热喷聚合物改性沥青防水粘结层施工工法

热喷聚合物改性沥青

防水粘结层施工工法

GJYJGF046-2008

中交第三公路工程局有限公司

沥青混凝土路面的早期破坏是公路工程领域的一大难题，桥面铺装的使用条件更严酷，早期破坏现象更普遍，因此成为各国道桥技术人员努力研究探讨的重要课题。

杭州湾跨海大桥全长36公里，总投资约107亿元，设计期望寿命100年。杭州湾大桥工程指挥部以全寿命的理念，采用了施工科研总承包的方式，旨在提高铺装层的使用性和耐久性，减少大桥封闭维修的社会影响，满足社会公众对超长跨海大桥交通畅通保障日益增长的期望。

1.前言

中交第三公路工程局有限公司联合设计单位和高等院校科研院所，开展了《杭州湾跨海大桥水泥混凝土桥双层SMA铺装体系研究》，并分别于2007年11月、2009年3月通过杭州湾大桥工程指挥部和中国交通建设股份有限公司的专家评审会评审，均认为课题成果总体水平达到国际先进水平。其中防水粘结层关键技术形成了热喷聚合物改性沥青防水粘结层新颖的施工工法。该工法已推广应用在杭州湾跨海大桥（34.514km，103.542万m2）、杭州市江东大桥（82600m2）、宜昌市五家岗至云池公路改建项目（8791.3m2）,由于能有效提高铺装层与混凝土板层间抗水损能力和粘结强度，延长路面使用寿命效果明显，技术先进，故有明显的社会效益和经济效益。

1.前言

2.1用抛丸处置界面，可以最大程度地去除表面残留物质、浮浆和起砂层，提高混凝土面层的露骨率、粗糙度和清洁度，增加界面粘结和抗剪效果。

2.2高温喷洒高黏度聚合物改性沥青工艺，提高了沥青在自然条件时的黏度，增强界面粘结和抗剪效果。

2.3抛丸处置不会对混凝土面层产生破坏性影响，不会造成密实骨料的松动和细微裂纹。并可暴露混凝土的收缩裂纹等缺陷，提前修补，消除隐患

2.4抛丸处置高效、环保，丸料可循环使用，无粉尘污染，改善施工环境与生态环境。

2．工法特点

公路水泥混凝土桥梁铺装沥青混凝土桥面防水粘结层的施工；也可推广应用于市政工程水泥混凝土桥梁铺装沥青混凝土桥面防水粘结层的施工

3．适用范围

通过抛丸轮产生的离心力将钢丸料以很高的速度和一定的角度抛射到工作表面上，让钢丸以巨大的冲击能量高速打击工作表面，达到处理工作表面上的杂质、附着物以及其他需要清理的物质的一种表面处理的方法。钢丸和灰尘、杂质一起经过反弹室至储料斗上方的分离装置将钢丸与灰尘分离，钢丸进入储料斗继续循环使用，灰尘则通过连接管进入除尘器，通过滤芯的分离，停留在储灰斗中和滤芯的表面。再通过自动反吹除尘器反吹空气自动间隔清理每一个滤芯。抛丸处置工艺原理如图4-1所示。

4．工艺原理

将高黏度聚合物改性沥青加温到185±5℃，降低其施工粘滞度，使其渗入抛丸处置打开的混凝土表面毛细孔中，增强界面沥青与混凝土的粘结效果。采用具有自动加热控温和车速、泵压与流量联动的智能型洒布车，保证热喷高黏度聚合物改性沥青的质量。

4．工艺原理图4-1抛丸处置工艺原理示图

5.1施工工艺流程

施工准备→抛丸处置→沥青洒布（同步撒布防粘碎石）→工序检验交接。

5．施工工艺流程及操作要点

5.2操作要点

5.2.1抛丸处置

1桥面初步清理

2抛丸机的调试就位

3抛丸作业

4废料清理

5钢丸回收

6工序交接

5．施工工艺流程及操作要点

5.2操作要点

5.2.2防水粘结层

1除尘

2沥青与碎石洒（撒）布量标定

3路缘带污染防护

4

沥青及碎石施工

5

碾压

6

接缝的处理

5．施工工艺流程及操作要点5.3劳动动组组织织本工工法法劳劳动动组组织织如如表表5.3。表5.3劳动动组组织织情情况况表表5．．施施工工工工艺艺流流程程及及操操作作要要点点序号单项工程所需人数备注1管理人员42技术人员43混凝土桥面抛丸处置184沥青洒布（同步撒布防粘碎石）125杂工6合计44人6.1材材料料6.1.1施施工工耗耗材材本工工法法抛抛丸丸施施工工所所消消耗耗钢钢丸丸标标准准为为《《高高碳碳钢钢丸丸和和砂砂》》（（GB/T18838.3-2008）），，（（原原标标准准《《铸铸钢钢丸丸GB6484-86》》，，《《铸铸钢钢砂砂GB6485-86》》））。。6.1.2工工程程材材料料本工工法法所所用用热热喷喷聚聚合合物物改改性性沥沥青青，，其其SHRP性性能能等等级级为为PG76-22，，主主要要技技术术指指标标见见表表6.1-1。。6．．材材料料与与设设备备6.1材材料料表6.1.2热热喷喷聚聚合合物物改改性性沥沥青青技技术术指指标标6．．材材料料与与设设备备试验项目单位试验数值试验方法针入度(，5s，)45～60T0604-2000延度cm≥30T0605-1993软化点(R&B)℃≥75T0606-2000动力粘度Pa·s≥10000T0625-2000运动粘度Pa·s≤3T0625-20006.2设设备备本工工法法工工程程所所用用主主要要施施工工机机械械设设备备如如表表6.26.2主主要要施施工工机机械械设设备备6．．材材料料与与设设备备设备名称单位型号数量载重汽车辆东风3t2抛丸机台2－30DS型/2350型/2吸尘器台自动反吹655DC吸尘器3发电机台30KVA3智能沥青碎石同步洒（撒）布车台欧亚联合洒布机/1胶轮压路机台12t1沥青供给车台8t17.1工程程质质量量控控制制标标准准本工工法法施施工工质质量量执执行行《《公公路路桥桥涵涵施施工工技技术术规规范范》》（（JTJ041-2000）、、《《公公路路沥沥青青路路面面施施工工技技术术规规范范》》（（JTGF40－2004）、、《《公公路路工工程程质质量量检检验验评评定定标标准准》》（（JTGF80/1－2004）。。抛抛丸丸处处置置目目前前国国内内尚尚无无相相关关的的技技术术规规范范标标准准，，其其质质量量检检验验标标准准允允许许偏偏差差推推荐荐值值如如表表7.1.1。7．质量量控制7.1工程质量量控制标标准表7.1.1抛抛丸处处置允许许偏差推推荐值表表7．质量量控制试验项目单位试验数值试验方法针入度(，5s，)45～60T0604-2000延度cm≥30T0605-1993软化点(R&B)℃≥75T0606-2000动力粘度Pa·s≥10000T0625-2000运动粘度Pa·s≤3T0625-20007.2质质量控制制措施7.2.1建立健全全质量保保证体系系，明确确各职能能部门和和各级人人员的质质量职责责，明确确执行者者和检验验者，以以工作质质量来保保证工程程质量，，用工序序质量保保证项目目质量，，实现质质量目标标。7.2.2根据混凝凝土桥面面板的情情况，合合理调整整钢丸的的大小和和形状、、抛丸机机的行走走速度、、钢丸的的抛射速速度与流流量三个个关键施施工参数数，保证证抛丸处处置质量量。7.2.3抛丸丸机采用用直线连连续抛丸丸作业，，两台机机作业宽宽度重叠叠2～3㎝，保保证抛丸丸处置的的覆盖面面，并使使搭接的的部分不不出现高高低差。。对无法法抛丸处处置的边边角等部部位，采采用手持持式打磨磨机补充充处置。。

7.2.4在桥面面处理完完毕后方方可进行行防水粘粘结层施施工，不不得有可可见灰尘尘、油污污和其他他污物的的二次污污染。施施工前用用强力吹吹风机对对桥面再再除尘，，保持干干净、干干燥。7.2.5对对沥青与与碎石洒洒（撒））布量进进行定期期标定和和校正。。

7.2.6控制热热喷改性性沥青的的加热温温度和洒洒布温度度。7.2.7碾压压后，对对改性沥沥青碎石石防水层层浮动重重叠的碎碎石予以以清除，，对有胶胶轮粘起起的部位位进行人人工处理理。7．质量量控制7.2质质量控制制措施7.2.1建立健全全质量保保证体系系，明确确各职能能部门和和各级人人员的质质量职责责，明确确执行者者和检验验者，以以工作质质量来保保证工程程质量，，用工序序质量保保证项目目质量，，实现质质量目标标。7.2.2根据混混凝土土桥面面板的的情况况，合合理调调整钢钢丸的的大小小和形形状、、抛丸丸机的的行走走速度度、钢钢丸的的抛射射速度度与流流量三三个关关键施施工参参数，，保证证抛丸丸处置置质量量。7.2.3抛抛丸机机采用用直线线连续续抛丸丸作业业，两两台机机作业业宽度度重叠叠2～～3㎝㎝，保保证抛抛丸处处置的的覆盖盖面，，并使使搭接接的部部分不不出现现高低低差。。对无无法抛抛丸处处置的的边角角等部部位，，采用用手持持式打打磨机机补充充处置置。7.2.4在在桥面面处理理完毕毕后方方可进进行防防水粘粘结层层施工工，不不得有有可见见灰尘尘、油油污和和其他他污物物的二二次污污染。。施工工前用用强力力吹风风机对对桥面面再除除尘，，保持持干净净、干干燥。。7.2.5对沥沥青与与碎石石洒（（撒））布量量进行行定期期标定定和校校正。。7.2.6控制制热喷喷改性性沥青青的加加热温温度和和洒布布温度度。7.2.7碾碾压后后，对对改性性沥青青碎石石防水水层浮浮动重重叠的的碎石石予以以清除除，对对有胶胶轮粘粘起的的部位位进行行人工工处理理。7．质量控控制8.1建立健全安安全保证体体系，明确确各职能部部门和各级级人员的安安全职责，，配备专职职安全员和和班组兼职职安全员，，落实安全全生产责任任制。8.2抛丸机操作作人员必须须佩带护目目镜，以防防钢丸弹射射伤人。8.3热喷改性沥沥青温度高高，在加温温、装料、、运输、洒洒布过程要要防烫伤。。8.4进行安全施施工应知应应会教育，，认真进行行内容应清清晰、明确确、具体且且通俗易懂懂的作业前前安全技术术交底。8.5施工现场按按符合防火火、防风、、防雷、防防洪、防触触电等安全全规定及安安全施工要要求进行布布置，并完完善布置各各种安全标标识。8.6施工现场的的临时用电电严格按照照《施工现现场临时用用电安全技技术规范》》的有关规规范规定执执行。现场场用电采用用三相五线线制，移动动照明用电电采用三线线制，配备备标准配电电箱和漏电电保护装置置。8.7建立健全安全全检查制度，，进行定期安安全生产检查查和不定期专专项检查，及及时采取措施施消除安全隐隐患。8．安全措施9.1认真贯彻关环环境保护的法法规，加强对对施工燃油、、工程材料、、设备、废水水、生产生活活垃圾、弃渣渣的控制和治治理，随时接接受相关单位位的监督检查查。9.2对施工场地道道路进行硬化化，并在晴天天经常对施工工通行道路进进行洒水，防防止尘土飞扬扬，污染周围围环境。9.3对桥面两侧的的路缘带及护护栏用适当尺尺寸的牛皮纸纸或塑料薄膜膜进行全部覆覆盖，以防止止污染。9.44级以上大风风，不进行热热喷改性沥青青洒布施工，，防止沥青随随风飘，污染染环境。9.5设置固定的废废弃物堆放点点，工程废料料、施工垃圾圾统一收集，，集中处理。。9.6保持机械设备备的完好，减减少噪音，不不扰民。9.7设置固定的机机修点，确保保无废油污染染。9.8文明施工，做做到标牌清楚楚、齐全，各各种标识醒目目，施工场地地整洁文明。。9.环保措施在杭州湾跨海海大桥（长34.514km,铺装面积103.542万m2）、杭州市市江东大桥（（铺装面积82600m2）、宜昌市伍伍家岗至云池池公路改建项项目（铺装面面积8791.3m2）等3项工程应用表表明，本工法法与传统的桥桥面处理工艺艺（人工凿毛毛、机械凿毛毛、高压水冲冲洗）相比，，具有显著的的经济效益和和社会效益。。10.1抛丸工艺处置置桥面的成本本约为机械铣铣刨工艺的60～70%，热喷改性沥沥青防水粘结结层成本约为为乳化沥青的的1.1～1.3倍，经济效益益显著。抛丸丸处置界面质质量好，沥青青黏度高，有有效提高了铺铺装层的使用用寿命，降低低了公路运营营和养护费用用，全寿命成成本更加经济济，社会效益益显著。10．效益分析10.2抛丸机设备小小巧，操作简简便，工作效效率高，施工工进度快，劳劳动强度低。。由于可组织织多台设备同同时施工，大大大提高了机机械设备的使使用率，降低低了施工成本本。10.3本工法法用抛抛丸处处置，，界面面质量量好，，形成成均匀匀的糙糙面界界面，，露骨骨率高高，增增强界界面粘粘结和和抗剪剪效果果。不不造成成密实实骨料料的松松动和和细微微裂纹纹，易易于发发现桥桥面混混凝土土在浇浇注及及硬化化过程程中存存在的的收缩缩裂纹纹等缺缺陷，，提前前修补补措施施，避避免隐隐患扩扩大。。采用用热喷喷聚合合物改改性沥沥青，，进一一步提提高界界面防防水粘粘结和和抗剪剪效果果。10.4抛丸处处置丸丸料可可循环环使用用，无无粉尘尘污染染，噪噪声低低，改改善施施工环环境与与生态态环境境，节节能环环保。。10．效益益分析析11.1应用工工程概概况11.1.1杭杭州湾湾跨海海大桥桥杭州湾湾跨海海大桥桥全长长36km，水水泥混混凝土土桥沥沥青混混凝土土桥面面铺装装工程程34.514公里里，2×3×3.75m，最大大坡度度≤3%，桥面面横坡坡2%。桥面面铺装装为双双层SMA铺装体体系，，上面面层4cmSMA-13，下面面层6cmSMA-16，桥面面铺装装面积积103.542万m2。合同同工期期2007年3月5日至至2008年3月6日，，2008年5月1日全全桥竣竣工通通车，，经浙浙江省省交通通厅质质量监监督局局验收收评定定为优优良工工程。。经过过一年年的通通车运运行，，路面面性能能良好好，质质量可可靠。。11.应用实例11.1应用工程概概况11.1.2杭州市市江东大桥桥江东大桥合合同段起止止桩号K0+360～K4+692.5，全长长4.3325km，行车道道2×15.5m，，最大纵坡坡≤3.5%，横坡坡2%。江江东大桥引引桥混凝土土桥面采用用双层改性性沥青混凝凝土铺装，，上面层4cmAC-13C，下面面层6cmAC-20C，，SBS改改性沥青。。共铺装桥桥面82600m2。2008年6月1日开工，，2008年11月30日日全桥竣工工通车，经经浙江省交交通厅质量量监督局验验收评定为为优良工程程。11.应用实例11.1应用工程概概况11.1.3宜昌市市伍家岗至至云池公路路改造项目目伍家岗至云云池公路改改造项目起起讫里程k2+250～k20+450，全长长18.20km，，铺装沥青青混凝土路路面351476.1m2，其中水泥泥混凝土桥桥梁改性沥沥青混凝土土桥面铺装装8761.3m2，铺装层6cmAC-13C，SBS改性沥沥青。200