沥青混合料桥面防水粘结层施工工艺浅析

1 沥青混合料桥面防水粘结层施工工艺浅析沥青混合料桥面防水粘结层施工工艺浅析 摘要 摘要 本文结合海湾大桥青岛端接线工程桥面沥青铺装工程的施工经验 从防 水粘结层的作用 设计 技术要求和施工技术要点等几个方面展开论述 以期 待为沥青混合料防水粘结层施工的技术推广提供参考 正文 正文 在沥青混合料桥面防水系统中 防水粘结层是在水泥混凝上桥面上进行沥 青铺装设计的核心技术之一 原因在于沥青混合料与水泥混凝土是性能差异较 大的材料 两种材料的有效结合是桥面铺装成败的关键 因此应重点进行防水 粘结层的材料选择与设计 确保其有较强的粘结能力和防水能力 同时满足水 泥混凝土桥面与沥青铺装层间抗剪强度的要求 桥面防水层的材料类型可分为以下几种类型 沥青基防水卷材 包括改性沥 青防水卷 合成高分子防水卷材 防水涂料 热喷 SBS 改性沥青等 1 1 沥青混合料铺装层与桥面防水粘结的必要性沥青混合料铺装层与桥面防水粘结的必要性 沥青混合料铺装层同桥梁结构在材料的物理与力学性能上有明显的差异 即一柔一刚 因此 这一特性会导致二者在温度应力及荷载作用下应力与位移 的不连续性 尤其是水平剪切力往往主要由铺装层承担 如果桥面同铺装层之 间的粘结不够牢固 或者是铺装层的抗剪强度不足 则极易在铺装层中产生剪 切破坏 即表现为推挤 车辙 拥包 撕裂 导致形成人们通常所讲的 搓皮 现象 也就是刚柔两部分变形不一致 由此可见 对于桥面铺装层而言 桥面板与沥青铺装层之间的粘结至为重 要 这一粘结层除了具有 承上启下 的粘结作用外 还应具有对桥面板的防 水保护功能 因此常被称为防水粘层 这一层次的损坏将直接导致桥面板与铺 装层的各自独立 铺筑层也会因失去与桥面板的粘结而承受更大的应力 因而 更易产生各种损坏 然而 在工程实践中这一粘层 防水层往往没有受到人们的足够重视 有的 直接在桥面上铺设桥面铺装层 有的则采用普通乳化沥青粘结层 而且洒布量 控制不严 易导致粘层油过量 由于在天气高温时 桥面的温度远远超过了粘 层油的软化点 过量的粘层油起到了 润滑油 的作用 从而加剧了铺装层的 滑移等损坏 因此 对铺筑层及防水粘层材料的温度稳定性要有比对沥青路面 2 高得多的要求 另外 防水粘层还应具有更高的粘韧性 以适应桥面上严苛的 应力 应变条件 2 沥青混合料桥面防水层设计沥青混合料桥面防水层设计 常规防水材料适用于建筑物的防水 如屋顶 厨卫间墙 但对于承受动态 荷载且应力应变较大的桥面而言 便显示出了局限性 SBS 改性剂能全面地提 升沥青的使用性能 当加入到沥青中时 SBS 聚合物能显著地改变沥青的粘度 弹性特性 在较高的温度下 沥青会变得更粘稠 而在较低温度下 聚合物 会更有弹性 从而使沥青更坚韧 总之 SBS 聚合物会使沥青对温度不太敏感 使沥青刚柔并济并具备优良的防水特性和粘结性能 因而 SBS 改性沥青防水 粘结层在桥面铺装防水系统中应用越来越多 本工程所用的桥面防水系统是在原桥面上洒布一层热的 SBS 复合式改性沥 青膜 然后再洒铺一层单一粒径的碎石 如图所示 图 1 热 SBS 改性沥青防水粘结层 其中沥青和碎石洒布量的确定与下承层的表面特性以及上层沥青混合料类 型有关 洒布量过多 可能会导致防水层甚至面层泛油 过少则不足以形成要 求厚度的沥青膜 进而影响防水效果甚至整个桥面铺装层的性能 碎石的用量 粒径大小也影响着防水层效果 嵌入碎石的作用是提高层间 抗剪强度 同时保护防水层沥青膜不被破坏 碎石的粒径过小容易引起泛油 粒径过大则不能有效粘结沥青层 从而不能提供足够的层间抗剪强度 通过大 量工程实践发现 10mm 15mm 尺寸碎石较理想 现行试验方法中 剪切试验通常用来评价桥面铺装层间水平抗剪强度 拉 拔试验用来评价铺装层间粘结强度 带水压的渗水试验用来评价防水层的防水 能力 用防水沥青进行大量剪切和拉拔试验 综合以往工程检验结果 认为 1 5kg m2 的沥青洒布量和 8 0kg m2 占满铺面积的 70 左右 的碎石撒铺量时 层间水平抗剪强度最大 同时层间粘结力也最大 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 图 2 不同沥青和集料喷洒量下水平剪应力的关系 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 图 3 不同沥青喷洒量下粘结强度和集料撒布量的关系 根据本工程桥梁跨径大小 坡度情况 交通荷载情况及设备情况 最后决 定碎石用沥青预先裹覆 建议有条件时尽量对碎石进行预裹覆处理 具体方 案如下 表 1 防水粘结层技术方案 沥青胶结料5mm 10mm 碎石 技术方案 防水沥青洒布量控制在 1 2kg m2 1 5kg m2 根据现场实际情况确 定 在碎石表面预裹覆占碎石质 量 3 5 的普通热沥青 3 防水粘结层技术要求防水粘结层技术要求 本工程防水粘结层所用防水沥青必须满足表 2 的相关技术要求 所用碎石 除满足表 3 技术要求外 还必须洁净 干燥 表面粗糙无风化 表 2 复合改性沥青技术要求 4 检测指标单位技术要求检测方法 针入度 25 100g 5s 0 1mm 65T 0604 延度 5cm min 5 Cm 20T 0605 软化点 环球法 85T 0606 运动粘度 135 Pa s 4T 0625 闪点 开口式 230T 0611 溶解度 99T 0607 25 弹性恢复 85T 0662 48h 贮存稳定性 2 5T 0661 质量变化 1 0T 0610 25 针入度比 70T 0604 RTFOT 后残留物 5 延度 cm 15T 0605 表 3 集料技术要求 检测指标单位技术要求检测方法 石料压碎值 26T 0316 洛杉矶模耗损失 30T 0317 坚固性 12T 0314 针片状颗粒含量 15T 0312 软石含量 5T 0320 与沥青粘附性级 4T 0616 4 4 防水粘结层施工工艺防水粘结层施工工艺 1 热沥青洒铺应在桥面处理后 3 5 天内进行 以免处理后的表面被再 次污染 洒布前应对下承层进行认真的处理 保持干净 干燥 在施工期间 如遇下雨 应在下承层表面充分干燥的条件下洒铺 2 热 SBS 改性沥青防水粘结层施工时 先将 SBS 改性沥青加热至 185 以上 采用专用的改性沥青洒布车 在经过处理 清洗 干燥以后的混凝 土面上洒布一层 1 2 1 5L m2 的 SBS 改性沥青作为粘结剂 然后在其上撒布一 层粒径 5 10mm 单一尺寸经过 3 5 沥青预拌碎石 撒布碎石为经过清洗干 燥后的 5 10mm 基性硬质岩碎石 碎石撒布以后 使用胶轮压路机将碎石碾压 稳定 3 热沥青防水粘结层洒布应采用专用的 可有效控制洒布剂量的 具有 加温 保温和搅拌功能的洒布设备 洒布设备在施工前应进行认真清理 将储 油罐中的残油清除干净 在正式洒布前应进行试洒 严格清理有关的施工机械 特别是沥青洒布车和碎石撒布车的车轮 严禁将污染物带上施工断面 在洒铺 过程中 洒布车应保持匀速行驶 稳定的转速 以保证洒铺的均匀 4 预拌碎石撒布量一般为 5 7m3 Km2 具体撒布量经过试撒确定 撒 5 布时需严格控制用量 单粒径碎石撒布要求均匀 无堆积 对撒布量偏高 局 部碎石重叠的部分 由人工用旧扫帚进行散开处理 5 热 SBS 改性沥青防水粘结层施工过程中严格控制洒 撒 布量及洒 撒 布均匀性 6 局部露白处应由人工刷涂方式用热沥青进行重洒并撒布碎石 之后用 喷灯烘烤稳定 7 当出现大面积漏洒时 应立即停止作业 并对洒布设备机械参数进行 检测 正常后方可重新施工 8 在沥青洒铺过程中应注重对横向接头和纵向接头的施工处理 在横向 接头的位置 再次施工时既要与前次施工紧密的衔接 同时也要避免与前次施 工断面重叠 每次洒铺前应用油毛毡或铁皮等物将已洒铺的路段遮挡覆盖 避 免再次洒铺时造成沥青的重叠 9 防水粘结层施工时 应采用油毛毡等物对防撞体等边缘构造物进行必 要遮盖 防止洒布时对其造成污染 6 参考文献参考文献 1 公路沥青路面设计规范 JTG F40 2000 2005 2 公路工程沥青及沥青混合料实验规程 JTJ 052 2000 2000 3 季节 罗晓辉 徐世法 张晓军 SBS 改性沥青桥面粘结 防水