道路非开挖式地聚合物注浆加固处治技术规范DB41／T 1165-2015.pdf

DB41 河南省 地 方 标 准 DB 41/T 1165 2015 道路非开 挖式地聚 合物注浆 加固 处治 技术 规范 Technical Specification for Geopolymer Grouting Reinforcement of Road Non-excavation 2015-12-30 发布 2016-03-01 实施 河 南 省 质 量 技 术 监 督 局 发布 ICS 93.080.01 R 18 DB41/T 1165 2015 I 前 言 本标准 按照GB/T1.1 2009 给出的 规则 起草。本标准 由河 南省 交通 运输 厅提出。本标准 由河 南省 交通 运输 厅公路 管理 局归 口。本标准 起草 单位：河南 省 交通运 输厅 公路 管理 局、平顶山 市公 路管 理局、西 安长大 公路 养护 技术 有限公司、平 顶山 市 佳 洋路 桥工程 有限 公司。本标准 主要 起草 人：张长 林、王 志刚、吴 超凡、杨 明艳、王水、张 新旺、毛 翠荣。本标准 参加 起草 人：李强、宋俊 伟、龚钢 旗、崔 亚 丽、赵 宏宇、韩 劲草、吴 道新、梁桦 林、甄敏、齐国立、马换 玲、任 杰、余宏波、郑凯、李会 安、林占峰、游鹏、解冬、刘 英、范晓 磊、朱 黎 明、徐宇翔、郑 龙飞、米 宁、王小 伟、陈 海陇、贺 志彬、吴黎。DB41/T 1165 2015 II 目 次 前言.I 1 范围.1 2 规 范性 引用 文件.1 3 术 语和 定义.1 4 道 路病 害调 查与 检测.2 4.1 一般 规定.2 4.2 表观 病害 调查.2 4.3 结构 病害 检测.2 5 地 聚合 物注 浆加 固技 术.2 5.1 一般 规定.2 5.2 地聚 合物 材 料.2 5.3 地聚 合物 混合 料.3 5.4 注浆 设备.3 5.5 施工 工艺.3 5.6 地聚 合物 材料 运输 及 储存要 求.5 5.7 其他 要求.5 6 质 量检 验标 准与 检验 项 目.5 6.1 质量 检验 标准.5 6.2 实测 项目.5 6.3 外观 检验.6 DB41/T 1165 2015 1 道 路非开 挖式地聚 合物注 浆加固处 治技术 规范 1 范围 本标准 规定 了道 路非 开挖 式地聚 合物 注浆 加固 技术 的 术语 和定 义、道路 病害 调查与 检测、地 聚 合 物注浆加 固技 术、质量 检验 标准与 检验 项目。本标准 适用 于各 等级 沥青 混凝土 路面、水 泥混 凝土 路面病 害处 治及 预防 性养 护工程，城 市及其它 道路也 可 参照 执行。2 规范性 引用 文件 下列文 件对 于本 文件 的应 用是必 不可 少的。凡 是注 日 期的引 用文 件，仅注 日期 的 版本适 用于 本文 件。凡是不 注日 期的 引用 文件，其最 新版 本（包括 所有 的修改 单）适用 于本 文件。JTG E60 2008 公 路路 基 路面现 场测 试规 程 JTG H102009 公 路养 护 技术规 范 JTG/T F50 2011 公 路桥 涵施工 技术 规范 JTG H20 2007 公 路技 术 状况评 定标 准 JTG F80/1 2004 公 路工 程质量 检验 评定 标准 第一册 土 建工 程 JGJ 63 2006 混凝 土拌 合用水 标准 3 术语和 定义 下列术 语和 定义 适用 于本 文件。3.1 地 聚合 物材料 Geopolymer 由钢渣、矿 渣、高钙 粉煤 灰、偏 高岭 土及 碱激 发剂 等以一 定比 例混 合而 成的 碱激活 胶凝 材料。3.2 唧浆 Slurry pump 水 进 入 路面 内 部浸 泡 基层形 成 灰 浆，在 行车 荷 载的挤 压 与 泵吸 作 用下 从 面层裂 缝 或 空隙 中 喷射 出来。3.3 沉陷Depression 由于路 基的 竖向 变形 而导 致路面 下沉 的现 象。3.4 DB41/T 1165 2015 2 脱空 Void 表征道 路 结 构层 间不 连续 的病害 形式。4 道路病 害调 查与 检测 4.1 一般规 定 道路病 害调 查与 检测 包括 表观病 害调 查与 结构 病害 检测，准确 判定 道路 结构 内 病害 位置 与深 度，指导注浆 处治。4.2 表观病 害调 查 4.2.1 水泥路 面表 观病 害 调 查包 括：破 碎板、裂 缝、错台、唧浆、脱 空 等 病害。4.2.2 沥青路 面表观 病 害调 查包 括：裂 缝、网裂、唧 浆、沉陷等 病害。4.2.3 按照JTG H102009 与JTG H20 2007 的 要求，人 工调查 道路 表观 病害，统 计分析 病害 种类、位置、范围 等。4.3 结构病 害检 测 4.3.1 路面弯 沉检测 4.3.1.1 路面弯 沉 检 测的 目的 是判 断 道路 结构 承载 能力。4.3.1.2 按照JTG H102009 与JTG E60 2008 的 要求，采 用 落锤式 弯沉 仪（FWD）或 贝 克曼梁 进行 路面弯沉 检测。4.3.1.3 沥青混 凝土 路面 弯沉 检测 时，弯 沉 测 点沿 车道 左右 轮迹带 布置，每 20m 检测 一点。4.3.1.4 水泥混 凝土 路面 弯沉 检测 需检测 板边、板 角及 板中 弯沉值。4.3.1.5 分别统 计分 析路 面病 害路段 代表 弯沉 与无 病害 路段 路面代 表弯 沉，水泥 混凝 土路面 同时 要统计分析 板间 弯沉 差和 板内 弯沉值，判 定路 面结 构层 承载力 不足 位置。4.3.2 探地雷 达检测 4.3.2.1 采用探 地雷 达检 测 需 查明 结构层 层间 脱空、松 散 和 路床病 害深度，为注 浆位 置的选 择与 控制注浆深 度提 供依 据。4.3.2.2 沥青混 凝土 路面 探地 雷达 检测步 骤：每 个车 道检 测三条 纵向 测线，测 线布 置在左 右侧 轮迹带及车 道中 线。分 析雷 达检测 图像，绘 制病 害分 布图。采 用钻 孔取 芯、挖 探坑等 方式 进行 对比 验 证。5 地聚合 物注 浆加 固技 术 5.1 一般规 定 针对 道 路表 观病 害 位 置，结合 路 面结 构病害 检测 结 果，分别 统计 无 病害 路段 实测弯 沉代 表值 和 有 病害路段 实测 代表 弯沉 值，确定 注 浆加 固后 道路 设计 弯沉值，设计 注浆 钻孔 孔 位平面 布置 图，选择 地聚合物混合 料 配 合比，制 定施 工组织 计划，进 行地 聚合 物注浆 加固 施工。5.2 地聚合 物材 料 地 聚 合 物材 料 按 凝 固 时间和 早 期 强度 的 不同，可 将地 聚 合 物材 料 分为 普 通型和快凝早强 型 两种 类型。DB41/T 1165 2015 3 5.3 地聚合 物 混 合料 地聚合 物混 合料 由地 聚合 物材料 及水 组成，其 配合 比为：地聚 合物：水=1：0.3 0.34（重量 比）。拌合水 应符 合JGJ 63 2006规定，不 得采 用pH 值小 于6.5的 酸性 水和 工业 废水。地聚合 物 混 合料 主要 技术 指标见 表1，按照JTG/T F50 2011 进 行检 测。表1 地聚合 物 混 合料 主要 技术 指标 类型 流动度（s）初凝时间（h）终凝时间(h)泌水率(%)自由膨胀率（%）抗压强度(MPa)抗折强度（MPa）3h 24h 3d 28d 3d 28d 普通型 2 0.0 5.0 1 2.0 0.2 0 0 2 0 3 4 0.0 4 5.0 5.0 6.0 快凝型 2 0.0 3.0 4.0 0.2 0 0 2 0 3 5 0.0 6 0.0 1 0.0 12.0 5.4 注浆设 备 地聚合 物注 浆设 备 包 括注 浆泵、发电 机组、搅拌 桶、高压 清洗 机、水 箱、钻 机、除 尘设 备 及 控制 系统。5.5 施工工 艺 5.5.1 施工工 艺流 程 道路 地 聚合 物注 浆施 工工 艺流程 见图1。图1 施工工 艺流 程 5.5.2 施工 要求 5.5.2.1 施工前 应熟 悉设 计图 纸，做好地 下管 线测 设、标记 及障碍 物的 清理、移 位 等 工作。交工验收 检测 合格 养生 封孔 拔管 注浆 清孔 钻孔 布孔 不合格 制浆 施工准备 DB41/T 1165 2015 4 5.5.2.2 按照病 害检 测结 果及 设计 文件划 分施 工区 域，在施 工区域 按照 设计 注浆 钻孔 孔位 布 置图 现场放样，确定 钻孔 孔位 并用 自喷漆 标记 位置，标 注钻 孔深度，对 钻孔 施工 人员 进行 技 术交 底。5.5.2.3 沥青混 凝土 路面 横向 裂缝 处布孔 形式 采用 之字 形或 梅花桩 形，纵向 裂缝 主要 布设 在轮 迹带 处，沿裂缝 每1m1.5m 布设 一 个注浆 孔；网裂、沉 陷区 域采用 梅花 桩形 布孔；注 浆 孔布孔 形式 见 图2。水泥混凝 土路 面注 浆加 固采 用梅花 桩形 式布 孔，在四 个板角 处距 相邻 接 缝50cm 位置布 设注 浆孔，板 块中央布设 排气 孔，注浆 孔布 孔形式 见 图3。浆液扩散半径横缝注浆孔 浆液扩散半径注浆孔横缝 a）之 字形 b)梅花 桩 形 图2 沥青混 凝土 路面 注浆 孔布 孔形式 图3 水泥混 凝土 路面 注浆 孔布 孔形式 5.5.2.4 钻孔时 要保 持钻 机与 路面 垂直，避免 左右 晃动；钻 杆 钻到设 计深 度后 应将 钻杆 上下抽 动几 次,将钻孔 内的 废渣 粉末 排出，移 至下 一孔 位重 复 钻 孔 施工 程 序。为 防止 钻孔 深 度不足 或过 深，在 钻杆 上 设置钻孔 深度 位置 标记，钻 孔完成 后 对 孔深 进行 检查，深度 不够 的进 行二 次加 深，达 到设 计孔 深。5.5.2.5 钻孔时 及时 用清 扫工 具将 孔周围 钻杆 带出 的粉 末清 扫干净,采 用专 用容器 盛装钻渣粉 末，施 工完毕后 集中 处理。5.5.2.6 严格按 照 配 合比 配制 地聚 合物注 浆混 合料，搅 拌均 匀，防 止结 块、沉淀、离 析。5.5.2.7 注浆时 应 先 启动 注浆 设备，调整 压力 进行 注浆。出 现下列 情况 之一 时必 须立 即停止 注浆：注浆压 力超 过设 计注 浆压 力；注浆 设备 活塞 停 止15s 以上；路面 出现 抬升。DB41/T 1165 2015 5 5.5.2.8 注浆头 拔出 时 需 用容 器 盛 接防止 浆液 洒落 路面，快 速用塞子 封 闭注 浆孔，将 洒 溢在 路面 的浆液用布 擦洗 干净。单 个施 工区域 注浆 完毕，用 高压 水 对路 面进 行 刷 洗，同时 用 吸水 布围 挡吸 收 废 液，对废液进 行收 集盛 装，集中 处理。严格 执 行JTG H10 2009 标准 中 环境 保护 要 求。5.5.2.9 地聚合 物注 浆施 工结 束后 对施工 区域 进行 封闭 养护，养护 时间 需满 足注 浆材 料的终 凝时 间，养护结 束后 方可 开放 交通。5.5.2.10 养护结 束 后 进行 路面 弯沉 检测，对未 达到 设计 要求 的点位 再次 进行 注浆 补强。5.6 地聚合 物材 料 运 输及 储存 要求 5.6.1 运输及 储存 时不 得受 潮和 混入杂 物，不同 类型 材料 应分别 储运。5.6.2 仓库应 注意 防潮、防 雨水 渗漏。5.6.3 材料的 储存 应按 照到 货先 后，依 次堆 放，尽量 做到 先存先 用。5.6.4 储存期 不宜 过长，以 免受 潮而降 低 性 能，储存 期 不 宜超 过3 个 月。5.7 其他要 求 5.7.1 地聚合 物 注 浆混 合料 通过 注浆管 注入 道路 结构 层层 间病害 区域，排 出路 面结 构 层 内的 水和 空气，填充路 面空 洞、粘结 松散 的材料，并 激活 泥浆 等松 散材料 内部 的惰 性材 料，形成一 个固 结体，达 到 路 面结构加 固补 强效 果。5.7.2 地聚合 物材 料 进 场后 应核 对工厂 名称、品 种型号、包装日期 和 生产 许可 证号，每批 次应 附产品质量保 证书 及自 检报 告。5.7.3 施工前 应复核 地 聚合 物注 浆混合 料的 配合 比试 验报 告，施 工时 按批 次对 地聚 合物注 浆材 料进 行检测。5.7.4 施工班 组应 按照 钻孔 孔位 布置图，逐 孔填 写钻 孔施 工记录 表，标明 注浆 孔编 号、位 置、深度 及拔管封 孔情 况。5.7.5 施工班 组 应 填写 注浆 施工 记录 表，内 容包 括施 工日 期、注 浆混 合料 拌和 情况、注浆 孔编 号、注浆压力、注 浆次 数和 地聚 合物注 浆混 合料 的注 入量。5.7.6 施工区 域须 封闭 养护，加 强养护 检查。5.7.7 当施工 环境 连续 5 天 平均 气温低 于5 时，应 停止 施工作 业。6 质量检 验 标 准与 检验 项目 6.1 质量检 验标准 病害路段 地 聚合 物注 浆后 路面的 弯沉 值 应 符合 设计 要求；水泥 混凝 土路 面注 浆 处治后 板间 弯沉 差 不大于0.06mm。6.2 实测项 目 非开挖 式地 聚合 物注 浆加 固施工 质量 检验 实测 项目 应符合 表2 的规 定。DB41/T 1165 2015 6 表2 质量检 验实 测项 目 序号 检查项目 规定值或允许偏差 检验频率 检验方法 1 注浆材料强度（MPa）符合设计要求 每工作班不少于 2 组 取样室内检验 2 注浆孔（个）符合设计要求 抽检 30%现场检查 3 钻孔深度（mm）+100，0 抽检 10%钻孔施工时量测 4 弯沉值（0.01mm）符合设计要求 每车道20m 布置1 个测点 按 JTG F80/1 2004 附录 I 检查 6.3 外观检 验 6.3.1 注浆孔 应与 路面 平齐，无 突起、凹陷。6.3.2 注浆施 工后 路面 应清 洁干 净、美 观，无污 染。_ 附件 道路非 开挖式 地 聚合物注 浆加固 处 治技术规 范（DB41/T 1165 2015）条 文 说 明 DB41/T 1165 2015 9 1 总则 从道路 早期 病害 调查 情况 来看，层间 脱空 和层 间不 粘 结或粘 结力 小是 造成 路面 早期损 坏的 重要 原 因之一。因此，对 道路 进行 早期预 防性 养护，就 必须 填 充层 间脱 空和 加固 层间 粘结，提高 道路 整体承载能力。目前旧 路面 出现 开裂、沉 陷、坑 槽等 病害 后，局部 位置通 常采 用开 挖式 修复 方式，即全 部挖 除 面 层和基层，对 路基 进行 处治 修复后 新建 路面，或 者对 面层和 基层 就地 再生 或现 场再生 后直 接加 铺 路 面 结 构层，旧 路路 面病 害 难 以得 到 彻底 处治，造 成养 护或 改造工 程的 工程 量大、维 修费用 高，修复 时 间 长、对交通影 响大，未 能取 得经 济、环 保、耐久 的处 治目 的。非开挖 式地 聚合 物注 浆加 固技术 无需 破坏 旧路 面 结 构，通过 无损 检测 确定 病 害位置、深度，有针 对性的对 道路 病害 进行 处治，可大 大减 少后 期路 面的 损坏，延长 道路 使 用 寿命，降低 维修 费用，具有重要的社会 和经 济意 义。3 术语 与定 义 3.1 地 聚合 物Geopolymer 地聚合 物 最早 是由法 国科 学家Joseph Davidovits 于1985年 提出并 应用。地聚 合物注 浆材料 主要 是利用工 业废 渣矿 物活 性成 分等材 料，通过 碱激 发剂 形成胶 凝体 结构 的无 机高 性能高 分子 胶结 材料。地聚合 物材 料具 有自 硬性 好、粘 结力 强的 性能。其 合成组 份 性 能要 求见 附 表1。附表 1 地 聚合 物 材 料合 成 组份性 能要 求 组份名称 性能要求 钢渣 MFe2%，f-Cao 5%，经筛分 后规格为 0-5、5-20，烧失量 8.0%。矿渣 含水量1.0%，S03 4.0%，烧 失量3.0%，细度2.0%。高钙粉煤灰 由褐煤或次烟煤燃烧而成，CaO 含量在 10%以上的粉煤灰，细 度20%，烧失量3%。高岭土 SiO2 46.5%，Al2O3 35.5%，Fe2O3 0.75%，TiO2 1%，烧失 量18.5%。碱激发剂 选用环保型，严禁选用强碱性材料 4 道路 病害 调查 与检 测 4.2 表 观病 害调 查 路 面产 生网 裂、沉陷、唧浆 等病 害时，通 常由 结构内 病害 引起，进 行表 观病害 调查，旨 在 初 步 判 断路面结 构内 病害 的平 面 位 置。4.3 结 构病 害检 测 4.3.1.3 路面 表 观病 害处 可适当 加密。DB41/T 1165 2015 10 4.3.1.4 由 于不 同道 路，其水文 地质、道 路结 构层 设计、施工 质量 等情 况差 异，致 使其 工后 道 路 路 表 弯沉值差 异很 大，所以 在 判 定路面 结构 层承 载力 不足 位置处 所对 应的 路表 弯沉 值时，需要 依据 同 一 路 段 中无病害 处路 面实 测代 表弯 沉统计 分析 得到 的，这样 的判定 标准 才具 科学 性、针对性。4.3.2.2 雷 达测 线时 可根 据路表 弯沉 和路 面破 损等 实际情 况，对局 部路 段加 密布设 纵线1 条 2 条，对 于特殊路 段可 按3m 5m 间距 布设横 向测 线。探地雷 达 检测结果 需 通过 钻孔 取芯、挖 探 坑等 方式 进行对 比验证。5 地聚 合物 注浆 加固 技术 5.2 地 聚合 物材料 普通型 适合 交通 量一 般、重载比 例不 大的 国省 道公 路；快凝 早强 型适 合高 速 公路、交 通量 大或 重载交通。5.3 地 聚合 物混 合料 拌合用 水量 根据 施工 现场 温度调 整，气温 高于25 时，用 水量 取上 限；温度 低于10 时，用 水 量 取下限。5.4 注浆 设备 注 浆设 备 主 要参 数 可 参考附 表 2、钻 机设 备主 要参数 可参 考 附 表 3。附表 2 注浆 设备 主 要参 数 组件名称 项目 参数 注浆泵 最大注浆压力 6 MPa 10MPa 最大流量 100 L/min 200L/min 发电机组 额定电压 300 V 500V 额定功率 50Hz 额定电流 55A60A 搅拌桶 容积 400 L 600L 转速 60 r/min 100r/min 高压清洗机 最大压力 6 MPa 10MPa 额定转速 2500 r/min 3500r/min 水箱 容积 5 m 8m 附表3 钻机 设 备主 要参数 项目 参数 电功率 1.5 Kw 2Kw DB41/T 1165 2015 11 钻头 16mm，L 150mm 22mm，L 150mm 5.5 施 工工 艺 5.5.2.3 布 孔间 距根据 现 场结构 层 脱 空程 度、松散 具体情 况 等 进行 微调。水 泥混凝 土板 块通 常 情 况 下 采用梅花 桩布 孔，中间 为排 气孔。5.5.2.7 启 动注 浆设 备，调整压 力并 进行 试注 观测；水 泥混 凝土 路面 压力 控 制在1.5MPa 以内，沥青 混 凝土路面 控制 在0.8MPa 以内。5.5.2.9 普 通型 地聚 合物 注浆材 料封 闭养 生时 间不 得少于12个 小时；快 凝早 强 型 地聚 合物 注浆 材料 封 闭养生时 间不 得少于4 个小 时。5.6 地 聚合 物材 料 运 输及 储存要求 5.6.2 存放 袋装 材料 时，地面垫 板要 离地 300mm，四周离 墙 300mm；袋装 材料 堆垛 不宜 太高，以 免下部材料 受压 结硬，一 般以10 袋为 宜，如果 存放 期短、库房紧 张，也不 宜超 过15 袋。5.7 其他 要求 5.7.2 地聚 合物 材料 的 批 次检测 频率 可按照 水泥 材 料检验 频率，袋装200T 一 检 验批，散装500T 一检 验 批。6 质量 检验 与判定 6.1 质 量检 验标准 沥青路 面 病害 处地 聚合物 注浆后，路表 弯沉 值达到 无病害 处路面 弯沉 值的1.2 倍以内。该控 制标 准是由大 量 实 体工 程施 工应 用 总结 而来，具 有一 定的 通用性。