【摘要】江汉石油管理局在2008年对主干道进行了沥青砼摊铺，为了确保沥青砼道路的使用质量与寿命，在摊铺前对原混凝土板进行了检测修复，破坏严重的板块采取换板重建，对于受损较轻的板块首次引用了压浆处理的技术，从经济的角度评价了压浆技术的可行性。
【关键词】江汉油田；压浆技术；水泥混凝土路面；脱空分析；压浆处治
前言
江汉油田主干道建成于1998年，全长9.6公里，总面积约20.9万平方米，原路面为混凝土路面，此路面结构是我国公路路面主要形式之一，此路面接缝较多，对超载较为敏感，易发生裂缝、唧泥、脱空等先期病害，从而导致路面的破损。相对而言，沥青砼道路具有耐用、舒适、耐磨、噪音低、环保、养护维修简便的特点。笔者参加了江汉油田主干道水泥混凝土路面维修工程的全面施工过程，借鉴了国内高速公路压浆技术的良好经验，采用压浆技术处治原水泥混凝土路面，并按照施工技术规范对各施工项目进行了检测，在室内对浆液的配合比进行了对比实验，该技术在主干道维修工程中取得了良好的应用效果。
1水泥混凝土路面损坏的主要现象及原因
水泥混凝土道路损坏有裂缝、唧泥、脱空等现象，其中唧泥和脱空是两种主要现象，唧泥和脱空病害的产生有其内在因素和外界因素：内在因素是基层本身的质量、组成以及混凝土面板接缝状况；外界因素则是汽车荷载和气候变化。我国路面基（垫）层材料一般都选用稳定类集料，其模量远小于混凝土面层的模量。水泥混凝土路面在重车荷载的反复作用下，板下基（垫）层将产生累积塑性变形，使混凝土板的局部范围不再与基层保持连续接触，于是水泥混凝土路面板底与基（垫）层之间将出现微小的空隙，即出现了板下局部脱空，或称为原始脱空区。同时温度、湿度的变化，以及板内温度的非线形分布，引起板向上或向下的翘曲，加速了板与基础之间的分离，形成板底脱空。脱空的出现又为水的浸入创造了条件，当路面接缝或裂缝养护不及时，雨水从破损处侵入基层，渗入的水将在板下形成积水。积水与基层材料中的细料形成泥浆，并沿面板接缝缝隙处喷溅出来，形成唧泥。唧泥的出现进一步加剧了板底的脱空。这样周而复始，恶性循环，最终导致路面的损坏。
2脱空板判定方法
江汉油田主干道前期主要对路面脱空进行判定修补，从而使路基达到设计强度。脱空板可采用人工观察法、弯沉测定法等方法来判定。
2.1人工观察法
人工观察法是通过肉眼观察接缝、裂缝、唧泥等情况初步判定脱空。当重车行过，能感到混凝土板有竖直位移时，或下雨之后，有明显唧泥现象的板块，认为是脱空。综合所述脱空板块的人工判定可用以下三种方法：
（1）下雨之后产生唧泥现象的板块一律视为脱空板块。
（2）人站在板边接缝处，当重型车辆驶过时，能感觉到两板之间相对垂直位移。
（3）当重车行过，人站在板边能听到空洞声。
这种方法的缺点是主观性强，即便是有经验的工程师也不能避免错判、漏判。
2.2弯沉测定法
弯沉测定法是测试板角弯沉，弯沉值如果超过某一限值，即认为板块存在脱空。我国交通部行业标准《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ073.1-2001）（以下简称《规范》）中也明确规定水泥混凝土面板脱空位置的确定可采用弯沉测定法。油田建设单位要求采用弯沉指标来确定脱空板。测定时，首先选取水泥混凝土面板荷载最不利作用位置作为检测点，宜选取横缝及纵缝附近的点。采用两台5.4m长杆弯沉仪及BZZ-100标准轴载(后轴轴载为10t)测定车。检测点分主点、副点。主点位于板横缝前10cm，加卸载。副点在横缝后10cm，无荷载（正常行车方向为前）。将一台弯沉仪置于主点，即测定车的轮隙中间；另一台弯沉仪置于副点处。分别测定主、副点弯沉（按前进方向右轮测试）。右轮处于纵缝30cm左右。根据我国公路修建状况和检测仪器的实际情况，有关专家推荐凡弯沉值超过0.2mm的，应确定为面板脱空（详见规范）。在本实验路段，采用双指标控制，即主点弯沉大于0.2mm或差异弯沉（主点-副点）大于0.06mm的，均认为板底出现脱空现象。
3、压浆加固过程分析
在现有混凝土路面设计理论中，我们把混凝土板看作是小挠度弹性薄板，其假定条件是面板与地基间完全接触（不脱空）。同时混凝土板是一种准脆性材料，抗压强度高、抗弯拉性能差。在正常情况下，面板均匀支承时，无论荷载作用位置，应力都较小。而一旦脱空，板角处由于基础支撑的丧失处于悬臂状态，板内将产生过大的应力、剪力，混凝土板很快达到极限寿命。水泥混凝土面板压浆是通过注浆管，施加一定压力将浆液均匀注入板底空隙、板下基（垫）层中，以充填、渗透、挤密等方式，赶走板底、基层裂隙中的积水、空气后占据其位置，经人工控制一段时间后，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”。压浆改善了板底原有受力状态，恢复板体与地基的连续性，达到加固基础，治理病害的目的。
3.1浆液材料基本要求
常用的水泥浆材料包括：水泥、粉煤灰、水、外加剂等。将浆体制成7.07×7.07×7.07cm立方体试件，标准养护7d，其抗压强度应到5MPa以上。浆体应具有良好的可泵性、和易性、保水性，浆体过稠不能均匀布满板底空隙，浆体过稀，干缩性大。在施工中，笔者认为防止浆体的干缩，浆液中宜掺加一定量膨胀剂。流动度是影响可灌性的主要因素，一般流动度越高，可灌性就越好。由于在现行规范中未对此做明确规定，参照预制梁板压浆施工经验，采用水泥浆稠度试验漏斗（体积1725ml±5ml），以浆体自由全部流完的时间作为流动度来控制（详见《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000）。根据室内试验得出，在室温条件下，纯水的流出时间为8s。表1列出了在标准条件下，不同水灰比、不同材料配比之间的流动度结果及试件强度。从表中可发现水泥净浆不管掺或不掺减水剂，其流动性都比相同条件下水泥粉煤灰浆体的流动性要好。
3.2浆液配比试验
从下表1中可看出，在相同水灰比的情况下，流动性随着水泥与粉煤灰的比例产生变化。同时，粉煤灰比例也影响水泥浆的后期强度。在相同条件下，水灰比越大，则浆体的强度会逐渐降低，因此，不宜采用过大的水灰比；根据上述试验结果，在施工中采用的浆液配比为：水泥﹕粉煤灰﹕水﹕早强剂=1﹕0.5﹕0.7：0.5%，在取得大流动性的前提下，保证了浆液的强度。
浆液流动度及力学实验指标
表1
4压浆技术的实施
4.1钻孔：确定压浆位置后，便可以进行钻孔。首先布孔，如果周边连续有四块板以上需要压浆，则每块板布2孔即可，2~4块板需要压浆者，则每块板需要布3孔，1~2块板需要压浆者，则每块板需要布4孔，压浆孔大小应和灌注嘴大小一致，一般为5cm左右（见图1）。钻孔深度要穿过混凝土板到达路基，至空虚处为止，但深度不得超过70cm.。
4.2压浆：先打开压力泵，使其压力均匀增加到0.8Mpa左右，最大压力只能控制在1.5Mpa，并停留3~5分钟。压浆时应先从板面两侧孔洞开始施工，然后再施工板面中间的孔洞，以有利于灌缝密实。如发现灰浆从其它孔洞中或从路面板两侧缩缝和四周其它板缝挤出时，说明灰浆已灌缝，应关闭压力泵，将压浆机移至另一孔洞继续进行压浆。每孔压浆完毕15分钟后，孔中的浆体要与板面抹平，不必另外封堵材料。为了使灌缝的浆体能正常硬化和强度增加，压浆的整体板面以及周围板缝冒浆的相关板面应在24小时内禁止车辆通行，以确保压浆质量及效果。
压浆现场钻孔照片
注：D为钻直径 L为板长b为板宽单位cm
图1解布孔图形（二孔、三孔、四孔）
5压浆效果评定
压浆后，应在7d龄期后，再次测量主点弯沉值和副点弯沉值。当主点或差异弯沉值均低于设计要求值时，可认为压浆效果已经达到，如强度达不到设计要求，可进行二次压浆。油田主干道试验段压浆前后弯沉资料见表2（单位：mm）。表2中压浆前数值均大于控制指标，认为板底出现脱空，需压浆处治。从检测资料可看出，原混凝土面板通过压浆提高了板底承载力。
江汉油田主干道试验段压浆前后弯沉对照表
表2
6经济效益评价
压浆处治旧水泥混凝土路面早中期破坏与“换板”相比最大的优点就是利用原路面板。其直接成本随脱空情况及处治目的不同而不同，一般介于（20~50）元/m2左右。“换板”翻修混凝土路面成本一般需（110~140）元/m2左右。与后者相比，前者的直接成本明显低。压浆作为一种治理混凝土路面病害、及时可行的科学养护技术，具有成本低，见效快，操作简便，对车辆行驶影响小，受自然因素影响小等优点。在公路施工和养护工程中，具有可观的经济效益和社会效益。
7、结束语
7.1传统的“换板”处治，在破碎时由于操作人员的失误或连接杆的传递影响，可能造成相临混凝土板块不同程度的松动或破损，处治一处病害又出现多处新的病害，且只能改善板本身状态，正是所谓的“治标不治本”，其实大多数破损板本身的质量良好，病害原因主要是由于下承层造成的。通过压浆压力可把浆液渗透到相邻混凝土板下，起到压浆一块板同时加固相邻几块板的作用，大大降低了成本。
7.2压浆技术作为一种新型的加固技术，由于其处治质量主要控制指标——弯沉与旧板加铺沥青混凝土面层的设计指标相吻合，具有一定科学性，所以适用于旧板加罩沥青面层的加固处治。同时可广泛地使用到公路施工其他方面，如：软土地基处理、机场路加固等。
7.3压浆技术在防止水泥路面的早中期破坏中有着积极作用，尤其在道路路面养护中的运用，体现了养护工作“预防为主，防治结合”的特点。在水泥路面板尚未破损时，板底压浆技术成本底、效果好、通车快，能有效延长路面使用寿命。随着压浆技术的不断运用与推广，将进一步取得良好的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]田波.水泥混凝土路面脱空的检测及对策[J].华东公路,2002(134).
[2]刘军.压浆技术在水泥混凝土路面养护中的应用[J].华东公路,2005(05).
[3]黄绍明.高大钊.软土地基与地下工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
