旧水泥混凝土路面“白加黑”前压浆处治技术

旧水泥混凝土路面“白加黑”前压浆处治技术

Grouting Treatment Technology before "Black on White" of Old Cement Concrete Pavement

王衍辉 WANG Yan-hui；徐士翠 XU Shi-cui

（广东交通实业投资有限公司，广州 510630）

（Guangdong Traffic Industrial Investment Co.，Ltd.，Guangzhou 510630，China）

摘要： 旧水泥混凝土路面加铺沥青层（简称“白加黑”）以其良好的使用性能在国内外得到广泛应用，反射裂缝是“白加黑”的主要病害，旧水泥混凝土路面良好的结构强度是控制或延缓反射裂缝发生的基础。对旧水泥混凝土路面采用压浆处治解决板下脱空问题，结合梅河高速公路加铺沥青混凝土工程，对板底脱空原因、压浆加固机理、压浆处治方案、压浆施工工艺及质量控制做了介绍。

Abstract: Old cement concrete pavement plus paving asphalt layer ("black on white" for short) is widely used in China and abroad for its good performance. Reflection crack is the main disease of ""black on white". Good structure strength of old cement concrete pavement is the basis to control or delay the reflective crack. Grouting treatment for old cement concrete pavement can solve the under plate space problem. Combined with Meihe Expressway plus paving asphalt concrete engineering, this paper introduces the plate bottom space causes, grouting enhancement mechanism, grouting treatment plan, grouting technology and quality control measures.

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 ： 白加黑；旧水泥混凝土；路面；脱空；压浆

Key words: black on white；old cement concrete；pavement；space；grouting

　　中图分类号：U416 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）20-0089-02

0引言

水泥混凝土路面上的沥青加铺层具有“刚柔相济”的特点，能够大大改善旧路面的使用性能。而旧水泥混凝土路面接缝或接缝处沥青加铺层易产生反射裂缝，导致加铺层使用寿命缩短。沥青加铺层反射裂缝的扩展模式主要有剪切型及张开型。交通荷载主要引起加铺层的剪切型反射裂缝在车轮偏荷载的作用下，接缝两侧的弯沉差过大而引起沥青加铺层的剪切破坏。温度变化使得路面结构产生两种变形，第一种是由于温度下降使得接缝处沥青加铺层及水泥混凝土路面板产生收缩而引起张开型反射裂缝；第二种是由于四季及昼夜温差导致温度在各结构层中的不均匀分布，存在温度梯度，且不同材料具有不同的热膨胀系数，造成水泥混凝土板及沥青加铺层的收缩及翘曲而导致加铺层的反射裂缝。

旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土罩面的设计由结构强度和防反射裂缝两个因素控制。旧水泥混凝土路面是否具有良好结构强度是保证“白加黑”路面性能的前提。板底脱空的旧水泥混凝土面板失去了均匀支撑，在车辆荷载作用下容易断板开裂，增加了作为“白加黑”基础的旧水泥混凝土路面的裂缝；同时脱空发生在旧混凝土路面接缝或裂缝的位置，在车辆荷载作用下，沥青加铺层极易发生剪切型反射裂缝。在沥青罩面之前，对旧水泥混凝土路面脱空病害的处理效果，将直接影响到罩面后路面的使用性能。

本文结合G25长深高速公路程江至柳城段水泥混凝土路面病害处治专项工程介绍旧水泥混凝土路面板底脱空处治技术。

1工程概况

G25长深高速公路程江至柳城段即梅（州）至河（源）高速公路部分路段分别纳入长深高速（G25）、济广高速（G35）和汕昆高速（G78），路线全长118.41公里，采用28cm水泥混凝土+20cm水泥稳定碎石基层+20cm水泥稳定碎石底基层+15cm未筛分碎石底基层的路面结构形式，于2005年10月30日建成通车。

为恢复和提升路面的使用功能，2011年对该段高速公路实施了加铺沥青混凝土工程，加铺工程设计累计轴次为2.14×107，属重交通，加铺层采用4cm AC-13+5cm AC-20结构形式。

加铺前对旧水泥混凝土路面的处治包括对产生的裂缝进行灌缝处理、对接缝进行灌缝和封缝处理、更换破碎板、压浆稳板等，实践证明对脱空板进行压浆处治对反射裂缝有积极的预防作用。

2脱空原因及加固机理

水泥混凝土路面脱空的原因有：

①受各种因素影响，路基工后沉降造成路面板底脱空；

②脱空板松动、填缝料老化脱落、硬路肩排水受堵等导致排水不畅导致路基土体软化引起脱空；

③车辆荷载作用下，脱空板下积水受挤压形成高速水流，冲刷并带走基层的细小颗粒，加重板底脱空。

脱空板失去均匀支撑，处于悬臂状态，在车辆荷载作用下导致混凝土拉应力大于抗拉强度，便产生开裂。同时由于脱空板下支撑软弱，在荷载作用下混凝土板容易产生错台、下沉等病害。水泥混凝土面板板底压浆是通过注浆管施加一定压力将浆液注入板底空隙、板下基（垫）层中，以充填、渗透、挤密等方式去除板底、基层裂隙中的积水、空气后占据其位置，浆液将原来的松散颗粒或裂隙胶结为整体，形成一个良好的“结石体”。通过压浆恢复了水泥混凝土板的均匀支撑，改善了板底原有受力状态，达到加固基础、治理病害的目的。

3压浆处治方案

梅河高速公路路面结构设置有排水垫层，需控制压浆孔深，既要达到压浆处治目的，又要防止堵塞排水垫层，压浆孔方案如图1所示。

压浆孔的布设：①完好板为4孔，板角布孔，边孔距横缝90cm，边孔距纵缝90cm；②有纵向或者横向裂缝板，在裂缝两边增加布孔，孔位与裂缝、相邻孔、板边的距离宜为90cm，对不规则裂缝位置最小距离不小于40cm；③1块板最多布设6孔。

4压浆施工工艺

4.1 压浆材料

压浆材料包括普通硅酸盐水泥、水、砂、外加剂。普通硅酸盐水泥必须符合质量标准，不得使用受潮结块的水泥；砂应为质地坚硬的天然砂，粒径不宜大于2.0mm，细度模数≤2.5，含泥量不大于2％；水为洁净水；采用路面压浆专用复合外加剂，具有缓凝、减水和微膨胀的作用，浆液掺入外加剂的种类及其掺加量应通过室内浆材试验和现场压浆试验确定。水泥砂浆稠度适中，泌水率不大于1%。砂浆流动度大于140mm，并满足压浆的泵送性能。砂浆凝固后体积不收缩，并略有膨胀。3天抗压强度不小于9MPa。水泥砂浆配合比：水泥：砂：水：复合外加剂=1：0.7：0.45：0.1，根据具体原材料状况进行调整，以试验路效果确定施工配合比。

4.2 压浆施工工艺

水泥混凝土面板板底压浆施工工艺流程包括脱空位置检测、制浆、布孔、压浆、清洗、封孔、观察、养生八个环节。

①制浆。严格按试验确定的浆液配比施工，制浆材料掺量应准确，称量误差不得大于5%；用水量应严格控制，根据砂含水量对用水量进行修正；砂浆搅拌时间要比普通砂浆延长30～60秒，即180秒。

②布孔。按设计要求布孔，有裂缝的板或下沉严重的板在病害部位增加压浆孔，钻孔深度按设计要求。

③压浆。压浆压力不宜超过1MPa，压浆过程压浆板或相邻板不被异常抬高，否则应停止压浆。拔出压浆管后，应及时塞住压浆孔，然后压其它板（孔），在水泥初凝前（制浆约2小时）视情况回头补浆。补浆应使板周边接缝挤出浓浆为宜，但板不显著抬高。压浆顺序从沉降最大的地方开始，由远到近、由大到小。

④清洗。压浆后要及时将路面上的浆体冲冼干净，保持路面整洁。

⑤封孔。压浆孔应在完成压浆后及时封闭，封闭用原水泥混凝土钻芯芯样打入压浆孔板底位置，孔面用拌制的小石子混凝土填平，表面不能泌水。

⑥观察。整个施工过程应注意观察，以免过度压浆或板被异常抬高，并详细记录整个施工过程，养护中也应观察记录使用效果情况。

⑦养生。压浆完成后，养生3～7天后开放交通。

5质量控制

①严格控制材料质量。水泥必须购买符合要求的水泥，在施工前应做水泥的有关试验，包括细度、抗压强度、抗折强度、初凝时间、终凝时间等；粉煤灰应进行相关分析，是否符合规范和设计要求；外加剂不能有过期、失效及不符合规范设计要求的情况。

②保证浆液质量。为保证工程质量，应对浆液进行必要的室内试验，包括配合比设计、稳定性、流动性、粘度、初凝时间、终凝时间、抗压强度、收缩性、密度、泌水性。

③压浆质量检验。

1）填充性。板底压浆应使路面下孔深以内的空隙、空洞、裂缝等被浆液填满；有垫层路段垫层顶面空隙被浆液填满，但浆液不能填充垫层的排水空隙。采用钻孔取芯进行验收，要求抽检5%的压浆板块，合格率达到90%。

2）强度和膨胀性指标。在压浆过程中，1km取5处浆液样品做膨胀、泌水率和抗压强度三个指标的试验，试验结果应满足前述设计要求。每日随机制作灰浆试块3块，试模采用三联带底砂浆试模，试块3天（正常养护2天，饱水1天）的抗压强度不得低于5.0MPa。浆体强度不合格时应对混凝土板重新压浆处理。

3）弯沉指标。压浆完成3天后，采用贝克曼梁弯沉仪对压浆板逐板检测其板边弯沉和弯沉差，当板边弯沉大于等于0.20mm时应重新压浆。

④注意事项。正式压浆施工前应进行500m左右的试验段，确定压浆工艺、控制标准、检测方法等，用于指导规模施工。为保证压浆孔封闭效果，压浆完成后将钻孔时取下的路面部分完整芯样回填至原孔中，深度为原路面以下15cm，后用小石子混凝土封孔。

6结语

反射裂缝是“白加黑”最主要的病害，旧板良好的结构强度是控制或延缓反射裂缝发生的基础，实践证明压浆处治脱空旧水泥混凝土板对控制沥青混凝土加铺层反射裂缝效果明显。梅河高速公路2011年底完成加铺工程，至今已通车运营通3年多，2014年1月通过竣工验收，质量评定为优良。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献：

[1]广东梅河高速公路有限公司、广东华美加工程顾问有限公司，G25长深高速公路程江至柳城段加铺工程施工技术指南[R].2011.5.

[2]JTJ 073.1-2001，公路水泥混凝土路面养护技术规范[S].北京：人民交通出版社，2001.

[3]周挺.水泥混凝土路面的病害及其新型防治方法[J].工程建设与档案，2005（04）.