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：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，從防水粘結(jié)層的作用、設(shè)計、技術(shù)要求和施工技術(shù)要點等幾個方面展開論述，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：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)重點進(jìn)行防水粘結(jié)層的材料選擇與設(shè)計，確保其有較強的粘結(jié)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當(dāng)。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度缺乏，那么極易在鋪裝層中產(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)醿删植孔冃尾灰恢?。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(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立，鋪筑層也會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，有的那么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，橋面的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(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)參加到瀝青中時，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?cè)岵⒕邆鋬?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，如下圖。圖1熱SBS改性瀝青防水粘結(jié)層其中瀝青和碎石灑布量確實定與下承層的外表特性以及上層瀝青混合料類型有關(guān)。灑布量過多，可能會導(dǎo)致防水層甚至面層泛油；過少那么缺乏以形成要求厚度的瀝青膜，進(jìn)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(hù)防水層瀝青膜不被破壞。碎石的粒徑過小容易引起泛油，粒徑過大那么不能有效粘結(jié)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(xiàn)，10mm~15mm尺寸碎石較理想?，F(xiàn)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(jié)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(jìn)行大量剪切和拉拔試驗，綜合以往工程檢驗結(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，層間水平抗剪強度最大，同時層間粘結(jié)力也最大。圖2不同瀝青和集料噴灑量下水平剪應(yīng)力的關(guān)系圖3不同瀝青噴灑量下粘結(jié)強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〔建議有條件時盡量對碎石進(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)方案技術(shù)方案瀝青膠結(jié)料5mm~10mm碎石防水瀝青灑布量控制在1.2kg/m2~1.5kg/m2，根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定在碎石外表預(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、枯燥、外表粗糙無風(fēng)化。表2復(fù)合改性瀝青技術(shù)要求檢測指標(biāo)單位技術(shù)要求檢測方法針入度〔25℃,100g,5s〕0.1mm≤65T0604延度〔5cm/min,5℃〕Cm≥20T0605軟化點〔環(huán)球法〕℃≥85T0606運動粘度〔135℃〕Pa.s≤4T0625閃點〔開口式〕℃≥230T0611溶解度%≥99T060725℃彈性恢復(fù)%≥85T066248h貯存穩(wěn)定性℃≤2.5T0661RTFOT后殘留物質(zhì)量變化—±1.0T061025℃針入度比%≥70T06045℃延度cm≥15T0605表3集料技術(shù)要求檢測指標(biāo)單位技術(shù)要求檢測方法石料壓碎值%≤26T0316洛杉磯模耗損失%≤30T0317鞏固性%≤12T0314針片狀顆粒含量%≤15T0312軟石含量%≤5T0320與瀝青粘附性級≥4T06164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，以免處理后的外表被再次污染。灑布前應(yīng)對下承層進(jìn)行認(rèn)真的處理，保持干凈、枯燥。在施工期間，如遇下雨，應(yīng)在下承層外表充分枯燥的條件下灑鋪?！?〕熱SBS改性瀝青防水粘結(jié)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(jīng)過處理、清洗、枯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)過清洗枯燥后的5～10mm〔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，將儲油罐中的殘油去除干凈。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?！?〕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。撒布時需嚴(yán)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，局部碎石重疊的局部〔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?！?〕當(dāng)出現(xiàn)大面積漏灑時，應(yīng)立即停止作業(yè)，并對灑布設(shè)備機械參數(shù)進(jìn)行檢測，正常前方可重新施工?！?〕在瀝青灑鋪過程中應(yīng)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，同時也要防止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，防止再次灑鋪時造成瀝青的重疊?！?〕防水粘結(jié)層施工時，應(yīng)采用油毛氈等物對防撞體等邊緣構(gòu)造物進(jìn)行必要遮蓋，防止灑布時對其造成污染。參考文獻(xiàn)[1]公路瀝青路面設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)〔JTGF40-2000〕.2005[2]公路工程瀝青及瀝青混合料實驗規(guī)程JTJ052-2000).2000[3]季節(jié)，羅曉輝，徐世法，張曉軍.SBS改性瀝青橋面粘結(jié)/防水層材料與工藝研究[J].北京建筑工程學(xué)院學(xué)報，2003年04期