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        橋頭搭板工后沉降預(yù)埋注漿配比優(yōu)化設(shè)計(jì)

        2020-09-08 02:37:18李建強(qiáng)金龍飛許展飛
        黑龍江交通科技 2020年8期
        關(guān)鍵詞:橡膠粉漿液橡膠

        李建強(qiáng),金龍飛,許展飛,劉 帥

        (1.山東省路橋集團(tuán)有限公司,山東 濟(jì)南 250002;2.山東高速建設(shè)管理集團(tuán)有限公司,山東 濟(jì)南 250002;3.山東省交通科學(xué)研究院山東,山東 濟(jì)南 250002)

        1 注漿加固原理分析

        橋梁通車使用過(guò)程中如出現(xiàn)搭板沉降等問(wèn)題,采用注漿加固措施處理,鉆孔、埋管,在注漿管內(nèi)注漿加固,即利用巨大壓力將注漿液注入橋頭路基,如路基下部為粘性土,注漿液沿結(jié)構(gòu)裂縫處流入下部土體,將粘性土土體分割成不規(guī)則的塊狀,在塊狀土體之間存在硬化的注漿粘液,形成一種復(fù)合型巖土,防止或減弱路基再次下沉;在碎石土、砂礫土填筑的路基內(nèi),漿液以滲流或紊流的方式滲入路基土孔隙,從而提高了路基強(qiáng)度和剛度,填實(shí)搭板脫空部分,讓搭板不再松動(dòng)。

        2 注漿液材料配比優(yōu)化設(shè)計(jì)

        2.1 傳統(tǒng)漿液材料配比

        傳統(tǒng)漿液材料一般選用水泥、水、水玻璃、注漿劑、黃砂,其早強(qiáng)砂漿參考配合比(質(zhì)量比)為,水泥∶水∶水玻璃∶注漿劑∶砂=10∶5∶0.5∶0.5∶2。見表1)。

        表1 傳統(tǒng)漿液配比表

        水灰比一般宜采用0.40~0.45,當(dāng)摻入部分粉煤灰和減水劑時(shí),水灰比可減小至0.35;另外,可摻入適量膨脹劑,當(dāng)摻入膨脹劑時(shí),鋁粉的摻入量約為水泥或水泥和粉煤灰用量1%。采用的水泥漿或水泥粉煤灰漿配合比最終應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。

        2.2 優(yōu)化后漿液材料配比

        隨著全球汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,廢舊輪胎的數(shù)量日益增多,其所產(chǎn)生的廢舊橡膠成為新的固體污染源,直接堆放填埋不僅浪費(fèi)資源、占用土地,還會(huì)對(duì)土壤、地下水環(huán)境產(chǎn)生較大污染,焚燒同樣會(huì)造成大氣污染,如何更有效、更合理地利用廢舊橡膠是我們面臨的破在眉睫的任務(wù)。

        美國(guó)North Carolina State大學(xué)教授Shuaib Ahmad首次制備橡膠混凝土,但是橡膠顆粒與水泥基材料界面粘結(jié)性較差,造成橡膠混凝土強(qiáng)度降低。隨后橡膠混凝土也被應(yīng)用到實(shí)際工程中,美國(guó)、加拿大等國(guó)家采用橡膠粉生產(chǎn)橡膠普面板用于鐵道道口鋪面取代傳統(tǒng)混凝土鋪面。國(guó)內(nèi),同濟(jì)大學(xué)史巍等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),水泥砂漿的動(dòng)彈性模量和固有頻率隨著橡膠粉摻加量發(fā)生變化,馬福榮通過(guò)試驗(yàn)分析橡膠粉摻加量對(duì)水泥混凝土吸聲功能也有影響。

        (1)漿液流動(dòng)性試驗(yàn)

        在傳統(tǒng)漿液的基礎(chǔ)上添加橡膠粉,即通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)在相同橡膠粉粒徑目數(shù)條件下,改變橡膠粉摻加量,采用漿液流動(dòng)稠度儀探究漿液的流動(dòng)性,傳統(tǒng)材料組成為水泥、水、水玻璃、注漿劑、黃砂,在保持基準(zhǔn)注漿材料配比的基礎(chǔ)上,將橡膠粉等體積代替黃砂的方式摻入漿液中,通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到新的漿液材料配比(試驗(yàn)參數(shù)如表2所示)。

        表2 試驗(yàn)參數(shù)表

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析:通過(guò)漿液流動(dòng)性實(shí)驗(yàn),獲得結(jié)果如表3所示。

        根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析(如表3所示),在選擇相同橡膠粉粒徑時(shí),橡膠粉摻加量增多,代替了黃砂材料的體積,黃砂摻加量減少,隨著橡膠粉摻加量的增加,漿液的流動(dòng)性變化不大,但是不同目數(shù)的橡膠粉,隨著橡膠粒徑增大,漿液的表觀密度會(huì)下降,主要原因是因?yàn)檩^小粒徑的橡膠粉可以更加緊密的填充到漿液材料中的空隙內(nèi),這樣會(huì)使?jié){液流動(dòng)降低,因此粒徑大的橡膠粉流動(dòng)性要大。

        表3 流動(dòng)度參數(shù)表

        (2)漿液抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

        漿液抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)材料參數(shù)設(shè)置與漿液流動(dòng)性試驗(yàn)相同,在保持基準(zhǔn)注漿材料配比的基礎(chǔ)上,將橡膠粉等體積代替黃砂的方式摻入漿液中,具體參數(shù)參見表2。為確保橡膠粉在漿液中分散均勻,先用攪拌機(jī)攪拌漿液60 s。然后待漿液硬化后,檢測(cè)養(yǎng)護(hù)7 d和28 d的抗壓強(qiáng)度。

        橡膠粉等體積代替黃砂所得漿液硬化后的抗壓強(qiáng)度損失如表4所示。

        表4 強(qiáng)度損失參數(shù)表

        由表4可以看出,在漿液硬化后養(yǎng)護(hù)7 d抗壓強(qiáng)度隨橡膠粉摻入量增加而逐漸降低。相同粒徑橡膠粉摻入量由5%增加到20%,而抗壓強(qiáng)度折損值最大折損35%,最小折損15%。當(dāng)橡膠粉摻加量相同時(shí),粒徑越大,抗壓強(qiáng)度折損越小。

        在漿液硬化后養(yǎng)護(hù)28 d,抗壓強(qiáng)度同樣隨橡膠粉摻入量增加而逐漸降低。相同粒徑橡膠粉摻入量由5%增加到20%,而抗壓強(qiáng)度折損值最大折損36%,最小折損14%。當(dāng)橡膠粉摻加量相同時(shí),粒徑越大,抗壓強(qiáng)度折損也越小。因此,漿液硬化后養(yǎng)護(hù)7 d到28 d抗壓強(qiáng)度變化幅度不大。

        3 結(jié) 論

        (1)橡膠粉代替了一部分黃砂,導(dǎo)致漿液整體自重減輕,流動(dòng)速度也會(huì)加快。

        (2)橡膠粉摻量越大,漿液內(nèi)部軟弱點(diǎn)增多,硬化后強(qiáng)度會(huì)降低,因此橡膠粉不能完全取代黃砂。

        (3)橡膠粉粒徑越大,表面凹凸不平越明顯,硬化后與結(jié)構(gòu)物的粘結(jié)性越好,因此粒徑越大,抗壓強(qiáng)度折損越小。

        (4)漿液硬化快,養(yǎng)護(hù)7 d與28 d強(qiáng)度變化不大,因此注漿7 d后即可投入使用。

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