特大桥桥面铺装中粘结防水层施工探析

特大桥桥面铺装中粘结防水层施工探析一、桥面铺装之现状1.1桥面铺装层及防水层的一般性能要求桥面柔性铺装能大大缓和行车对桥面板的冲击,较易达到运营中平稳舒适的要求,随着沥青材料性能的改进，沥青砼桥面铺装应用已非常广泛。由于水泥砼桥面层和沥青砼铺装层在性质上的巨大差异，从而就对粘结层的性能提出了很高的要求，但是现行规范对沥青砼铺装层结构的设计和施工主要是从所用材料、方法及厚度等方面作了指导性的说明，关于具体的设计理论与方法、施工工艺等还存在很大空白。1.2粘结防水层损坏机理通过力学分析发现，粘结层的抗剪强度在整个桥面铺装体系中发挥着重要的作用，需要保证粘结层足够的抗剪强度。桥面铺装层与桥面板是靠粘结层粘合在一起，共同承受荷载的作用，当车辆在桥面上行驶、刹车和启动时，粘结层内部会产生较大的剪应力。如果荷载的剪切应力超过了粘结材料的抗剪强度时，粘结层会发生剪切破坏，从而破坏整个桥面铺装体系的整体性，极易导致铺装材料的开裂和变形。粘结层与铺装层和桥面板的粘结力不足，往往也会导致在正常使用中桥面板与铺装材料的分离，破坏整个铺装体系。二、庐（江）-铜（陵）高速公路工程普济圩特大桥的改性沥青粘结防水层和沥青砼桥面铺装施工2.1工程概况庐江～铜陵高速公路地处安徽省中南部，是安徽省“十五”重点公路建设项目合肥～黄山公路的一部分，是经合肥通往黄山的最快捷的通道。公路所在区域属北亚热带向中亚热带过渡湿润性气候，具有温和湿润、雨量充沛、四季分明的特点。年平均气温16.5℃，极端最低气温-13.5℃，极端最高气温40.9℃，年平均降水量为1000～1326.5mm。普济圩特大桥位于庐铜高速公路的YK64+168~YK69+567.9，ZK64+168~ZK71+464段，为分离式高架桥。桥面宽12.25m，设计时速100km/h。原桥面铺装设计为上面层采用细粒式沥青混凝土，中面层采用AC-20I型中粒式沥青混凝土。为了探索桥面铺装新工艺，减少车辙、坑槽、沥青剥落、裂缝等病害，经过庐铜路业主、咨询单位、设计单位共同研究，考虑普济圩特大桥所处区域的气候环境等因素，庐铜高速公路普济圩高架桥段约12km的沥青砼铺装采用了1cm厚改性沥青粘结防水层，5cm厚的SAC—20多碎石沥青混凝土中面层，4cm厚的SAC—13多碎石沥青混凝土表面层的桥面柔性铺装结构形式。2.2施工准备2.2.1根据桥面高程测量结果与桥面铺装结构层设计，施工前对水泥混凝土桥面层用洗刨机进行了洗刨处理，在不破坏原有水泥砼桥面的基础上，平均洗刨厚度达5-8mm，达到了使面层粗糙的效果，满足了改性沥青粘结防水层的施工要求。2.2.2在桥面层洗刨后对桥面层进行吹、洗，保证粘结面的清洁。实际操作中采用人工用森林灭火器成梯队顺风向进行吹扫2-3遍，使桥面上无浮灰、余渣、杂物，在清扫后严格封闭交通。2.3改性沥青粘结防水层的施工2.3.1改性沥青粘结防水层原材料的选择、试验及验收2.3.1.1改性沥青粘结防水层应采用优质改性沥青，其技术要求如下：（1）基质沥青基质沥青采用韩国SK-70重交沥青，工厂化星型SBS改性，基质沥青技术要求应符合表1的规定。表1重交通道路石油沥青技术要求(AH—70)技术指标要求试验方法针入度(25℃℃,1000g,5ss),（0.1mmm）60~70JTJT00604延度(15℃,5ccm/miin),（不小于cm）150JTJT00605软化点(环球法法)，（℃）47~54JTJT00606溶解度(三氯乙乙烯)，（不小于%）99.0JTJT00607闪点(COC)（不小于℃）230JTJT00609蜡含量（蒸馏法法）（不大于%）2.0JTJT0061560℃动力粘度（不小于Pa.s）180JTJT00620薄膜烘箱试验((163,,5h)质量损失（不大于%）0.6JTJT00609针入度比（不小于%）60JTJT00604延度(15℃)（不小于cm）80JTJT00605（2）成品ＳＢＳ改性沥青运输利用配置保温和预热设备的沥青运输车运送改性沥青，使改性沥青在运输过程中，维持160~180℃恒温。（3）改性沥青的检测①SBS改性沥青各项检测指标应符合表2的规定；②改性沥青性能整套检验由业主委托有资质的检测单位进行，各施工单位和驻地监理组工地实验室对针入度、延度（25℃）、软化点、弹性恢复和闪点进行检验，中心试验室除上述检测项目外，并检验老化后的质量损失、针入度比、延度，并留样备检。③试验频率为施工单位、监理驻地办、业主中心试验室按100T为基准频率安排自检、抽检（非强制性检测项目可按500T检测1次）。每批沥青留样备检。表2SBS改性沥青技术指标技术指标要求试验方法针入度(25℃℃,1000g,5ss),0.1mmm40~60JTJT00604针入度指数PII-0.2~+11.0JTJT00604延度(5℃,5cm/miin),（不小于cm）35JTJT00605软化点(环球法法)，（不小于℃）65~75JTJT00606溶解度(三氯乙乙烯)，（不小于%）99JTJT00607闪点（不小于℃）230JTJT00609离析，软化点差差，（不大于℃）2.5JTJT00615弹性恢复(255℃)，（不小于%）70JTJT0060360℃动力粘度，（不小于Pa.s）800JTJT00620135℃运动粘粘度，（不大于Pa.s）3JTJT00620旋转薄膜加热试验质量损失，（不大于%）0.6JTJT00609针入度比，（不小于%）70JTJT00604延度(5℃),（不小于cm）20JTJT006052.3.2集料的选择及要求集料采用坚硬、清洁、干燥、无风化、无杂质的石料，岩石宜为石灰岩，16mm～19mm单一粒径，必须采用反击式破碎生产的石料，其中小于16mm的石料不超过5%，不应含有小于10mm的细料。集料运到现场后应用篷布覆盖或搭棚遮盖，以防雨淋。若集料不能达到“清洁”的要求，可采用水洗或拌和楼除尘的方法。水洗后的石料应风干后才能使用。2.3.3沥青粘结防水层的施工工艺及要求2.3.3.1主要施工机械及检测仪器A、主要施工机械：（1）全自动电脑控制沥青洒布车1台；（2）石料撒布车2台；（3）16T胶轮压路机1台；4）风力灭火机3-4台。B、主要检测仪器：（1）沥青针入度；（2）沥青延度仪；（3）沥青软化点仪；（4）弹性恢复仪；（5）标准筛（方孔筛）；（6）闪点仪。2.3.3.2改性沥青粘结防水层的施工工艺（1）改性沥青粘结防水层施工期间如遇下雨，必须晾晒一天才能进行施工。（2）彻底清除面层表面浮灰和其它各种污物，确保改性沥青粘结防水层与面层粘结牢固。（3）改性沥青粘结防水层采用下述工艺进行施工：a、喷洒改性沥青。用全自动电脑控制沥青洒布车喷洒改性沥青，喷洒数量按2.2kg/m2控制。喷洒时改性沥青温度应≥175℃。b、撒布集料。用石料撒布车撒布单一尺寸的16mm-19mm碎石，数量6-8m3/1000m2，以满布面积的40%-50%左右为度。c、碾压。用胶轮压路机匀速碾压一遍。2.3.3.3做好试铺路段在改性沥青粘结防水层正式开工前必须做试铺路段，试铺路段长度不小于100m，在试铺路段时需要总结面层表面浮灰清除方法，改性沥青的喷洒方法及用量的掌握，起步、终止的横向及纵向喷洒幅间搭接工艺，集料撒布方法及用量的控制，确定施工产量及作业段长度，确定施工组织及管理体系、质保体系、人员、机械设备、检测设备、通讯及指挥方式等各方面的数据，全面检查试铺层的施工质量是否符合要求。试铺段结束后应通过现场目测和相应技术项目的检测，各项技术指标符合规定后，提出试铺总结，作为指导正式施工的依据。2.3.3.4施工中应特别注意的问题：（1）面层表面应清扫干净，有浮灰时应该再用森林灭火器吹1-2遍。（2）改性沥青和集料的质量必须符合规定，特别注意集料的规格，应避免超尺寸颗粒的使用。（3）改性沥青的装车温度应控制在180℃-185℃之间。改性沥青应做到喷洒均匀，数量符合规定，起步、终止应采取措施，避免喷量过多；纵向和横向搭接处做到既不喷量过多也不漏洒，较大面积漏喷的地方应用人工补洒。（4）改性沥青喷洒完成后即可撒布集料，集料撒布应均匀。（5）集料撒布完成后可进行碾压，要控制碾压速度，不宜过快，速度应稳定。（6）碾压完毕2小时后可以开始铺筑沥青面层，施工车辆在完成的改性沥青粘结防水层上应缓慢行驶，保证车速低于5km/h，不得急刹车或调头。2.3.3.5施工阶段的质量管理（1）施工阶段的检测项目包括：面层清洁程度、集料清洁程度、改性沥青喷洒量、集料撒布量、外观检查等。（2）检验方法及检验标准如下表：改性沥青粘结防水层施工阶段的质量检查频率和标准项目检查频率质量要求和允许许误差试验方法改性沥青量每半天一次±0.2kg/mm2每车总量控制集料量每半天一次±3%用集料总量与撒布面积算得外观检查随时外观均匀一致，用用硬物刮开开改性沥青青粘结防水水层观察，与与面层表面面牢固粘结结、不起皮皮，无油包包和面层外外露等现象象。面层顶面每天一次干净、干燥目测集料每半天一次干净、干燥目测2.4桥面铺装层多碎石沥青砼中面层和表面层的施工在改性沥青粘结防水层验收合格后即可进行沥青混凝土面层的施工，并应尽快进行，以保证面层与粘结层的粘结效果。3.改性沥青粘结防水层和多碎石沥青砼桥面铺装层的使用效果庐铜高速公路于2005年1月18日正式通车，至今两年，从普济圩特大桥段的沥青砼路面运行情况来看，没有出现车辙、坑槽、沥青剥落、裂缝等病害，该铺装