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旧路改造工程中压力灌浆的设计与施工

    摘  要 :结合工程实例 ,总结旧路改造工程中压力灌浆的设计与施工的一些经验 ,并对压力灌浆过程中不同控制方式的效果进行比较。
关键词 :旧路改造;压力灌浆
1 概 述 
    在原有的水泥混凝土路面上加铺沥青面层是目前旧路改造的主要方法之一 ,而加铺沥青前通常又需对旧路混凝土面板采用灌浆等方法进行路面补强,如何有效进行控制,获得良好的灌浆效果,避免人力和财力的浪费,是旧路改造设计中必须考虑的问题。本文结合广州南沙开发区环岛路西段延长线工程,总结这方面的粗浅经验和体会,供同行参考。 
2 旧路概况 
    该环岛路西段延长线位于广州市东南部,地处珠江出海口西岸的南沙经济开发区(小南沙)南端,隔凫洲水道与龙穴岛相望。道路两侧为南沙资讯科技园 ,部分地块为农村城市化社区,西起环岛路西段终点,东至南龙路,全长约2030m。规划道路红线宽60m,为城市主干道,是服务于粤港资讯产业园和南沙资讯科技园等高科技产业基地的重要配套设施。 
    该道路为 4块板断面 ,中间绿化带宽 6m;机动车道宽 10.5m,为水泥混凝土路面,横断面上2x3块水泥混凝土板,板宽2x3.5+3m,两侧机动车道边设路平石各宽 0.5m;机动车与非机动车之间设绿化带,各宽1.5m;分隔带外为非机动车道,为 3m宽的水泥混凝土路面加上0.5m宽的路平石。人行道采用C20混凝土预制块铺砌;机动车道为 C35混凝土,厚22cm,设30cm厚6%水泥稳定石屑基层:非机动车道为C35混凝土,厚15cm,设15cm厚 6%水泥稳定石屑基层。原道路等级较高,基础较好,但部分混凝土路面板发生结构性破坏。
3 改造设计思路 
    由于原环岛路西段曾进行改造,故本次改造设计首先考虑采用相 同的改造方法 ,对于 旧水泥混凝土板沉陷、路面板下脱空及唧泥等缺陷,决定采用水泥灌浆法顶升下陷路面板并进行基础加固。 
    以往的改造工程一般控制接缝两侧水泥混凝土板的相对竖向位移在0.03~0.06mm,单点弯沉值≤0.1mm.故本工程决定对相邻板间差沉差>0.06mm、单点弯沉值lr=0.1~0.44mm的混凝土路面板进行灌浆补强,使其弯沉值<0.1mm。 
    灌浆采用冲程式压浆机进行,注浆压力为1.5~2MPa.维持lmin时间,压浆时注意压浆胶管与灌浆钢管应连接牢固不漏浆,以保证足够的压力,观察冒浆及板块顶长量,当压力达到 1.5~2Mpa,维持lmin后关闭压力阀,灰浆回流到回流槽。 
    单孔灌浆量为0.06立方米,灌浆并养护3d后,将灌浆管齐根切断抹平,再次测量单点弯沉值,若仍大于0.1mm.则做好标记和进行二次钻孔和灌浆,直至弯沉值满足要求为止。 
    对于单点实测弯沉值>0.44mm的脱空板,按破碎板整板破碎,处理基层后新浇混凝土路面板,对于单点实测弯沉值在0.1~0.44mm的脱空板,则采用钻孔压浆处理,钻孔呈梅花型分布,每块路面板布置5个孔,灌浆时注意控制混凝土路面板的顶升量,可采用路面加车载方式压紧路面板。
4 灌浆条件 
    在设计过程中,我们对原有道路全线进行了病害调查,记录了破碎板的数量并进行了编号,同时委托检测机构对路面弯沉值进行抽样测量。 
    采用丹麦产 FRI2100型落锤式弯沉仪 (FWD),荷载范围10~150kN,荷载传感器精度 为2%±0.2kN,承载板直径为 300mm,弯沉传感器共9台,精度为±2%,分辨率为1μm
路面分段与FWD测试结果见表1,结构模量反算采用弹性层状体系理论和各段代表弯沉量,假定路面结构为双层弹性体系,分别计算结构层中水泥路面板和基层顶面的弹性模量结构层模量反算结果见表2。



 10.jpg (35.5 KB)

2007-8-10 17:15
            表 2                                           结构层模量反算结果(MPa)
道路分幅
     桩号范围
  水泥路面板
   基层顶面

   右幅
    K0+000~K0+604
    K0+644~K2+107
        54000
        23000
        202
        142

   左幅
    K2+105~K0+643
    K0+598~K0+000
       27800
       50000
       134
       185

    板间传荷能力评价采用规范推荐的方法进行,其计算采用公式ki=100xw JWf(式中W 、Wf分别为未受荷载和荷载作用下板边缘测得的弯沉值),传荷能力评价结果较理想,除两个点分别为 44%、74%外,其余测点均大于80% 弯沉值测量采用后轴重10t的载重车、5.4m贝克曼梁和百分表,贝克曼梁实测弯沉值主要集中在14~18(0.01mm)区段,部分板块弯沉值在24 ~32之间.在此不逐一列举 
5 灌浆过程的参数调整 
5.1 灌浆压力 
    根据原有设计,灌浆压力控制在1.5-2.0Mpa,且需稳压lmin以上,实际情况是在此压力下单孔灌浆量无法控制,约有 70%的单孔灌浆量超出设计值0.06立方米,实验段路面板 3d后弯沉值普遍增大,板底与基层间水泥浆较多,实际上大部分混凝土板出现了顶升现象。此情况主要是由于灌浆量偏大,且水泥浆与原有基层形成的混合物强度未达到设计值,应根据实际情况对灌浆压力进行调整。
5.2 灌浆位置 
    灌浆管出浆口应控制在混凝土路面板与基层之间和基层与垫层之间等分界位置,故出浆 口间距及打入深度应根据道路抽芯情况具体确定。 
5.3 控制弯沉值 
    根据实际操作情况,要将原设计相邻板问的差沉差>0.06mm,单点弯沉值0.1<l ≤0.44mm的混凝土路面板补强加固至满足要求较为困难且没有必要,故弯沉控制值应根据其正态分布区域进行调整。 
5.4 单点灌浆量 
    我们认为此指标可不作为控制指标,供供作参考。环岛西路改造工程延长线压力灌浆最终调整结果为:灌浆在混凝土路面板与基层之间进行,灌浆压力0.3~0.5MPa,稳压时间3min,补强弯沉控制范围为 0.24~0.44mm,弯沉差控制值0.2mm,灌浆后单点弯沉控制值≤0.24mm。 
    经调整后 .需压力灌浆的板块数量大大减少,经灌浆养护后测量,所有道路混凝土板块弯沉值主要集中在0.14~0.24mm,且分布基本均匀,灌浆施工难度和灌浆效果均有改善 ,此外灌浆后第一次测弯沉的时间建议调整在7d后进行。 
6 小结 
    压力灌浆在旧水泥混凝土板沉陷和路面板下脱空、唧泥的补强处理,下陷路面板顶升和基础加固等方面具有较明显的作用,但每条道路的具体情况均不相同,应根据实际情况对各控制参数进行调整,以达到更经济有效的加固效果。
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