瀝青混合料橋面防水粘結(jié)層施工工藝淺析

1 瀝青混合料橋面防水粘結(jié)層施工工藝淺析瀝青混合料橋面防水粘結(jié)層施工工藝淺析 摘要 摘要 本文結(jié)合海灣大橋青島端接線工程橋面瀝青鋪裝工程的施工經(jīng)驗(yàn) 從防 水粘結(jié)層的作用 設(shè)計(jì) 技術(shù)要求和施工技術(shù)要點(diǎn)等幾個(gè)方面展開論述 以期 待為瀝青混合料防水粘結(jié)層施工的技術(shù)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(jié)層是在水泥混凝上橋面上進(jìn)行瀝 青鋪裝設(shè)計(jì)的核心技術(shù)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(jié)合是橋面鋪裝成敗的關(guān)鍵 因此應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行防水 粘結(jié)層的材料選擇與設(shè)計(jì) 確保其有較強(qiáng)的粘結(jié)能力和防水能力 同時(shí)滿足水 泥混凝土橋面與瀝青鋪裝層間抗剪強(qiáng)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(jié)的必要性瀝青混合料鋪裝層與橋面防水粘結(jié)的必要性 瀝青混合料鋪裝層同橋梁結(jié)構(gòu)在材料的物理與力學(xué)性能上有明顯的差異 即一柔一剛 因此 這一特性會(huì)導(dǎo)致二者在溫度應(yīng)力及荷載作用下應(yīng)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(dān) 如果橋面同鋪裝層之 間的粘結(jié)不夠牢固 或者是鋪裝層的抗剪強(qiáng)度不足 則極易在鋪裝層中產(chǎn)生剪 切破壞 即表現(xiàn)為推擠 車轍 擁包 撕裂 導(dǎo)致形成人們通常所講的 搓皮 現(xiàn)象 也就是剛?cè)醿刹糠肿冃尾灰恢?由此可見 對(duì)于橋面鋪裝層而言 橋面板與瀝青鋪裝層之間的粘結(jié)至為重 要 這一粘結(jié)層除了具有 承上啟下 的粘結(jié)作用外 還應(yīng)具有對(duì)橋面板的防 水保護(hù)功能 因此常被稱為防水粘層 這一層次的損壞將直接導(dǎo)致橋面板與鋪 裝層的各自獨(dú)立 鋪筑層也會(huì)因失去與橋面板的粘結(jié)而承受更大的應(yīng)力 因而 更易產(chǎn)生各種損壞 然而 在工程實(shí)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(shè)橋面鋪裝層 有的則采用普通乳化瀝青粘結(jié)層 而且灑布量 控制不嚴(yán) 易導(dǎo)致粘層油過量 由于在天氣高溫時(shí) 橋面的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了粘 層油的軟化點(diǎn) 過量的粘層油起到了 潤(rùn)滑油 的作用 從而加劇了鋪裝層的 滑移等損壞 因此 對(duì)鋪筑層及防水粘層材料的溫度穩(wěn)定性要有比對(duì)瀝青路面 2 高得多的要求 另外 防水粘層還應(yīng)具有更高的粘韌性 以適應(yīng)橋面上嚴(yán)苛的 應(yīng)力 應(yīng)變條件 2 瀝青混合料橋面防水層設(shè)計(jì)瀝青混合料橋面防水層設(shè)計(jì) 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(duì)于承受動(dòng)態(tài) 荷載且應(yīng)力應(yīng)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(dāng)加入到瀝青中時(shí) 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(huì)變得更粘稠 而在較低溫度下 聚合物 會(huì)更有彈性 從而使瀝青更堅(jiān)韌 總之 SBS 聚合物會(huì)使瀝青對(duì)溫度不太敏感 使瀝青剛?cè)岵?jì)并具備優(yōu)良的防水特性和粘結(jié)性能 因而 SBS 改性瀝青防水 粘結(jié)層在橋面鋪裝防水系統(tǒng)中應(yīng)用越來(lái)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(fù)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(jié)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(guān) 灑布量過多 可能會(huì)導(dǎo)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(jìn)而影響防水效果甚至整個(gè)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(qiáng)度 同時(shí)保護(hù)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(jié)瀝青層 從而不能提供足夠的層間抗剪強(qiáng)度 通過大 量工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn) 10mm 15mm 尺寸碎石較理想 現(xiàn)行試驗(yàn)方法中 剪切試驗(yàn)通常用來(lái)評(píng)價(jià)橋面鋪裝層間水平抗剪強(qiáng)度 拉 拔試驗(yàn)用來(lái)評(píng)價(jià)鋪裝層間粘結(jié)強(qiáng)度 帶水壓的滲水試驗(yàn)用來(lái)評(píng)價(jià)防水層的防水 能力 用防水瀝青進(jìn)行大量剪切和拉拔試驗(yàn) 綜合以往工程檢驗(yàn)結(jié)果 認(rèn)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(shí) 層間水平抗剪強(qiáng)度最大 同時(shí)層間粘結(jié)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(yīng)力的關(guān)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(jié)強(qiáng)度和集料撒布量的關(guān)系 根據(jù)本工程橋梁跨徑大小 坡度情況 交通荷載情況及設(shè)備情況 最后決 定碎石用瀝青預(yù)先裹覆 建議有條件時(shí)盡量對(duì)碎石進(jìn)行預(yù)裹覆處理 具體方 案如下 表 1 防水粘結(jié)層技術(shù)方案 瀝青膠結(jié)料5mm 10mm 碎石 技術(shù)方案 防水瀝青灑布量控制在 1 2kg m2 1 5kg m2 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確 定 在碎石表面預(yù)裹覆占碎石質(zhì) 量 3 5 的普通熱瀝青 3 防水粘結(jié)層技術(shù)要求防水粘結(jié)層技術(shù)要求 本工程防水粘結(jié)層所用防水瀝青必須滿足表 2 的相關(guān)技術(shù)要求 所用碎石 除滿足表 3 技術(shù)要求外 還必須潔凈 干燥 表面粗糙無(wú)風(fēng)化 表 2 復(fù)合改性瀝青技術(shù)要求 4 檢測(cè)指標(biāo)單位技術(shù)要求檢測(cè)方法 針入度 25 100g 5s 0 1mm 65T 0604 延度 5cm min 5 Cm 20T 0605 軟化點(diǎn) 環(huán)球法 85T 0606 運(yùn)動(dòng)粘度 135 Pa s 4T 0625 閃點(diǎn) 開口式 230T 0611 溶解度 99T 0607 25 彈性恢復(fù) 85T 0662 48h 貯存穩(wěn)定性 2 5T 0661 質(zhì)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(shù)要求 檢測(cè)指標(biāo)單位技術(shù)要求檢測(cè)方法 石料壓碎值 26T 0316 洛杉磯模耗損失 30T 0317 堅(jiān)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(jí) 4T 0616 4 4 防水粘結(jié)層施工工藝防水粘結(jié)層施工工藝 1 熱瀝青灑鋪應(yīng)在橋面處理后 3 5 天內(nèi)進(jìn)行 以免處理后的表面被再 次污染 灑布前應(yīng)對(duì)下承層進(jìn)行認(rèn)真的處理 保持干凈 干燥 在施工期間 如遇下雨 應(yīng)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(jié)層施工時(shí) 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(jīng)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(jié)劑 然后在其上撒布一 層粒徑 5 10mm 單一尺寸經(jīng)過 3 5 瀝青預(yù)拌碎石 撒布碎石為經(jīng)過清洗干 燥后的 5 10mm 基性硬質(zhì)巖碎石 碎石撒布以后 使用膠輪壓路機(jī)將碎石碾壓 穩(wěn)定 3 熱瀝青防水粘結(jié)層灑布應(yīng)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(shè)備 灑布設(shè)備在施工前應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真清理 將儲(chǔ) 油罐中的殘油清除干凈 在正式灑布前應(yīng)進(jìn)行試灑 嚴(yán)格清理有關(guān)的施工機(jī)械 特別是瀝青灑布車和碎石撒布車的車輪 嚴(yán)禁將污染物帶上施工斷面 在灑鋪 過程中 灑布車應(yīng)保持勻速行駛 穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速 以保證灑鋪的均勻 4 預(yù)拌碎石撒布量一般為 5 7m3 Km2 具體撒布量經(jīng)過試撒確定 撒 5 布時(shí)需嚴(yán)格控制用量 單粒徑碎石撒布要求均勻 無(wú)堆積 對(duì)撒布量偏高 局 部碎石重疊的部分 由人工用舊掃帚進(jìn)行散開處理 5 熱 SBS 改性瀝青防水粘結(jié)層施工過程中嚴(yán)格控制灑 撒 布量及灑 撒 布均勻性 6 局部露白處應(yīng)由人工刷涂方式用熱瀝青進(jìn)行重灑并撒布碎石 之后用 噴燈烘烤穩(wěn)定 7 當(dāng)出現(xiàn)大面積漏灑時(shí) 應(yīng)立即停止作業(yè) 并對(duì)灑布設(shè)備機(jī)械參數(shù)進(jìn)行 檢測(cè) 正常后方可重新施工 8 在瀝青灑鋪過程中應(yīng)注重對(duì)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(shí)既要與前次施工緊密的銜接 同時(shí)也要避免與前次施 工斷面重疊 每次灑鋪前應(yīng)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(shí)造成瀝青的重疊 9 防水粘結(jié)層施工時(shí) 應(yīng)采用油毛氈等物對(duì)防撞體等邊緣構(gòu)造物進(jìn)行必 要遮蓋 防止灑布時(shí)對(duì)其造成污染 6 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG F40 2000 2005 2 公路工程瀝青及瀝青混合料實(shí)驗(yàn)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(jié) 防水