小孔浅层注浆技术在高速公路路面病害处治中的应用研究
摘要:近年来,广东地区交通流量大,重载、超载车辆剧增,广东省内多条高速公路出现了车辙、纵、横向裂缝等多种病害,局部路段还出现路面结构强度不足,大大降低了道路的使用功能,小孔浅层注浆技术通过其独特的注浆措施能有效填充基(垫)层孔隙,提高路面结构强度和承载力,恢复道路使用性能,本文以小孔浅层注浆实体工程应用为例,详细介绍其适用性、施工工艺、质量控制,通过路表弯沉检测,小孔浅层注浆技术达到预期效果,值得大力推广应用。
关键词:重载、超载;结构强度;小孔浅层注浆技术;弯沉
广东省多条高速公路自建成通车以来,随着经济的飞速发展,交通日趋繁忙,重型车辆不断增加,经过几年的营运,高速公路水泥、沥青混凝土路面出现了不同程度的各种病害,主要表现为:车辙、横向裂缝、纵向裂缝、抗滑性能不足等,局部路段还出现路面结构强度不足,大大降低了道路的使用功能,影响了行车的舒适性和安全性。小孔浅层注浆技术适用于沥青路面与水泥路面基(垫)层的结构强度加固,通过注浆加固使基(垫)层空隙充填水泥浆,使路面结构恢复密实,防止雨水下渗对地基土层破坏,改善面层的支撑状况,从而有效解决沥青路面或水泥路面裂缝和沉陷等病害。
1小孔浅层注浆技术特点及作用机理
1.1技术特点
小孔成孔直径Φ50~60mm,一般控制在50mm为宜,深度入下基层面深一般约0.2~0.3m,孔深0.60~0.80m,布孔一般距离1.5~1.80×1.5~1.80m2,呈梅花形布设,注浆采用M20~M25纯水泥浆加外加剂,采用小孔注浆成孔时对路面结构破坏较少,易修复,施工工艺较简单,施工效果较好,加上成孔设备轻、注浆设备移动方便,一天可加固400m2(每个班组),设备基本上不占用行车道,对交通影响较小。
1.2作用机理
小孔浅层注浆技术加固水泥路面(沥青路面)的作用机理为:采用小型施工机具钻孔穿透水泥面板(沥青面层),向板下(沥青面层下)填充水泥浆液,通过注浆管施加一定压力将浆液均匀注入板底(沥青面层下)空隙、板下(沥青面层下)基(垫)层中,以填充、渗透、挤密等方式去除基层裂隙中的积水、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",从而改善了板底(沥青面层下)原有受力状态,恢复结构层之间的连续性,达到加固基础、治理病害的目的。
2施工工艺及质量控制
2.1施工工艺
小孔浅层注浆技术具体施工工艺如下:
(1)交通管制
(2)孔位布置
布孔一般距离1.5~1.80×1.5~1.80m2,呈梅花形布设,布孔时应避开车辆行驶的轮迹带位置和裂缝位置。水泥混凝土板一般布设5个孔,分布于板块的四个角和几何中心位置,边角四孔距离板角两边50~100㎝,中间孔位于对角线交点上。水泥路面孔位布置示意如图2.1-1,沥青路面孔位布置示意如图2.1-2。
图2.1-1水泥路面孔位布置示意图图2.1-2沥青路面孔位布置示意图
(3)开孔
采用电动回转小型钻机成孔,裂缝压浆沿裂缝两侧错位布孔或梅花形布孔,开孔孔径宜50mm,钻孔在无异常情况下,不得挪移孔位,垂直度小于1%,成孔后应将孔内清理干净,孔深必须严格按设计要求施工。
(4)导浆管制作与安装
采用镀锌管制作,导浆管距路面表面以下20cm内不开孔,其余开孔按间隔2cm呈梅花状布置,出浆孔以满足浆液自由流出为度,花杆底部应进行封堵。
将制作好的注浆管轻轻的下放至已钻好的注浆孔中,下放时尽量居中,安放时需封住下端口,顶部露出地面10cm即可,以便于与高压注浆管连接。
(5)浆液拌制
压浆浆液水灰比应控制在0.4~0.8,施工配合比需根据路面损坏情况并做试验确定。
(6)压力注浆
注浆压力为0.2~0.5Mpa,不大于0.8Mpa,可根据现场实际情况进行调整。注浆顺序从沉降量大的地方开始,由远到近、由大到小。裂缝注浆的顺序从裂缝两头开始,往中间注浆。
①第一次注浆将高压注浆管连接在外的PVC注浆管上,通过加压灌注,当相邻孔或裂缝中冒水泥浆、注浆压力达到0.5Mpa时即可停止注浆。
②停止15min再注浆一次,第二次压力不高于第一次,注浆孔旁裂缝或相邻冒出水泥原浆即可终孔。
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