1、 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 11652015 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。
2、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 11652015 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
3、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 11652015 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。
4、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 H10 2009 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
5、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 11652015 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
6、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 H10 2009 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 H10 2009 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
7、。 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
8、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 11652015 3 5.3 地聚合物 混合料 地聚合物混合料由地聚合物
9、材料及水组成，其配合比为：地聚合物：水 =1： 0.30.34 （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 20.0 5.0 12.0 0.20 0 2 0 3 40.0 45.0 5.0 6.0 快凝型
10、 20.0 3.0 4.0 0.20 0 2 0 3 50.0 60.0 10.0 1 2.0 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 11652015 4 5.5.2.2 按照病害检测结果及设计文件划
11、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 1m 1.5m 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
12、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
13、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 11652015 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
14、，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
15、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
16、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 11652015 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
17、 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 （DB 41/T 1165 2015） 条 文 说 明 DB41/T 11652015 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
18、，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
19、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 MFe 2%， 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
20、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 11652015 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
21、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
22、，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 55A 60A 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
23、 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 11652015 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
24、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。
