旧水泥混凝土路面压浆稳板关键技术研究

张海亮

摘 要：旧水泥混凝土路面加铺沥青层是一种极为普遍的刚柔复合路面结构，如旧水泥混凝土路面脱空处治不当，将导致反射裂缝等病害过早出现于刚柔复合路面结构内。为降低水泥混凝土路面板脱空对路面结构路用性能造成的影响程度，在加铺沥青层前，为有效防治水泥混凝土板底脱空病害，可选取压浆技术进行施工。为此，该文结合具体工程案例，对旧水泥混凝土路面压浆稳板关键技术进行了探讨。

关键词：旧水泥混凝土路面;配合比;施工流程

中图分类号：U418.6      文献标志码：A

1 压浆浆液控制指标分析

水泥、中粗砂、膨胀剂等是构成混凝土板底压浆的主要材料，为确保板底压浆硬化体的各项指标符合施工要求，必须进行压浆液材料组成的合理确定，且选用最佳配比。

1.1 确定浆液强度

基于浆液强度-基层强度协调关系分析，相比基层强度，如浆液强度低时，先损坏浆液硬化体;如两者强度基本一致的情况下，破坏强度与基层强度基本等同;如浆液强度较高的情况下，可提高基层强度，但在持续增强浆液强度时，基层强度增长幅度将呈下降趋势。一般4.6 MPa为水泥稳定碎石基层料7 d无侧限抗压强度，如10.2 MPa为浆液强度时，则5.4 MPa为复合试件的破坏强度，与基层强度相比，其提升了17 %左右。根据大面积板底压浆施工规定，压浆液强度基本等同于贫混凝土强度，因此，可在10 MPa以上控制浆液3 d强度。

1.2 水泥用量的影响

作为压浆稳板施工最重要的材料，水泥用量准确才能提高浆液硬化强度及耐久性。通过分析可见，在水泥用量持续增加时，将减小水灰比，但可提升浆液强度。但不断增加黏度的同时，水平管流黏度系数也会大幅增多，流动度则大幅降低，将严重影响浆液的可压性能。伴随水泥用量的增加，浆液膨胀率也会随之增多，但水灰比在0.6以上，浆液膨胀率、强度则呈现出不断降低的趋势。因此，水灰比增加，将导致浆液的工艺性能、力学性能下降，进而增加压浆难度。

1.3 砂用量的影响

浆液的流动性、膨胀率受砂用量多少的影响很大，一般砂灰比控制在0.7左右最佳。据相关试验研究表明，砂用量将直接影响浆液流动性，即砂用量增多，浆液流动性将减弱。

1.4 膨胀剂用量变化的影响

膨胀性能是LW外加剂的主要性能之一，在基本配比内，增加水泥用量5 %的UEA膨胀剂，将影响浆液流动性，但影响较小。此时可增大水平管流动黏度系数，减少浆液充填脱空的能力。但此时，可提升膨胀性与强度，也就是说在5 %以上用量的情况下，此改良作用效果将有所下降。为此，将适量UEA膨胀剂添加到施工处理段，可达到良好压浆处治效果。

1.5 浆液控制指标要求

通过上述分析，可最终确定最优配比技术指标，见表1。

2 二次压浆工艺在公路大修工程中的应用

2.1 工程概况

某公路工程总长度为140.16 km，本路段主要为水泥混凝土路面，其中沥青混凝土路面仅有5 km。自建成运营后，因交通量增加、重载超载问题严重，导致路面病害频发，主要病害类型为错台、断裂、接缝渗水等。为有效提升工程质量，保证行车安全，决定选取二次压浆工艺处治该旧水泥混凝土路面，现选取K262+800～K266+800段作为试验段，其浆液最佳配比方案见表2。

2.2 施工流程

2.2.1 第一次压浆

试验段内通过雷达探测、取芯检查可见，脱空现象主要存在于混凝土路面板与基层、基层与底基层之间，根据施工设计要求，压浆孔钻孔深度必须从基层、底基层穿越，且直至砂垫层。60 cm～80 cm为孔深范围。

压浆施工中，需向混凝土板的钻孔内插入压浆头，随后将螺栓拧紧，将水泥砂浆注入混凝土路面板底。根据“低-高”的顺序进行压浆。通过该压浆方式，可保证顺利浆液流通，且能够及时将板底积水、空气排出，提高压浆施工水平。

通常在0.2 MPa～0.5 MPa控制压浆压力，于混凝土板块来讲，浆液具有上拖力。为此，在压浆施工中，必须对压浆板块周围接缝情况进行详细观测，通过板块上升作用，对邻近板块的错台问题进行及时处治，尽可能保证路面平整、顺直。如浓浆由前面压浆孔溢出，可及时把后面的压浆孔关闭，如后面的混凝土板已完成压浆施工，需做好稳浆作业。

2.2.2 第二次压浆

完成第一次压浆作业，3 d后即可进行第二次压浆施工。此次主要针对纵向裂缝混凝土路面板进行处治。产生纵向裂缝的直接原因在于路基不均匀沉降，致使基层有剪切裂缝产生，从而有纵向裂缝出现于路面板相应部位。

第一次压浆的主要作用在于处治混凝土板地水平面的脱空问题，第二次压浆的作用则在于处治混凝土板底路基顺直面裂缝，如图1所示。为此，需在与路面板纵缝相近的位置设置钻孔位置，进而有效处理裂缝。通过2次压浆施工，可有效处治板底病害问题，延长工程使用年限。

2.3 压浆前后参数变化分析

2.3.1 脱空压浆处治现状

第一，高程有所抬高，幅度在5 mm～10 mm;第二，相比0.2 mm规定值，弯沉压浆前有54.63 %弯沉值在该值以上，相比0.1 mm，弯沉压浆后有89.6 %弯沉值在该值以下;第三，压浆前板下的脱空松散介质，在压浆之后逐渐形成密实状态;第四，抽芯检验表明，硬化浆液存在于99.1 %板底，14.8 mm为其平均厚度。

2.3.2 高程变化

将壓注水泥砂浆的处治措施应用到K37+005～K38+705段水泥混凝土路面板底。根据对角线在施工前进行本路段板块水准观测点的设置，观测点共620个。

压浆前后分别观测各板水准观测点，测量结果显示，混凝土板块都有所提升，3.9 mm为平均提升幅度。其中73 %高程变化集中在6 mm以内。

2.3.3 弯沉变化

618个点在压浆前后，测量成果表明，弯沉值发生了极大的变化。具体变化见表3。由此可见，浆液能够有效提升板体的稳固性。

2.3.4 板底浆液厚度

完成压浆施工后，针对K262+800～K66+800段进行检测，以抽芯检查为主，芯样共57个，通过分析可见，15 mm为板底浆液的平均厚度。由此说明，板底脱空部位可被浆液充分填充，且能够保证板底稳固，板底支撑能力良好。浆液在充分填充底基层空隙时，可对底基层的整体强度进行全面提升，同时，板下渗水渠道也可被压浆封住，进一步降低水损坏程度。

2.4 压浆后评价指标分析

作为一项技术要求高、施工难度大的工程项目，必须保证板底压浆符合验收标准。为提高施工质量，应与施工具体情况相结合，确定压浆后评价指标，具体见表4。

3 结语

综上所述，为保证路面施工质量，减少路面病害发生率，该文将压浆技术应用于旧水泥混凝土路面施工，通过对水泥用量、砂用量等影响地分析，确定了浆液控制指标要求。并与具体工程案例相结合，进一步优化了配合比设计，对压浆施工流程、压浆前后参数变化及压浆后评价指标进行探讨，以此得出以下结论：

（1）在综合考虑应用经济性、施工可控性等因素的基础上，该文从水泥用量、浆液强度、砂用量等方面对施工效果的影响程度进行了分析，并由此确定了浆液控制指标要求。

（2）根据施工现场实际情况，在充分了解病害类型的前提下，通过试验段的选定，最终确定了最佳配合比方案，并通过二次压浆施工工艺，对公路路面大修施工进行探讨。

（3）完成各项施工工序后，应及时进行压浆前后参数变化分析，及时了解压浆施工后的具体情况，确保压浆处治效果良好，主要通過分析脱空压浆处治现状、高程、弯沉及板底浆液厚度变化情况，得出压浆稳板处治旧水泥混凝土路面病害效果显著。

（4）为进一步确保工程质量，需在完成施工的各个时间段，进行压浆后观测，且确定评价指标，保证其压浆处治效果良好。

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