青藏鐵路橋涵基礎混凝土表面瀝青油渣防凍脹層施工技術

青藏鐵路橋涵基礎混凝土表面瀝青油渣防凍脹層施工技術白楊軍【摘要】橋涵混凝土基礎表面涂刷瀝青油渣防凍脹層,是青藏高原鐵路多年凍土區(qū)線下結構物施工中的特殊要求.在缺乏類似的工程施工經驗情況下，如何施工好橋涵基礎混凝土表面瀝青油渣防凍脹層，從而滿足設計對防凍脹的要求，提高結構物抗御惡劣環(huán)境條件的性能顯得十分重要.對此，在青藏鐵路線下施工中，通過對瀝青油渣防凍脹層使用材料的合理選取、防凍脹技術指標測定、配合比對比試驗確定、施工工藝技術等方面的反復探索研究，較好地解決了青藏高原鐵路多年凍土區(qū)橋涵基礎混凝土表面瀝青油渣防凍脹層施工中的技術難題，取得了較好的結構物基礎防凍脹效果【期刊名稱】《鐵道標準設計》【年(卷)，期】2009(000)004【總頁數】3頁(P63-65)【關鍵詞】青藏鐵路;橋涵基礎;瀝青油渣;防凍脹層;施工技術【作者】白楊軍【作者單位】中鐵一局集團有限公司，西安,710054【正文語種】中文【中圖分類】U445.551概述中鐵一局集團有限公司承擔青藏鐵路沱沱河(不含)至通天河區(qū)段近40km的線下施工任務。管段中分布有溶區(qū)、高含冰量多年凍土區(qū)和沼澤濕地等，地質情況變化較大，全管段中有橋梁20余座、涵渠40余座。為減緩多年凍土區(qū)凍脹力對橋涵基礎的破壞，提高橋涵基礎穩(wěn)定性，設計中要求橋涵混凝土基礎表面需涂刷厚度為10mm的瀝青油渣防凍脹層。但瀝青油渣防凍脹層如何配制，在設計資料中沒有明確，在以往的施工中也無類似的施工實踐。如何按設計意圖，做好瀝青油渣防凍脹層施工，需要在施工實踐中進行探索配制比例及施工工藝涂刷厚度符合規(guī)定，并且確保其性能滿足防凍脹要求。經過反復研究試驗，探索總結形成了一套較好的瀝青油渣防凍脹層配制及施工工藝，取得了較好的技術效果。2瀝青油渣使用材料及配合比探索2.1瀝青材料的選用對于瀝青油渣中選用何種型號、規(guī)格的瀝青較好，首先把從市場易采購到的兩種瀝青做了測試對比,AH-90重交通石油瀝青和10號建筑用石油瀝青,測試結果見表1、表2。表1蘭煉AH-90重交通石油瀝青主要指標測試結果檢測項目標準規(guī)定值檢測結果針入度(25°C)/01mm80~100835延度(5cm/min,15°C)/cm《100>150軟化點/°C45~55485表2玉門煉化廠10號建筑石油瀝青主要指標測試結果檢測項目標準規(guī)定值檢測結果針入度(25°C)/01mm10~2515延度(5cm/min,15°C)/cm《1528軟化點/C<9598從以上測試結果可看出，由于AH-90重交通石油瀝青的針入度、延度較大，軟化點較低，如果用于防凍脹層配制使用,其可塑性較差，難以滿足涂刷厚度10mm的要求，故該瀝青不適合用于瀝青油渣防凍脹層的配制材料。而10號建筑石油瀝青，從標準規(guī)定值和檢測結果看，軟化點高，針入度、延度均較小，其在常溫下為固態(tài)，加熱熔化后用于涂刷其可塑性較好,故較適用于防凍脹層配制。AH-90重交通石油瀝青較之10號建筑瀝青價格要高出很多，所以采用10號建筑瀝青用于防凍脹層配制較為經濟合理。但如單純用10號建筑瀝青做防凍脹層，在熔融后涂刷要達到10mm厚度，也是難以做到的，并且在瀝青冷卻后收縮脆裂嚴重，所以從施工工藝和技術性能的角度考慮還應摻入一定附加材料，以增加成型后的防凍脹層的柔韌性和抗冷脆性能。2.2附加材料的選用為了提高瀝青油渣防凍脹層的柔韌性和有利于施工涂刷操作,滿足厚度要求，進行了反復的配制與探索。將一些施工中常規(guī)用料如：砂子、石棉粉、水泥、滑石粉等按不同比例摻入熔融的瀝青中，進行可塑性塌落及防凍脹對比試驗和性能測試從而選定既易得到，又能提高性能和方便施工的合理的附加材料。有關可塑性坍落及防凍脹測試結果見表3、表4。表310號瀝青中摻入不同附加料可塑性坍落測試結果瀝青油渣混合料類型混合料溫度/1初始值/cm坍落后實測值(10min)/cm備注瀝青：水泥1:04851595瀝青：砂子1:048515112瀝青：石棉粉1:048515126瀝青：滑石粉1:0485151181.測試桶采用直徑10cm，高15cm的鐵制圓筒；2.測試桶與混合料同時在烘箱中加熱，溫度保持一致表410號瀝青中摻入不同附加料防凍脹體積測試結果瀝青油渣混合料類型容器內壁涂1cm厚混合料再盛水未受凍前初始值/cm3-20oC受凍48h后測定值/cm3凍脹率/%備注瀝青：水泥1：0420002095475瀝青：砂子1：0420002092460瀝青：石棉粉1：042000202814瀝青：滑石粉1：0420002034171.測試桶采用2000cm3的容積桶；2.容器內壁涂1cm厚混合料后，冷卻至室溫，盛水后即放入冰柜，在-20C條件下凍48h后取出試樣；3.在10000cm3容積桶內裝入規(guī)定量0C水，并做好標尺，取出的試樣迅速放入其中測出體積從對比試驗測試結果可得出瀝青中摻入石棉粉、滑石粉較為合理，也便于施工操作。其主要機理是：水泥、砂子因其自身密度較大，混入熱瀝青中后沉積顯著，使瀝青油渣混合料稠度不勻，雖然對可塑性有所提高，但使瀝青油渣混合料剛度增強、柔韌性降低,難予起到防凍脹作用。而石棉粉、滑石粉質輕體大，混入熱瀝青中后懸浮其中，不易沉淀，并能起到一定的引氣作用，從而有效地提高了瀝青油渣混合料的可塑性和柔韌性,對防凍脹十分有利。3瀝青油渣防凍脫層配合比的確定由于瀝青油渣防凍脫層在以往的鐵路施工中缺少工程實踐，是青藏線特殊地域環(huán)境條件下的特殊要求。對此，在對選用材料進行了初步研究摸索的基礎上，又進行了進一步試配試驗，發(fā)現(xiàn)瀝青中摻加一定量的石棉粉和滑石粉，對提高瀝青油的可塑性及柔韌性均為有利。因為瀝青中摻入纖維質石棉粉后會形成較大的孔隙，但其不足之處是均勻程度不夠，且多數為開口孔隙。此時再摻入一定量較為細膩的滑石粉，能使瀝青油渣混合料中的孔隙分布較為均勻,且多呈現(xiàn)為閉口孔隙，從而提高了瀝青油渣混合料的憎水性，使防凍脹層如同一個封閉的氣囊層覆蓋于橋涵基礎混凝土表面，增強了橋涵結構物基礎的耐久性能。經對比試驗選定出的瀝青油渣防凍脹層施工配合比見表5。表5試驗選定的瀝青油渣防凍脫層配合比材料名稱材料用量/kg凍脫率/%坍落率(85°C)/%備注10號建筑石油瀝青10石棉粉034滑石粉011131041.先加熱瀝青，并使之脫水，注意攪動防止加熱不均鍋內起火，瀝青溫度不宜＞150C;2.附加料加入后開始撤火，并與瀝青充分攪拌均勻4瀝青油渣防凍脫層施工工藝及安全注意事項4.1工藝程序工藝程序：瀝青加熱熔融脫水一清理基礎混凝土表面涂刷純?yōu)r青層一熬制瀝青油渣防凍脹層混合料一基礎混凝土表面涂抹瀝青油渣混合料一檢查涂抹厚度有缺陷的進行補涂增厚-冷卻后回填夯實粗粒土。4.2注意事項由于現(xiàn)場橋涵工點較為分散,使用量不集中，一般配制瀝青油渣防凍脫層材料選用原始的現(xiàn)場加熱、攪拌方法進行。瀝青油渣防凍脫層的配制施工操作人員應配有必要的安全防護用品，如：防護服、口罩、手套等。配制人員在瀝青熬制中應處在上風口進行攪拌操作。瀝青熔融過程應選在較為背風處，將瀝青放入較大鐵鍋中加熱至100~1205保持30min左右，使瀝青脫水。用加熱并脫水后的純熱瀝青,先將基礎表面混凝土薄薄涂刷1遍，作為黏結層，注意涂刷前混凝土表面應潔凈、干燥、無水漬。⑷熬制瀝青油渣混合料，但一次瀝青量不宜太多，一般宜為20~30kg,可根據施工情況同時支架2口鐵鍋循環(huán)操作熬制，待瀝青完全熔融脫水后，按比例先加入石棉粉，攪拌均勻，再加入滑石粉拌勻、撤火，并使其溫度保持在80-90°C為宜。施工中瀝青油渣混合料涂抹溫度不宜低于60C。用鐵制抹泥板端挑已熬制好的瀝青油渣混合料，用鐵抹子涂抹于已刷好黏結層的基礎混凝土表面上，厚度控制在1cm。對已涂抹完的基礎混凝土表面瀝青油渣層厚進行檢查，對出現(xiàn)的脫落或厚度不夠等有缺陷處應進行補充涂抹。⑺瀝青油渣涂層冷卻后即可進行基礎回填，回填時應對靠近防凍脹層10-20cm范圍先行用較細填料或中粗砂圍填，以保護防凍脹層，之后再全面用常規(guī)填料填筑夯實。5結語青藏鐵路施工實踐證明，按選定的瀝青油渣配合比進行施工，易達到防凍脹層厚度要求簡單快捷，滿足了青藏高原鐵路多年凍土區(qū)線下結構物對防凍脹處理的特殊要求，工藝技術可行，效果較好。.E坦曲B