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同步碎石桥面防水粘结层施工技术 于 2011年11月25日 发布 点击数:

 

       1. 前言
     水泥混凝土桥面的铺装不仅对桥梁起到保护作用,而且关系到车辆行驶安全与舒适性,但目前人们对桥面铺装尚未引起足够的重视,以至出现较多病害。广东省公路桥梁众多,在建成后不久铺装损坏情况时有发生。损坏主要有两种类型:一是由于铺装层与桥面之间的粘结力不足,在行车竖向荷载及水平荷载的作用下,而产生相对滑移,导致铺装层出现推移、裂缝;二是桥面防水功能较差,雨水通过空隙与裂缝渗入桥面,冲刷混凝土,腐蚀钢筋,导致水泥混凝土侵蚀与风化,从而影响混凝土桥面板的耐久性。因此,桥面铺装结构中防水粘结层的设置至关重要。
      我国常用的防水粘结层有涂膜类和卷材类。涂膜类是以沥青基、高分子基或水泥基材料,涂刷成薄膜隔水层;卷材类是防水卷材涂敷粘结材料形成。它们性能的丧失是出现病害的关键原因所在.
      为了解决目前水泥混凝土桥面防水粘结层存在的问题,需要研发和采用新的防水粘结层材料与施工工艺。经过探索与研究,同步碎石封层是桥面防水粘结层一种可行的技术方案,其优越性在于造价低、工艺简单,适合我国国情。同步碎石封层技术是在异步碎石封层基础上发展起来的一种新工艺,具有广阔的应用前景。
       2008年广东省长大公路工程有限公司在西部沿海高速公路珠海段项目开始使用同步碎石施工桥面防水粘结层。并与其他单位合作,开展了“同步碎石桥面防水粘结层”的课题研究。迄今已在省内太澳高速、佛开高速、江肇高速等多项工程中应用,并总结形成了同步碎石桥面防水粘结层施工工法。
 
2. 技术特点
       
        2.1同步碎石技术是在异步碎石基础上发展起来的一种新技术,可替代原有技术,成为水泥混凝土桥面防水粘结层的一种新技术。
        2.2具有防水性能好,沥青充分包裹碎石,层间抗剪强度高,改善沥青层受力状况,可减少铺装层裂缝。
        2.3施工方便,速度快。
 
      3. 适用范围
        高等级公路水泥混凝土桥桥面沥青铺装层的防水粘结层施工
 
      4. 工艺原理
       同步碎石,就是用专门设备(同步碎石车)将粘结材料与碎石同步铺洒(撒)在桥面上,缩短了沥青铺洒与碎石铺撒的时间间隔。
 
      5. 施工工艺流程及操作要点
     5.1施工工艺流程
        施工准备(混凝土桥面浮浆清理、同步碎石车调试、通过试验确定沥青和碎石用量)→喷洒粘层油(也可不喷洒,以设计为准)→撒布同步碎石→补撒沥青或碎石→清扫现场。
 
       5.2 操作要点
       5.2.1混凝土桥面准备
        1、桥面混凝土施工完成后要有足够的养生时间。根据新拌混凝土性能随时间变化特性,当使用R型水泥时,同步碎石防水粘结层施工应当在混凝土施工完成后至少2周后进行;如果使用非R型水泥,至少为3周。
        2、桥面应平整,目测有无明显的凸凹,若有则应修理整平。桥面清理打磨后若有裂缝,必须修补后再做桥面防水施工。桥面不得有粉尘、浮浆、起沙、空鼓、开裂、油污染等现象。
        3、桥面混凝土养生后做防水粘结层前,由于施工车辆的通行,桥面将有一定的磨损和污染,要根据桥面的不同状况加以处理。具体处理方法见下表:
 
桥面瑕疵及处理方法
项目
处理方法
浮浆、松散、剥落
打磨法;喷砂抛丸法;铣刨法;钢刷法
推荐使用喷砂抛丸法,效果比较好
油污
用苏打水分解清除;用氧炔焰枪烧
灰尘、石屑、沙粒等
高压吹风;鬃刷扫除;高压水清洗
凸起
打磨机磨平;凿石锤整平
凹陷
用高标号水泥砂浆补平

 

        4、桥面混凝土干燥程度的要求与检测方法
        防水粘结层施工前,桥面应干燥。根据实际工程试验探索,桥面混凝土含水量可采用以下几种测定方法:(1)目测判断有无明显的潮湿区域;(2)在桥面混凝土表明铺贴薄膜,薄膜四边密封放置3-4小时,观察薄膜,若有水滴则判断为未干燥,不可施工,若只是为雾状,则可以施工;(3)使用高频水分计(混凝土含水率测定仪)测定。
 
       5.2.2对施工天气的要求
        同步碎石施工为沥青层施工的紧前工序,气温要求应与沥青混凝土铺装层相同。防水粘结层及沥青铺装层施工应选择在天气持续晴朗的时段,雨天、大雾天、大风天气均不得施工。也应避开后半夜有露水时施工。
       5.2.3 同步碎石车关键性能要求
      1、具备智能控制沥青和石料用量的系统,能够精确调节和控制碎石的撒布量及其均匀性。
      2、具有先进的沥青温度控制系统。
      3、保证热沥青喷洒与碎石撒布要高度一致。
 
      5.2.4 同步碎石施工工艺
      1、粘层油施工:粘层油的主要作用堵塞水泥混凝土微小空隙与混凝土充分渗透实现有效粘结。一般采用乳化沥青,用量约0.3kg/m2。喷洒后为了保证涂层均匀,洒布后用吹风机仔细吹一遍,使低洼处不会汇聚沉积。干透后方可进行同步碎石施工。
      2、调试同步碎石车:(1)调整喷油嘴高度,使喷出的扇形雾状沥青重叠合理,而使沥青膜厚度符合要求;(2)行驶速度适宜,使碎石与结合料的洒(撒)布匹配;(3)沥青箱温度需控制好,保证雾状喷洒形成均匀、等厚度的沥青膜。
      3、试铺:通过试铺,确定沥青喷洒方式与用量控制;碎石撒布方法与用量控制;起步、终止的横向及纵向搭接工艺;提出试铺总结,作为指导正式施工的依据。
     4、撒布同步碎石:同步碎石车要按照调试好的速度平稳、匀速行驶。
     5、补撒沥青或碎石:同步碎石车完成后,留有白处要补洒沥青,边缘未撒布碎石处应人工及时补撒。
 
     5.2.5 施工注意事项
     1、碎石应保证清洁、干燥,装入料斗不能过满。
     2、抽取沥青,沥青温度达到要求时开始抽取沥青,并注意沥青罐的标尺变化,防止沥青冒罐,装入的沥青应超过罐容量的90%,在抽取沥青沥青时,应检查油管及接头的密封情况,严禁沥青飞溅。
     3、撒布前应提前打开气动阀门,使其管道呈循环状态,喷洒杆处的沥青温度与罐内温度一致。
     4、在发动机处于高速运转状态下,打开石料撒布器,打开喷洒杆,设定沥青、石料用量,打开石料口,1-2秒后打开沥青喷头,在撒布过程中随时调整,保证接缝的完整性。
     5、沥青温度应控制在165℃-170℃,撒铺时注意沥青宽度与碎石宽度之间的预留(一般沥青宽度要比碎石宽度多8-10cm),防止沥青覆盖相邻幅的碎石。
     6、当在洒布后有出现沥青空白时,应及时进行补洒;当有沥青聚集时应刮除;碎石漏撒应及时人工补撒。
     7、施工结束后,及时清洁同步碎石车。
     8、交通管制:施工完成的同步碎石防水粘结层,在沥青铺装层施工前要进行交通管制,禁止重载车辆通行,不得紧急刹车或调头。同时做好防污染工作。
 
    6. 材料与设备
      无需特别说明的材料,设备需采用同步碎石车,其他设备与异步碎石工艺一致。
 
       7. 质量控制
      7.1工程质量控制标准
序号
检查项目
规定值
允许偏差
检查方法和频率
1
沥青出机温度℃
符合设计要求
-5~10
 
2
沥青用量(kg/m2
符合设计要求
±0.2
 
3
拉拔试验
符合设计要求
0.3Mpa
试验路检测
4
抗渗性
0.5Mpa 30min不透水
30min
 
5
外观检查
外观均匀一致,无油包和层面外漏等

 

     7.2质量保证措施
       7.2.1 对于普通沥青,出机温度不低于160℃,SBS改性沥青,出机温度不低于170℃。
       7.2.2 碎石撒布量采用撒布率来控制,可控制在60%-70%。
       7.2.3 粘结强度现场检测(拉拔试验),控制≥0.3MPa。
       7.2.4 抗渗性能现场检测:对于高速、一级公路,保持水压力0.5Mpa持续30min不透水。
      
    8. 安全措施
        同步碎石防水粘结层的安全生产,必须高度重视,从技术方案和管理措施方面加以落实:
        8.1  建立、健全安全生产组织机构,落实安全生产责任制。
        8.2  制定安全检查制度、安全教育培训制度,制定作业安全规程和各工种操作规程。落实持证上岗及岗前培训工作,特种作业人员经有关业务主管部门考核合格,取得特种作业操作资格证书。从业人员每月不少于一次接受安全生产教育和培训。新职工上岗前、调换工种人员必须进行专门的安全教育培训。
        8.3  按规定为从业人员配备符合国家标准或行业标准的劳动防护用品,并监督、教育从业人员按使用规则佩带、使用。
        8.4  制定和实施本单位生产安全事故应急救援预案,设立救护队或与专业救护队签订救护协议。
        8.5  同步碎石车安装倒车提醒设施,贴放光带;配合工人穿反光衣。
  
    9. 环保措施
        9.1 项目部成立施工专门环保管理机构,在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府的环境保护法律、法规和规章。
        9.2 禁止将施工油污随意排放,溢漏沥青等油污立即采取措施处理,缩小污染。
        9.3 运输过程中撒落的碎石安排人员及时清理。
        9.4 施工中产生的废料集中处理,不得随意倾倒。
 
    10. 效益分析
        10.1  同步碎石防水粘结层的社会效益表现在使用费用低、能耗少等方面。由于采用同步碎石防水粘结层,使桥面铺装的耐久性增强,并且在较长时间内保持较好的服务能力,相对减少行程时间、车辆运行费用和事故费用;在使用期内,由于大、中修次数少,且养护工作量小,可大大减少时间延误费用。
        10.2  与异步碎石防水粘结层施工对比,响应了国家提倡的节能减排政策,异步碎石施工需要沥青洒布车、碎石撒布车和压路机三台机械配合作业,而同步碎石只需要一台同步碎石车就可以完成施工,且施工速度快,减少了因多台机械联合作业而带来的施工管理难度。可大大节省机械使用费用和能源消耗,具有显著的社会效益。
 
       11. 应用实例
        同步碎石碎石桥面防水粘结层应用于西部沿海高速公路珠海段项目、太(原)澳(门)公路广东省顺德碧江至中山沙溪段项目等,都取得良好效果。太(原)澳(门)公路广东省顺德碧江至中山沙溪段项目具体如下:
 
      11.1 工程概况
        同步碎石碎石桥面防水粘结层应用于西部沿海高速公路珠海段项目、太(原)澳(门)公路广东省顺德碧江至中山沙溪段项目是国家重点公路太-澳公路广东省境内的一段。路线全长45.573Km,双向六车道,路基宽度33.5m。路面标第23合同段起讫桩号为K39+439~K59+580,里程20.141Km。预计合同工期12个月,合同工程总造价约2.1亿。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        
      11.2 施工情况
        本项目桥梁较多,主线桥梁长度达14.729km,占到路线全长的75%。桥面防水粘结层采用同步碎石封层施工技术。施工过程中碎石直接嵌入热沥青油膜中,与沥青混凝土铺装层之间结合良好,水平阻力增大,可以有效克服层间滑移现象。同步碎石车同时洒下沥青和碎石,而且用量可以调节,不会再施工过程中造成防水层的破损(与异步碎石封层相比)。
        该段于2009年9月26日正式开工,2010年5月30日完工。
 
      11.3 工程监测与结果评价
        采用了同步碎石封层技术施工后,为验证施工效果,试验段K42+400-K42+500采取了粘结强度现场检测(拉拔试验)试验,委托华南理工大学道路工程研究所检测,检测10个点,检测值最小值为0.31 Mpa,最大值为0.48 Mpa,平均值为0.37Mpa,设计要求大于0.3Mpa(常温),大多在断裂位置可以看到混凝土水泥浆,表明混凝土面与防水层粘结效果比较好。太澳高速公路沥青路面施工完成投入使用已近一年时间了,通车后车流量即很大,经过了夏季高温、多雨、重车和大交通流量的使用环境,从目前情况来看,桥面无损坏现象。并得到了各方的好评,获得了经济效益和社会效益。