水泥混凝土路面屬于高級路面，是高速公路、一級公路路面的主要形式之一。它屬于剛性路面，板體剛度較大。水穩(wěn)性比較好，受溫度影響小，且具有承載能力大，養(yǎng)護費用少，抗磨耗能力強，使用壽命長，施工機械簡單等優(yōu)點。但由于其接縫較多，對超、重載較為敏感，易產(chǎn)生脫空、唧泥等病害，從而導致路面破損。水泥混凝土路面板底脫空是造成路面板斷裂和錯臺的直接原因，尤其是在接縫處產(chǎn)生的脫空。如果不及時進行識別和處置，勢必造成路面面板的斷裂和路面使用性能的衰變，這將會大大降低路面的使用性能。因此如何預防與治理脫空、唧泥等病害，搞好水泥混凝土路面的養(yǎng)護，延長公路的使用壽命，改善其通行能力，具有十分重要的意義。
一、 水泥混凝土路面板底脫空原因
水泥混凝土路面交付使用后，在交通荷載和環(huán)境的作用下，會逐漸在板塊和基層之間出現(xiàn)空隙，即產(chǎn)生局部脫空，或稱之為原始脫空區(qū)。混凝土路面的局部脫空現(xiàn)象較為常見且分布較廣。脫空的出現(xiàn)對水泥混凝土路面板的受力極為不利的，因為它改變了路面的力學結構，使彈性地基上的彈性薄板受力形式不復存在，
取而代之的是一種類懸臂梁或類簡支梁受力模式（如圖1）。加上混凝土抗彎拉強度很低，脫空后路面一般會迅速斷裂、破碎。如果不及時采取相應的措施，隨著水的浸入，在行車荷載的作用下，經(jīng)過反復抽吸循環(huán)，將使脫空面積加大，面板更容易產(chǎn)生破裂。
嚴重影響行車質量和路面的使用壽命，也會增加后期的維修費用和難度。板底脫空產(chǎn)生的原因如下：
（一）基層材料選擇不合理
基層材料級配不夠合理或細料太多，不耐沖刷，穩(wěn)定性、防凍性差，容易形成脫空。
（二）接縫、裂縫未及時填封
接縫料損壞或缺失，造成水的浸入。水的滲入使基層材料強度、剛度進一步降低，此時在荷載的作用下，強度較低的路面就會出現(xiàn)比其他部位更大的變形，且很難恢復而形成脫空。浸入的水在荷載作用下在板下流動，沖刷基層表面。在反復的擠壓和抽吸作用下，擠水與基層材料中的細料形成泥漿，沿接縫縫隙噴濺而出，使脫空面積進一步增大，形成惡性循環(huán)。
（三）水泥混凝土路面自身的缺陷
水泥混凝土路面基層材料的剛度遠小于水泥混凝土路面的剛度，在行車荷載的作用下，面層和基層對彎沉變形的恢復不一樣，導致面板在荷載離開后恢復原狀，而基層殘留部分變形無法恢復，因此出現(xiàn)基層與路面板的脫離，形成脫空。日趨增大的交通量和重載、超載車的不斷增多，更加劇了脫空病害的產(chǎn)生與發(fā)展。
（四）路面排水系統(tǒng)的缺陷
路面排水系統(tǒng)存在缺陷，使本應及時排走的水大量長時間滯留在路面上，勢必路面積水會下滲至基層，造成局部基層軟化，下沉形成脫空。
（五）路基密實度不足
路基密實度不足，尤其是高填方路段，由于路基填筑材料的不均勻性，造成工后沉降也不均勻，從而形成板底脫空。填石路堤
未振動夯實或路基設計填土高度較低，當兩側為農田或漁塘時，會導致地下水位升高，地下毛細水浸蝕基層使局部強度降低也會出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。
（六）自然環(huán)境因素的影響
溫度和濕度的變化也對面板產(chǎn)生影響，很容易引起板的翹曲變形；為避免過大的溫度應力使面板斷裂或拱起而設置的縱縫、橫縫，隨著面板的收縮、膨脹、裂縫也隨著張開、閉合，這些都為水的浸入創(chuàng)造了條件。
二 、灌漿技術施工
（一）脫空板的確定
近年來，道路路面脫空檢測設備及其相應的檢測技術得到了迅速的發(fā)展，現(xiàn)在國際上比較常用的方法有：落錘式彎沉儀（FWD）判斷法；聲振檢測法。我國還常用貝克曼梁檢測法，除此之外還有：人工敲擊法；外觀判別法等。
落錘式彎沉儀（FWD）判斷法在國外得到了廣泛的應用，可方便地測定彎沉曲線，具有測試速度快、精度高、準確率高的優(yōu)點，是進行混凝土路面彎沉量測的較為理想的設備，但該設備昂貴笨重，操作復雜，需專業(yè)人員協(xié)助，檢測結果需要從原檢測數(shù)據(jù)中提取后，再進行二次判斷才能得出，識別率較聲振法較低。
聲振法是一種快速簡便的無損檢測方法（如圖2）。它具有識別率高 ，造價低，速度快，可操作性強，對交通影響小等特點。其速度至少是FWD的三倍，數(shù)據(jù)處理快捷水
泥路面脫空檢測儀現(xiàn)場可以輸出檢測結果，并與路線樁號對應。但準確率不如FWD判斷法。
貝克曼梁（Benleman Beam，簡稱BB），即在規(guī)定的標準軸載
作用下，路基或路面表面輪隙位置產(chǎn)生的垂直變形值（回彈彎沉），利用載重汽車加載，人工讀取百分表的讀數(shù)，以此來測量路基或路面表面的回彈彎沉值。該方法以人工操作為主，工作強度大、速度慢。
外觀判別法和人工敲擊法是人工對路面板進行肉眼觀察和敲擊，根據(jù)經(jīng)驗得出脫空范圍和程度，但無法對板底進行觀察別，這兩種方法的缺點是主觀性強，很不準確，即使是有經(jīng)驗的工程師也不能避免錯判、漏判。
（二）板下灌漿的必要性
在修復水泥混凝土路面時，采用板下灌漿的目的是為了恢復對路面結構的支承。板下灌漿作為一種預防性維護措施，應在板角剛一出現(xiàn)支承喪失的情況時就盡快地進行。支承喪失的表現(xiàn)是彎 沉增大，橫向接縫形成錯臺，交通車道或路肩的接縫和裂縫附近積存細屑。在路面板尚未發(fā)生嚴重裂縫時，板下灌漿是一種比較經(jīng)濟的修復方法。如果初始彎沉很小，最好不要灌漿，因為板下灌漿所造成的擾動可能會使彎沉增大。板下灌漿不能矯正沉降，不能提高結構設計能力，也不能消除因板內溫、溫度變化及板上交通荷載而造成的垂直錯臺。但是由于空隙被填充，減小了彎沉，恢復了結構的整體性，因此減小了未來發(fā)生唧泥以及錯臺和板斷裂的可能性。只有在支承能力喪失程度有限的接縫、裂縫處才進行板下灌漿。
（三）加固機理
在現(xiàn)有混凝土路面設計理論中，把混凝土板看作是小撓度彈性薄板，其假定條件是面板與地基間完全接觸（不脫空）。同時混凝土板是一種脆性材料,抗壓強度高、抗彎拉性能差。在正常情況下，面板均勻支承時，無論荷載作用位置，應力都較小。而一旦脫空，板角處由于基礎支撐的喪失處于懸臂狀態(tài)，板內將產(chǎn)生過大的應
力、剪力，混凝土板很快達到極限壽命。水泥混凝土板灌漿是通過注漿管，施加一定壓力將漿液均勻注入板底空隙、板下基層中，以充填、滲透、擠密等方式，趕走板底、基層裂隙中的積水、空氣后占據(jù)其位置，經(jīng)人工控制一段時間后，漿液將原來的松散顆?；蛄严赌z結為整體，形成一個良好的“結石體”。灌漿改善了板底原有受力狀態(tài)，恢復板體與地基的連續(xù)性。達到加固基礎，治理病害的目的。
（四）漿液材料基本要求
常用的水泥漿材料包括:水泥、粉煤灰、水、外加劑等。將漿體制成7. 07 cm ×7. 07 cm ×7. 07 cm立方體試件,養(yǎng)護7 d 后,
使其抗壓強度達到5MPa 以上。制成的漿體應具有良好的可泵性、和易性、保水性,漿體過稠不能均勻布滿板底空隙,漿體過稀,干縮性大。在施工中,有時為防止?jié){體的干縮,漿液中宜摻加一定量膨脹劑。流動度是影響可灌性的主要因素,一般流動度越高,可灌性就越好。由于在現(xiàn)行規(guī)范中未對此做明確規(guī)定,參照預制梁板壓漿施工經(jīng)驗,采用水泥漿稠度試驗漏斗（體積1725ml ±5ml） ,以漿體自由全部流完的時間作為流動度來控制（詳見《公路橋涵施工技術規(guī)范》JTJ 041 - 2000 附錄G - 11） 。其中,在室溫條件下,純水的流出時間為8 s （室內試驗結果） ,漿體流動度不應小于16 s ,摻減水劑的漿體可減小到12 s ,流動度最大應不大于26 s。 在施工中,漿體流動度不宜過小,控制在20～26 s之間較好,否則
會產(chǎn)生泌水現(xiàn)象。在標準條件下,不同水灰比、不同材料配比之間的流動度結果及試件強度不同,在相同水灰比情況下,流動性隨著水泥與粉煤灰的比例產(chǎn)生變化,同時,粉煤灰比例也影響水泥漿的后期強度,水灰比越大,則漿體的強度會逐漸降低,因此不宜采用過大的水灰比。
（五）灌漿施工
灌漿技術分為水泥灌注法和瀝青灌注法,灌漿孔位布設應根據(jù)路面板的大小、下沉量大小、裂縫狀況以及灌漿機械、灌漿壓力來確定,一般為3～5 孔,灌漿孔大小應和灌注嘴大小一致,一般為5cm 左右（如圖3）。灌注機械可用壓力灌漿機或壓漿泵。灌漿順序應從沉
陷量大的地方開始,由遠到近,由大到小。灌漿壓力的控制應視混凝土板的損壞及脫空情況具體確定。當漿液從接縫處或另一注漿孔冒出,就可認為完成該孔注漿,即停止注漿,迅速移至另一注孔繼續(xù)作業(yè)。待漿體抗壓強度達到3 MPa時,用水泥砂漿堵孔,即可開放交通。
（六）注漿注意事項
通過現(xiàn)場試驗總結如下幾點注意事項:
1、當混凝土板縱橫縫有漿液冒出,繼續(xù)注漿10～20 s 即應停止。若板底有積水,積水會在壓力下從縫隙冒出,并出現(xiàn)冒氣泡現(xiàn)象,繼續(xù)注漿直至停止冒泡且漿液冒出10～20s 即停止。
2、 對于裂縫及板邊緣冒漿壓強無法上升,則先讓漿液凝固后,再重新鉆孔注漿。
3、漿液從相鄰板縫隙或硬路肩縫隙冒出時 ,立即停止注漿。
4、注漿時發(fā)現(xiàn)漿液從壓孔、泄氣孔、已壓孔溢出時應用木塞壓緊10 min,拔出木塞具,此孔無須再進行注漿。
5、注漿時應注意高壓管前不能站人,防止噴漿傷人。經(jīng)常檢查機械,作好防水、防漏電工作,避免安全事故發(fā)生。
6、注漿施工后,必須用清水將各部件、管道沖洗干凈。
（七）壓漿效果檢驗與分析
混凝土板底壓漿的目的在于填充板底空隙，給板塊提供一均勻的支承，減少板的翹動和震動。我們通過以下幾種方法檢驗壓漿效果：
1、直觀觀察壓漿前后重型車輛通過脫空板時的運動位移情況（限于壓漿前有明顯垂直位移的板塊），壓漿前后對比相當明顯，板的翹動、震動幅度明顯降低，垂直位移大幅度減小。
2、鉆孔取芯檢查灰漿充填情況。
3、采用貝克曼梁測彎沉法對壓漿板逐塊檢測板四角彎沉值。
（八）壓漿工藝存在的問題
采用注漿技術處治板底脫空是一種新型的預防性養(yǎng)護工藝，其還存在如下一些問題：
1、如何準確地確定空隙的位置和大小，如何鑒定壓漿是否充實。
2、壓漿處理脫空、斷板、錯臺、沉陷、唧泥等病害具有一定的效果，但通車實踐表明，壓漿處理過的板塊會產(chǎn)生新的以封孔為核心的放射狀裂縫，在抬升錯臺、沉陷板塊時，會產(chǎn)生板角翹曲的現(xiàn)象。
3、由于壓漿漿液分布不密實，容易產(chǎn)生應力集中點，形成桌腿式支撐和新的空隙。
三 、結 語
灌漿技術作為一種新型的加固技術，可廣泛地使用到公路施工其他方面，如：高速公路橋頭跳車、軟土地基處理、機場路加固等。而且由于其處治質量主要控制指標—彎沉與舊板加鋪瀝青混凝土面層的設計指標相吻合，具有一定科學性，所以也適用于舊板加罩瀝青面層的舊板加固中。大多數(shù)破損板本身的質量良好，病害主要是由于下承層造成的。有關資料建議灌漿鉆孔深度一般為混凝土板底3～5 cm。傳統(tǒng)的“換板”只能改善板本身狀態(tài)，而板下灌漿通過灌漿壓力可把漿液滲透到相鄰混凝土板下，起到灌漿一塊板加固幾塊板的作用。
