WO2023123690A1 - 一种水泥混凝土道面板边隐蔽式注浆及脱空风险评价方法 - Google Patents
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Definitions
- the invention belongs to the technical field of airport engineering, and in particular relates to a method for concealed grouting on the edge of a cement concrete road slab and a risk assessment method for voiding.
- the commonly used method is to firstly conduct destructive drilling on the pavement slab (commonly quincunx-shaped five holes), then inject grout from the drilled holes, and then fill the holes. , will still form irreparable structural damage on the pavement.
- This treatment process is mostly aimed at pavement slabs that have been used for more than 20 years and have serious structural defects (such as voids, wrong platforms, etc.), and is a typical emergency treatment method to improve the bearing capacity index (PCN value) of the pavement.
- PCN value bearing capacity index
- the airport management department often does not adopt this method because of the damage to the runway structure.
- the above-mentioned grouting belongs to the non-excavation structural performance reinforcement treatment technology, which is a relatively effective roadbed treatment technology at present. Cement, high polymer and other repair materials with good fluidity, rapid hardening and early strength are mostly used.
- the purpose of the present invention is to provide a cement concrete pavement slab edge concealed grouting and void risk assessment method.
- the cement concrete pavement edge concealed grouting and emptying risk assessment method provided by the present invention includes the following steps carried out in order:
- a plurality of concealed drilling holes are formed at equal intervals in the joints of the road panels located at the sides and corners of the road panels;
- the void threat can be obtained by using formula 1 Index D:
- step 2) the concealed borehole has the same diameter as the road panel joint width and the same depth as the road panel thickness.
- step 13) the method for evaluating the void risk of the grouting area by using the void threat index D above is: when D ⁇ 0.3, it indicates that the void risk of the grouting area is low risk; when 0.3 When ⁇ D ⁇ 0.6, it indicates that the risk of voiding in the grouting area is medium risk; when 0.6 ⁇ D, it indicates that the risk of voiding in the grouting area is high risk.
- the concealed grouting and emptying risk assessment method for cement concrete pavement slab edges provided by the present invention has the following advantages: 1) Simple implementation. Innovating the existing airport pavement grouting process can ensure the construction quality and grouting effect. 2) Strong concealment. Drill holes at the joints of the pavement, and cover them with caulk after sealing, which can ensure the integrity of the pavement structure. 3) The risk assessment of voiding is accurate. It is creatively proposed to combine the maximum depth and average grouting depth of iron oxide-containing cement slurry tested by ground penetrating radar, which can effectively quantify and evaluate the risk of voiding at the bottom of the slab.
- Fig. 1 is a schematic diagram of the planar structure of the channel panel when the method provided by the present invention is adopted.
- Fig. 2 is a schematic diagram of the maximum envelope area of the void region when the method provided by the present invention is adopted.
- Fig. 3 is a flow chart of the concealed grouting and emptying risk assessment method for the cement concrete pavement slab edge provided by the present invention.
- the concealed grouting and emptying risk assessment method for the cement concrete pavement slab edge provided by the present invention is suitable for the preventive emptying treatment of the pavement that has been used for 5-10 years, that is, :
- the voids of a plurality of adjacent road panels 1 only exist at the edges and corners of the plates, and there is no voids in the middle of the plates.
- the concealed grouting and emptying risk assessment method for the cement concrete pavement slab edge includes the following steps in order:
- the void threat can be obtained by using formula 1 Index D:
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Abstract
一种水泥混凝土道面板边隐蔽式注浆及脱空风险评价方法。其包括确定注浆区域、形成隐蔽钻孔、在隐蔽钻孔内注浆并标记、封堵隐蔽钻孔、获得脱空区域的最大包络面积、确定最大注浆深度、得到实际注浆量、得到单位面积的注浆深度、得到脱空威胁指数、评价注浆区域的脱空风险性等步骤。本发明优点：1)实施简单。对现有机场道面注浆工艺进行创新，可确保施工质量和注浆效果。2)隐蔽性强。在道面接缝位置钻孔，封孔后利用道面嵌缝覆盖，可保障道面结构性能完整。3)脱空风险评价准确。创造性的提出综合了探地雷达测试含氧化铁水泥浆的最大深度及平均注浆深度，可有效量化评价板底脱空的风险程度。
Description
本发明属于机场工程技术领域，特别是涉及一种水泥混凝土道面板边隐蔽式注浆及脱空风险评价方法。
在飞机起降循环荷载以及水侵害的共同影响下，机场跑道道面板接缝处下部大多存在不同程度的板底脱空。利用重锤式弯沉仪测试板边和板角变形时，常表现为接缝两侧道面板变形极不均匀。在探地雷达测试过程中，脱空区域会形成回波异常区域。若不加治理，将会形成严重脱空、掉边掉角乃至断板等问题。
然而在道面管理实践中，常用的方法多是先对道面板进行破坏性钻孔(常见为梅花形五孔)，然后从钻孔中注浆，之后进行填孔，但虽经填孔处理，仍将在道面上形成不可完全恢复的结构损伤。这种处理工艺多针对使用20年以上、结构存在严重病害(如脱空、错台等)的道面板，属于典型的应急处理方法，以提高道面承载力指标(PCN值)。但是对使用5至20年之间的道面板，机场管理部门常因该方法对跑道结构存在损伤而不采纳。另外，上述注浆属于非开挖式结构性能补强处理技术，是目前较为有效的道基处理技术，多采用水泥、高聚物等流动性好、快硬早强的修补材料。
因此，如果能通过施工工艺的革新和注浆材料的升级，实现机场道面隐蔽病害的预防性治理并对病害程度进行客观评价，对于提升机场道面管理能力和运行安全水平都具有重要意义。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种水泥混凝土道面板边隐蔽式注浆及脱空风险评价方法。
为了达到上述目的，本发明提供的水泥混凝土道面板边隐蔽式注浆及脱空风险评价方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)首先由施工人员确定出注浆区域，然后将注浆区域内经探测后存在脱空的多块彼此相邻的道面板间的多条被嵌缝料覆盖的道面板接缝内的嵌缝料清理干净；
2)在位于道面板板边和板角位置的道面板接缝内等间距形成多个隐蔽钻孔；
3)在位于板角位置的每个隐蔽钻孔内插入一根正压注浆管，并将正压注浆管与注浆泵相连；同时在位于板边位置的每个隐蔽钻孔内插入一根负压吸浆管，并将负压吸浆管与真空泵相接；
4)启动注浆泵和真空泵，利用注浆泵将含氧化铁的水泥浆以压力注浆方式经正压注浆管注入道面板板角位置的隐蔽钻孔内部，同时利用真空泵经负压吸浆管从道面板板边位置的隐蔽钻孔内部抽出空气及多余的含氧化铁的水泥浆；
5)将由正压注浆管成功进行注浆的隐蔽钻孔标记为“1”，将未能成功注浆的隐蔽钻孔标记为“0”；同时，将由负压吸浆管成功抽吸出浆的隐蔽钻孔标记为“1”，将未能成功抽吸出浆的隐蔽钻孔标记为“0”；
6)将上述所有隐蔽钻孔利用快干水泥进行封堵；
7)利用嵌缝料将所有道面板接缝复原，由此将隐蔽钻孔完全覆盖，至此隐蔽式注浆过程结束；
8)将注浆区域内位于最外侧的所有标记为“1”的隐蔽钻孔用直线连接，获得脱空区域的最大包络面积A；
9)利用探地雷达扫描注浆区域，然后根据含氧化铁的水泥浆的回波信号特征确定出最大注浆深度h
max；
10)计量多根正压注浆管和多根负压吸浆管的流量，分别记为V
i和V
o， 然后将二者相减得到实际注浆量V
a；
11)将实际注浆量V
a除以脱空区域的最大包络面积A，得到单位面积的注浆深度D
0；
12)根据最大注浆深度h
max和单位面积的注浆深度D
0或脱空区域的最大包络面积A、最大注浆深度h
max和实际注浆量V
a利用式1计算得到脱空威胁指数D：
13)利用上述脱空威胁指数D来评价注浆区域的脱空风险性，至此脱空风险评价过程结束。
在步骤2)中，所述隐蔽钻孔的直径与道面板接缝的宽度相同，并且深度与道面板厚度相同。
在步骤13)中，所述利用上述脱空威胁指数D来评价注浆区域的脱空风险性的方法是：当D<0.3时，表明注浆区域的脱空风险性为低风险；当0.3≤D<0.6时，表明注浆区域的脱空风险性为中风险；当0.6≤D时，表明注浆区域的脱空风险性为高风险。
本发明提供的水泥混凝土道面板边隐蔽式注浆及脱空风险评价方法具有如下优点：1)实施简单。对现有机场道面注浆工艺进行创新，可确保施工质量和注浆效果。2)隐蔽性强。在道面接缝位置钻孔，封孔后利用嵌缝料覆盖，可保障道面结构性能完整。3)脱空风险评价准确。创造性地提出综合了探地雷达测试含氧化铁水泥浆的最大深度及平均注浆深度，可有效量化评价板底脱空的风险程度。
图1为采用本发明提供的方法时道面板平面结构示意图。
图2为采用本发明提供的方法时脱空区域的最大包络面积示意图。
图3为本发明提供的水泥混凝土道面板边隐蔽式注浆及脱空风险评价方法流程图。
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的水泥混凝土道面板边隐蔽式注浆及脱空风险评价方法进行详细说明。
如图1—图3所示，本发明提供的水泥混凝土道面板边隐蔽式注浆及脱空风险评价方法适用于使用5-10年的道面而对其进行的预防性脱空治理，即：多块彼此相邻的道面板1的脱空仅存在于板边和板角，板块中部不存在脱空。
本发明提供的水泥混凝土道面板边隐蔽式注浆及脱空风险评价方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)首先由施工人员确定出注浆区域，然后将注浆区域内经探测后存在脱空的多块彼此相邻的道面板1间的多条被嵌缝料覆盖的道面板接缝2内的嵌缝料清理干净；所述探测的方法通常采用落锤式弯沉仪或探地雷达进行；
2)在位于道面板1板边和板角位置的道面板接缝2内等间距形成多个直径与道面板接缝2的宽度相同且深度与道面板1厚度相同的隐蔽钻孔3；
3)在位于板角位置的每个隐蔽钻孔3内插入一根正压注浆管，并将正压注浆管与注浆泵相连；同时在位于板边位置的每个隐蔽钻孔3内插入一根负压吸浆管，并将负压吸浆管与真空泵相接；
4)启动注浆泵和真空泵，利用注浆泵将含氧化铁的水泥浆以压力注浆方式经正压注浆管注入道面板1板角位置的隐蔽钻孔3内部，同时利用真空泵经负压吸浆管从道面板1板边位置的隐蔽钻孔3内部抽出空气及多余的含氧化铁的水泥浆；
5)将由正压注浆管成功进行注浆的隐蔽钻孔3标记为“1”，将未能成功注浆的隐蔽钻孔3标记为“0”；同时，将由负压吸浆管成功抽吸出浆的 隐蔽钻孔3标记为“1”，将未能成功抽吸出浆的隐蔽钻孔3标记为“0”；
6)将上述所有隐蔽钻孔3利用快干水泥进行封堵；
7)利用嵌缝料将所有道面板接缝2复原，由此将隐蔽钻孔3完全覆盖，至此隐蔽式注浆过程结束；
8)将注浆区域内位于最外侧的所有标记为“1”的隐蔽钻孔3用直线连接，获得脱空区域的最大包络面积A；
9)利用探地雷达扫描注浆区域，然后根据含氧化铁的水泥浆的回波信号特征确定出最大注浆深度h
max；
10)计量多根正压注浆管和多根负压吸浆管的流量，分别记为V
i和V
o，然后将二者相减得到实际注浆量V
a；
11)将实际注浆量V
a除以脱空区域的最大包络面积A，得到单位面积的注浆深度D
0；
12)根据最大注浆深度h
max和单位面积的注浆深度D
0或脱空区域的最大包络面积A、最大注浆深度h
max和实际注浆量V
a利用式1计算得到脱空威胁指数D：
13)利用上述脱空威胁指数D来评价注浆区域的脱空风险性；当D<0.3时，表明注浆区域的脱空风险性为低风险；当0.3≤D<0.6时，表明注浆区域的脱空风险性为中风险；当0.6≤D时，表明注浆区域的脱空风险性为高风险，至此脱空风险评价过程结束。
Claims (3)
- 一种水泥混凝土道面板边隐蔽式注浆及脱空风险评价方法，其特征在于：所述方法包括按顺序进行的下列步骤：1)首先由施工人员确定出注浆区域，然后将注浆区域内经探测后存在脱空的多块彼此相邻的道面板(1)间的多条被嵌缝料覆盖的道面板接缝(2)内的嵌缝料清理干净；2)在位于道面板(1)板边和板角位置的道面板接缝(2)内等间距形成多个隐蔽钻孔(3)；3)在位于板角位置的每个隐蔽钻孔(3)内插入一根正压注浆管，并将正压注浆管与注浆泵相连；同时在位于板边位置的每个隐蔽钻孔(3)内插入一根负压吸浆管，并将负压吸浆管与真空泵相接；4)启动注浆泵和真空泵，利用注浆泵将含氧化铁的水泥浆以压力注浆方式经正压注浆管注入道面板(1)板角位置的隐蔽钻孔(3)内部，同时利用真空泵经负压吸浆管从道面板(1)板边位置的隐蔽钻孔(3)内部抽出空气及多余的含氧化铁的水泥浆；5)将由正压注浆管成功进行注浆的隐蔽钻孔(3)标记为“1”，将未能成功注浆的隐蔽钻孔(3)标记为“0”；同时，将由负压吸浆管成功抽吸出浆的隐蔽钻孔(3)标记为“1”，将未能成功抽吸出浆的隐蔽钻孔(3)标记为“0”；6)将上述所有隐蔽钻孔(3)利用快干水泥进行封堵；7)利用嵌缝料将所有道面板接缝(2)复原，由此将隐蔽钻孔(3)完全覆盖，至此隐蔽式注浆过程结束；8)将注浆区域内位于最外侧的所有标记为“1”的隐蔽钻孔(3)用直线连接，获得脱空区域的最大包络面积A；9)利用探地雷达扫描注浆区域，然后根据含氧化铁的水泥浆的回波信 号特征确定出最大注浆深度h max；10)计量多根正压注浆管和多根负压吸浆管的流量，分别记为V i和V o，然后将二者相减得到实际注浆量V a；11)将实际注浆量V a除以脱空区域的最大包络面积A，得到单位面积的注浆深度D 0；12)根据最大注浆深度h max和单位面积的注浆深度D 0或脱空区域的最大包络面积A、最大注浆深度h max和实际注浆量V a利用式1计算得到脱空威胁指数D：
13)利用上述脱空威胁指数D来评价注浆区域的脱空风险性，至此脱空风险评价过程结束。 - 根据权利要求1所述的水泥混凝土道面板边隐蔽式注浆及脱空风险评价方法，其特征在于：在步骤2)中，所述隐蔽钻孔(3)的直径与道面板接缝(2)的宽度相同，并且深度与道面板(1)厚度相同。
- 根据权利要求1所述的水泥混凝土道面板边隐蔽式注浆及脱空风险评价方法，其特征在于：在步骤13)中，所述利用上述脱空威胁指数D来评价注浆区域的脱空风险性的方法是：当D<0.3时，表明注浆区域的脱空风险性为低风险；当0.3≤D<0.6时，表明注浆区域的脱空风险性为中风险；当0.6≤D时，表明注浆区域的脱空风险性为高风险。
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