瀝青混合料橋面防水粘結層施工工藝淺析

1 瀝青混合料橋面防水粘結層施工工藝淺析瀝青混合料橋面防水粘結層施工工藝淺析 摘要 摘要 本文結合海灣大橋青島端接線工程橋面瀝青鋪裝工程的施工經驗 從防 水粘結層的作用 設計 技術要求和施工技術要點等幾個方面展開論述 以期 待為瀝青混合料防水粘結層施工的技術推廣提供參考 正文 正文 在瀝青混合料橋面防水系統(tǒng)中 防水粘結層是在水泥混凝上橋面上進行瀝 青鋪裝設計的核心技術之一 原因在于瀝青混合料與水泥混凝土是性能差異較 大的材料 兩種材料的有效結合是橋面鋪裝成敗的關鍵 因此應重點進行防水 粘結層的材料選擇與設計 確保其有較強的粘結能力和防水能力 同時滿足水 泥混凝土橋面與瀝青鋪裝層間抗剪強度的要求 橋面防水層的材料類型可分為以下幾種類型 瀝青基防水卷材 包括改性瀝 青防水卷 合成高分子防水卷材 防水涂料 熱噴 SBS 改性瀝青等 1 1 瀝青混合料鋪裝層與橋面防水粘結的必要性瀝青混合料鋪裝層與橋面防水粘結的必要性 瀝青混合料鋪裝層同橋梁結構在材料的物理與力學性能上有明顯的差異 即一柔一剛 因此 這一特性會導致二者在溫度應力及荷載作用下應力與位移 的不連續(xù)性 尤其是水平剪切力往往主要由鋪裝層承擔 如果橋面同鋪裝層之 間的粘結不夠牢固 或者是鋪裝層的抗剪強度不足 則極易在鋪裝層中產生剪 切破壞 即表現為推擠 車轍 擁包 撕裂 導致形成人們通常所講的 搓皮 現象 也就是剛柔兩部分變形不一致 由此可見 對于橋面鋪裝層而言 橋面板與瀝青鋪裝層之間的粘結至為重 要 這一粘結層除了具有 承上啟下 的粘結作用外 還應具有對橋面板的防 水保護功能 因此常被稱為防水粘層 這一層次的損壞將直接導致橋面板與鋪 裝層的各自獨立 鋪筑層也會因失去與橋面板的粘結而承受更大的應力 因而 更易產生各種損壞 然而 在工程實踐中這一粘層 防水層往往沒有受到人們的足夠重視 有的 直接在橋面上鋪設橋面鋪裝層 有的則采用普通乳化瀝青粘結層 而且灑布量 控制不嚴 易導致粘層油過量 由于在天氣高溫時 橋面的溫度遠遠超過了粘 層油的軟化點 過量的粘層油起到了 潤滑油 的作用 從而加劇了鋪裝層的 滑移等損壞 因此 對鋪筑層及防水粘層材料的溫度穩(wěn)定性要有比對瀝青路面 2 高得多的要求 另外 防水粘層還應具有更高的粘韌性 以適應橋面上嚴苛的 應力 應變條件 2 瀝青混合料橋面防水層設計瀝青混合料橋面防水層設計 常規(guī)防水材料適用于建筑物的防水 如屋頂 廚衛(wèi)間墻 但對于承受動態(tài) 荷載且應力應變較大的橋面而言 便顯示出了局限性 SBS 改性劑能全面地提 升瀝青的使用性能 當加入到瀝青中時 SBS 聚合物能顯著地改變?yōu)r青的粘度 彈性特性 在較高的溫度下 瀝青會變得更粘稠 而在較低溫度下 聚合物 會更有彈性 從而使瀝青更堅韌 總之 SBS 聚合物會使瀝青對溫度不太敏感 使瀝青剛柔并濟并具備優(yōu)良的防水特性和粘結性能 因而 SBS 改性瀝青防水 粘結層在橋面鋪裝防水系統(tǒng)中應用越來越多 本工程所用的橋面防水系統(tǒng)是在原橋面上灑布一層熱的 SBS 復合式改性瀝 青膜 然后再灑鋪一層單一粒徑的碎石 如圖所示 圖 1 熱 SBS 改性瀝青防水粘結層 其中瀝青和碎石灑布量的確定與下承層的表面特性以及上層瀝青混合料類 型有關 灑布量過多 可能會導致防水層甚至面層泛油 過少則不足以形成要 求厚度的瀝青膜 進而影響防水效果甚至整個橋面鋪裝層的性能 碎石的用量 粒徑大小也影響著防水層效果 嵌入碎石的作用是提高層間 抗剪強度 同時保護防水層瀝青膜不被破壞 碎石的粒徑過小容易引起泛油 粒徑過大則不能有效粘結瀝青層 從而不能提供足夠的層間抗剪強度 通過大 量工程實踐發(fā)現 10mm 15mm 尺寸碎石較理想 現行試驗方法中 剪切試驗通常用來評價橋面鋪裝層間水平抗剪強度 拉 拔試驗用來評價鋪裝層間粘結強度 帶水壓的滲水試驗用來評價防水層的防水 能力 用防水瀝青進行大量剪切和拉拔試驗 綜合以往工程檢驗結果 認為 1 5kg m2 的瀝青灑布量和 8 0kg m2 占滿鋪面積的 70 左右 的碎石撒鋪量時 層間水平抗剪強度最大 同時層間粘結力也最大 3 0 350 0 400 0 450 0 500 0 550 0 600 0 650 0 700 78910 Aggregate paving volume kg m2 The horizontal shear strength between layers MPa 1 2kg m2 1 4kg m2 1 6kg m2 1 8kg m2 圖 2 不同瀝青和集料噴灑量下水平剪應力的關系 0 250 0 300 0 350 0 400 0 450 0 500 78910 Aggregate paving volume kg m2 Bonding strength between layers MPa 1 2kg m2 1 4kg m2 1 6kg m2 1 8kg m2 圖 3 不同瀝青噴灑量下粘結強度和集料撒布量的關系 根據本工程橋梁跨徑大小 坡度情況 交通荷載情況及設備情況 最后決 定碎石用瀝青預先裹覆 建議有條件時盡量對碎石進行預裹覆處理 具體方 案如下 表 1 防水粘結層技術方案 瀝青膠結料5mm 10mm 碎石 技術方案 防水瀝青灑布量控制在 1 2kg m2 1 5kg m2 根據現場實際情況確 定 在碎石表面預裹覆占碎石質 量 3 5 的普通熱瀝青 3 防水粘結層技術要求防水粘結層技術要求 本工程防水粘結層所用防水瀝青必須滿足表 2 的相關技術要求 所用碎石 除滿足表 3 技術要求外 還必須潔凈 干燥 表面粗糙無風化 表 2 復合改性瀝青技術要求 4 檢測指標單位技術要求檢測方法 針入度 25 100g 5s 0 1mm 65T 0604 延度 5cm min 5 Cm 20T 0605 軟化點 環(huán)球法 85T 0606 運動粘度 135 Pa s 4T 0625 閃點 開口式 230T 0611 溶解度 99T 0607 25 彈性恢復 85T 0662 48h 貯存穩(wěn)定性 2 5T 0661 質量變化 1 0T 0610 25 針入度比 70T 0604 RTFOT 后殘留物 5 延度 cm 15T 0605 表 3 集料技術要求 檢測指標單位技術要求檢測方法 石料壓碎值 26T 0316 洛杉磯模耗損失 30T 0317 堅固性 12T 0314 針片狀顆粒含量 15T 0312 軟石含量 5T 0320 與瀝青粘附性級 4T 0616 4 4 防水粘結層施工工藝防水粘結層施工工藝 1 熱瀝青灑鋪應在橋面處理后 3 5 天內進行 以免處理后的表面被再 次污染 灑布前應對下承層進行認真的處理 保持干凈 干燥 在施工期間 如遇下雨 應在下承層表面充分干燥的條件下灑鋪 2 熱 SBS 改性瀝青防水粘結層施工時 先將 SBS 改性瀝青加熱至 185 以上 采用專用的改性瀝青灑布車 在經過處理 清洗 干燥以后的混凝 土面上灑布一層 1 2 1 5L m2 的 SBS 改性瀝青作為粘結劑 然后在其上撒布一 層粒徑 5 10mm 單一尺寸經過 3 5 瀝青預拌碎石 撒布碎石為經過清洗干 燥后的 5 10mm 基性硬質巖碎石 碎石撒布以后 使用膠輪壓路機將碎石碾壓 穩(wěn)定 3 熱瀝青防水粘結層灑布應采用專用的 可有效控制灑布劑量的 具有 加溫 保溫和攪拌功能的灑布設備 灑布設備在施工前應進行認真清理 將儲 油罐中的殘油清除干凈 在正式灑布前應進行試灑 嚴格清理有關的施工機械 特別是瀝青灑布車和碎石撒布車的車輪 嚴禁將污染物帶上施工斷面 在灑鋪 過程中 灑布車應保持勻速行駛 穩(wěn)定的轉速 以保證灑鋪的均勻 4 預拌碎石撒布量一般為 5 7m3 Km2 具體撒布量經過試撒確定 撒 5 布時需嚴格控制用量 單粒徑碎石撒布要求均勻 無堆積 對撒布量偏高 局 部碎石重疊的部分 由人工用舊掃帚進行散開處理 5 熱 SBS 改性瀝青防水粘結層施工過程中嚴格控制灑 撒 布量及灑 撒 布均勻性 6 局部露白處應由人工刷涂方式用熱瀝青進行重灑并撒布碎石 之后用 噴燈烘烤穩(wěn)定 7 當出現大面積漏灑時 應立即停止作業(yè) 并對灑布設備機械參數進行 檢測 正常后方可重新施工 8 在瀝青灑鋪過程中應注重對橫向接頭和縱向接頭的施工處理 在橫向 接頭的位置 再次施工時既要與前次施工緊密的銜接 同時也要避免與前次施 工斷面重疊 每次灑鋪前應用油毛氈或鐵皮等物將已灑鋪的路段遮擋覆蓋 避 免再次灑鋪時造成瀝青的重疊 9 防水粘結層施工時 應采用油毛氈等物對防撞體等邊緣構造物進行必 要遮蓋 防止灑布時對其造成污染 6 參考文獻參考文獻 1 公路瀝青路面設計規(guī)范 JTG F40 2000 2005 2 公路工程瀝青及瀝青混合料實驗規(guī)程 JTJ 052 2000 2000 3 季節(jié) 羅曉輝 徐世法 張曉軍 SBS 改性瀝青橋面粘結 防水