作业班组的有效压浆时间按4h考虑，为在指定工期内完成压浆作业，要求设备的输送量需达到1.5m3/h以上，综合考虑其他作业因素，做合适的选择，宜采用输浆量为3m3/h的压浆泵。

4.1.3灰浆搅拌机

灰浆泵需具备搅拌和存储的双重功能，其工作效率为6m3/h。

4.1.4胀卡头

膨胀卡是压浆施工中不容或缺的辅助装置，要求其最大外径为107mm、内孔直径为38mm，最小旋紧力至少达到120KN·m。

4.2压浆材料

根据压浆施工要求，压浆材料应具有高强度、小收缩量的特点，按照水泥:粉煤灰:膨胀剂:早强剂:水=1.0:2.0:0.08:0.06:1.2的配比取用材料并予以充分的搅拌，制得均匀性较好的浆液。为改善浆液的性能（提高施工质量、缩短时间），在制备浆液时掺入适量的早强型膨胀剂HEA，SN－Ⅱ型高效减水剂。

4.3施工前的准备工作

4.3.1脱空板的判断

混凝土路面断板、破碎主要与唧泥、脱空有关。根据病害特点，需利用压浆的方法予以处理。且需考虑到，即便是表面完整的混凝土板，其底部也有可能存在脱空的情况，而此时的判断难度较大，在处治时易遗漏。对此，需采取外观观察和弯沉测试相综合的方法，准确判断混凝土板是否存在板底脱空病害。雨后的观察更为直观，可直接判断其是否有唧泥现象。对于无雨天气，则需采取如下观察方法：人站在板的边缘，当有重型车辆于该处通行时，则判断其是否存在垂直位移以及翘动的情况；相邻板存在错台问题时，位置较低的板通常存在脱空的情况。若不具备外观检查条件或是经外观检查后难以做出准确判断时，则需测定四个边角的弯沉值，对于实测值达到0.3mm以上的，则需采取压浆处理措施。

4.3.2钻孔位置的确定及标记

板角部位的稳定性相对较差，因此唧泥、脱空普遍最先出现在板角处，后续在外部因素的作用下，其沿着板的纵横缝向周边扩展。因此，对于结构完整或是仅存在轻微裂缝的板块，可以在板角处钻孔并压浆，钻孔处通常与边角相距20～40cm。对于严重断裂并且断缝部位脱空的，则需扩宽注浆处理范围，对板角和断缝两个部分均做钻孔压浆处理，但由于边角部位可能已经存在支撑，因此不可过度减小钻孔与边角的距离，否则将损伤板体的完整性，同时难以将浆液压入其中。对此，钻孔与边角的距离需增加至40～60cm。关于具体的钻孔布置情况，如图1所示。对于经过挖补处理后的周边板块，也需要对其四角做压浆处理。合理布设钻孔位置至关重要，需由监理人员和施工技术人员共同商讨而定，主要考虑的是外观检查结果以及弯沉检测结果，据此准确确定唧泥脱空板，规划钻孔位置并做清晰的标记。

图1钻孔位置（cm）

4.4板底压浆

4.4.1施工工艺流程

钻孔定位→正式钻孔→制备浆液→压浆处理→压浆孔封堵→现场交通管控→弯沉检测。

4.4.2施工技术要点

（1）钻孔定位：经过外观检查以及弯沉检测后，准确确定唧泥脱空板，明确钻孔位置后做详细的标记，以便后续在该处正式钻孔。

（2）正式钻孔：钻孔采用的是取芯机，要求钻入基层的深度达到1～3cm。随钻孔施工进程的推进，到达指定孔深后，利用海绵将聚集在孔内的积水吸出，再进一步利用空压机向孔内吹风，以便清理残留在孔中的杂物。

（3）制备浆液：以配合比为准，取用适量的材料，在灰浆拌和机中做充分的搅拌处理，得到均匀性较好、性能稳定的浆液。遵循随拌随用的原则，制备好的浆液需在30min内使用完毕。

（4）压浆处理：压浆设备采用的是压浆泵，全程的压浆压力稳定在2.0～3.0MPa，期间密切观察临孔或接缝的状态，若该处有溢将现象，则可以结束压浆作业。对于存在溢浆现象的孔，则利用圆状土塞做封堵处理。待压浆头拔出后，需及时利用木塞封堵压浆孔，以免其出现浆液反流的情况。要求木塞保持3～5min，此后若无异常则拔出。

（5）压浆孔封堵：用适量灰浆封堵压浆孔，保证其具有严密性。

（6）现场交通管控：压浆后，浆液尚未完全凝固成型，因此需加强现场交通管控，禁止车辆通行；待灰浆实测强度超过5MPa后，可以开放交通。

（7）弯沉检测：用贝克曼梁法复测回弹弯沉值，若实测值达到0.3mm以上，则需重新钻孔并补压，直至检测结果可满足要求为止。

5压浆效果检验方法以及具体结果

压浆效果的检验方法主要有如下几种：

（1）直接观察在重载车辆通过时脱空板的情况，即是否具有稳定性。结果表明，经过钻孔、压浆处理后，板的翘动以及震动幅度均大幅度降低，与此同时也不再出现明显的垂直位移现象。

（2）利用钻芯取样的方法检查，分别在距注浆孔0.5m、1.0m、1.5m、2.0m的位置取芯，准确判断芯底是否存在粘附灰浆的情况。

（3）用贝克曼梁法复测回弹弯沉值。从实测结果来看，弯沉值明显降低，说明钻孔、压浆的处理方法可以取得较好的应用效果。

综合各项检查结果可知，压浆效果良好，水泥混凝土板脱空的问题得到有效的解决，同时也说明项目所采取的病害处理方法具有可行性。

6结语

综上所述，水泥混凝土路面板脱空是较为普遍的质量问题，其会对公路的正常使用造成影响，例如车辆通行时的平顺性不足。对此，必须明确病害的具体特点，采取可行的处治技术。通过本文的分析，提出水泥混凝土路面板脱空病害的检测技术以及处治技术，希望可以给类似工程提供参考。

参考文献

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