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技術交流

同步碎石橋面防水粘結層施工技術
發布時間:2015-02-01 09:00:00 點擊瀏覽:
 1. 前言
     水泥混凝土橋面的鋪裝不僅對橋梁起到保護作用,而且關系到車輛行駛安全與舒適性,但目前人們對橋面鋪裝尚未引起足夠的重視,以至出現較多病害。廣東省公路橋梁眾多,在建成后不久鋪裝損壞情況時有發生。損壞主要有兩種類型:一是由于鋪裝層與橋面之間的粘結力不足,在行車豎向荷載及水平荷載的作用下,而產生相對滑移,導致鋪裝層出現推移、裂縫;二是橋面防水功能較差,雨水通過空隙與裂縫滲入橋面,沖刷混凝土,腐蝕鋼筋,導致水泥混凝土侵蝕與風化,從而影響混凝土橋面板的耐久性。因此,橋面鋪裝結構中防水粘結層的設置至關重要。
      我國常用的防水粘結層有涂膜類和卷材類。涂膜類是以瀝青基、高分子基或水泥基材料,涂刷成薄膜隔水層;卷材類是防水卷材涂敷粘結材料形成。它們性能的喪失是出現病害的關鍵原因所在.
      為了解決目前水泥混凝土橋面防水粘結層存在的問題,需要研發和采用新的防水粘結層材料與施工工藝。經過探索與研究,同步碎石封層是橋面防水粘結層一種可行的技術方案,其優越性在于造價低、工藝簡單,適合我國國情。同步碎石封層技術是在異步碎石封層基礎上發展起來的一種新工藝,具有廣闊的應用前景。
       2008年廣東省長大公路工程有限公司在西部沿海高速公路珠海段項目開始使用同步碎石施工橋面防水粘結層。并與其他單位合作,開展了“同步碎石橋面防水粘結層”的課題研究。迄今已在省內太澳高速、佛開高速、江肇高速等多項工程中應用,并總結形成了同步碎石橋面防水粘結層施工工法。
 
2. 技術特點
       
        2.1同步碎石技術是在異步碎石基礎上發展起來的一種新技術,可替代原有技術,成為水泥混凝土橋面防水粘結層的一種新技術。
        2.2具有防水性能好,瀝青充分包裹碎石,層間抗剪強度高,改善瀝青層受力狀況,可減少鋪裝層裂縫。
        2.3施工方便,速度快。
 
      3. 適用范圍
        高等級公路水泥混凝土橋橋面瀝青鋪裝層的防水粘結層施工
 
      4. 工藝原理
       同步碎石,就是用專門設備(同步碎石車)將粘結材料與碎石同步鋪灑(撒)在橋面上,縮短了瀝青鋪灑與碎石鋪撒的時間間隔。
 
      5. 施工工藝流程及操作要點
     5.1施工工藝流程
        施工準備(混凝土橋面浮漿清理、同步碎石車調試、通過試驗確定瀝青和碎石用量)→噴灑粘層油(也可不噴灑,以設計為準)→撒布同步碎石→補撒瀝青或碎石→清掃現場。
 
       5.2 操作要點
       5.2.1混凝土橋面準備
        1、橋面混凝土施工完成后要有足夠的養生時間。根據新拌混凝土性能隨時間變化特性,當使用R型水泥時,同步碎石防水粘結層施工應當在混凝土施工完成后至少2周后進行;如果使用非R型水泥,至少為3周。
        2、橋面應平整,目測有無明顯的凸凹,若有則應修理整平。橋面清理打磨后若有裂縫,必須修補后再做橋面防水施工。橋面不得有粉塵、浮漿、起沙、空鼓、開裂、油污染等現象。
   3、橋面混凝土干燥程度的要求與檢測方法
        防水粘結層施工前,橋面應干燥。根據實際工程試驗探索,橋面混凝土含水量可采用以下幾種測定方法:(1)目測判斷有無明顯的潮濕區域;(2)在橋面混凝土表明鋪貼薄膜,薄膜四邊密封放置3-4小時,觀察薄膜,若有水滴則判斷為未干燥,不可施工,若只是為霧狀,則可以施工;(3)使用高頻水分計(混凝土含水率測定儀)測定。
 
       5.2.2對施工天氣的要求
        同步碎石施工為瀝青層施工的緊前工序,氣溫要求應與瀝青混凝土鋪裝層相同。防水粘結層及瀝青鋪裝層施工應選擇在天氣持續晴朗的時段,雨天、大霧天、大風天氣均不得施工。也應避開后半夜有露水時施工。
       5.2.3 同步碎石車關鍵性能要求
      1、具備智能控制瀝青和石料用量的系統,能夠精確調節和控制碎石的撒布量及其均勻性。
      2、具有先進的瀝青溫度控制系統。
      3、保證熱瀝青噴灑與碎石撒布要高度一致。
 
      5.2.4 同步碎石施工工藝
      1、粘層油施工:粘層油的主要作用堵塞水泥混凝土微小空隙與混凝土充分滲透實現有效粘結。一般采用乳化瀝青,用量約0.3kg/m2。噴灑后為了保證涂層均勻,灑布后用吹風機仔細吹一遍,使低洼處不會匯聚沉積。干透后方可進行同步碎石施工。
      2、調試同步碎石車:(1)調整噴油嘴高度,使噴出的扇形霧狀瀝青重疊合理,而使瀝青膜厚度符合要求;(2)行駛速度適宜,使碎石與結合料的灑(撒)布匹配;(3)瀝青箱溫度需控制好,保證霧狀噴灑形成均勻、等厚度的瀝青膜。
      3、試鋪:通過試鋪,確定瀝青噴灑方式與用量控制;碎石撒布方法與用量控制;起步、終止的橫向及縱向搭接工藝;提出試鋪總結,作為指導正式施工的依據。
     4、撒布同步碎石:同步碎石車要按照調試好的速度平穩、勻速行駛。
     5、補撒瀝青或碎石:同步碎石車完成后,留有白處要補灑瀝青,邊緣未撒布碎石處應人工及時補撒。
 
     5.2.5 施工注意事項
     1、碎石應保證清潔、干燥,裝入料斗不能過滿。
     2、抽取瀝青,瀝青溫度達到要求時開始抽取瀝青,并注意瀝青罐的標尺變化,防止瀝青冒罐,裝入的瀝青應超過罐容量的90%,在抽取瀝青瀝青時,應檢查油管及接頭的密封情況,嚴禁瀝青飛濺。
     3、撒布前應提前打開氣動閥門,使其管道呈循環狀態,噴灑桿處的瀝青溫度與罐內溫度一致。
     4、在發動機處于高速運轉狀態下,打開石料撒布器,打開噴灑桿,設定瀝青、石料用量,打開石料口,1-2秒后打開瀝青噴頭,在撒布過程中隨時調整,保證接縫的完整性。
     5、瀝青溫度應控制在165℃-170℃,撒鋪時注意瀝青寬度與碎石寬度之間的預留(一般瀝青寬度要比碎石寬度多8-10cm),防止瀝青覆蓋相鄰幅的碎石。
     6、當在灑布后有出現瀝青空白時,應及時進行補灑;當有瀝青聚集時應刮除;碎石漏撒應及時人工補撒。
     7、施工結束后,及時清潔同步碎石車。
     8、交通管制:施工完成的同步碎石防水粘結層,在瀝青鋪裝層施工前要進行交通管制,禁止重載車輛通行,不得緊急剎車或調頭。同時做好防污染工作。
 
    6. 材料與設備
      無需特別說明的材料,設備需采用同步碎石車,其他設備與異步碎石工藝一致。
   7. 質量控制
質量保證措施
       7.2.1 對于普通瀝青,出機溫度不低于160℃,SBS改性瀝青,出機溫度不低于170℃。
       7.2.2 碎石撒布量采用撒布率來控制,可控制在60%-70%。
       7.2.3 粘結強度現場檢測(拉拔試驗),控制≥0.3MPa。
       7.2.4 抗滲性能現場檢測:對于高速、一級公路,保持水壓力0.5Mpa持續30min不透水。
      
    8. 安全措施
        同步碎石防水粘結層的安全生產,必須高度重視,從技術方案和管理措施方面加以落實:
        8.1  建立、健全安全生產組織機構,落實安全生產責任制。
        8.2  制定安全檢查制度、安全教育培訓制度,制定作業安全規程和各工種操作規程。落實持證上崗及崗前培訓工作,特種作業人員經有關業務主管部門考核合格,取得特種作業操作資格證書。從業人員每月不少于一次接受安全生產教育和培訓。新職工上崗前、調換工種人員必須進行專門的安全教育培訓。
        8.3  按規定為從業人員配備符合國家標準或行業標準的勞動防護用品,并監督、教育從業人員按使用規則佩帶、使用。
        8.4  制定和實施本單位生產安全事故應急救援預案,設立救護隊或與專業救護隊簽訂救護協議。
        8.5  同步碎石車安裝倒車提醒設施,貼放光帶;配合工人穿反光衣。
  
    9. 環保措施
        9.1 項目部成立施工專門環保管理機構,在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府的環境保護法律、法規和規章。
        9.2 禁止將施工油污隨意排放,溢漏瀝青等油污立即采取措施處理,縮小污染。
        9.3 運輸過程中撒落的碎石安排人員及時清理。
        9.4 施工中產生的廢料集中處理,不得隨意傾倒。
 
    10. 效益分析
        10.1  同步碎石防水粘結層的社會效益表現在使用費用低、能耗少等方面。由于采用同步碎石防水粘結層,使橋面鋪裝的耐久性增強,并且在較長時間內保持較好的服務能力,相對減少行程時間、車輛運行費用和事故費用;在使用期內,由于大、中修次數少,且養護工作量小,可大大減少時間延誤費用。
        10.2  與異步碎石防水粘結層施工對比,響應了國家提倡的節能減排政策,異步碎石施工需要瀝青灑布車、碎石撒布車和壓路機三臺機械配合作業,而同步碎石只需要一臺同步碎石車就可以完成施工,且施工速度快,減少了因多臺機械聯合作業而帶來的施工管理難度。可大大節省機械使用費用和能源消耗,具有顯著的社會效益。
 
       11. 應用實例
        同步碎石碎石橋面防水粘結層應用于西部沿海高速公路珠海段項目、太(原)澳(門)公路廣東省順德碧江至中山沙溪段項目等,都取得良好效果。太(原)澳(門)公路廣東省順德碧江至中山沙溪段項目具體如下:
 
      11.1 工程概況
        同步碎石碎石橋面防水粘結層應用于西部沿海高速公路珠海段項目、太(原)澳(門)公路廣東省順德碧江至中山沙溪段項目是國家重點公路太-澳公路廣東省境內的一段。路線全長45.573Km,雙向六車道,路基寬度33.5m。路面標第23合同段起訖樁號為K39+439~K59+580,里程20.141Km。預計合同工期12個月,合同工程總造價約2.1億。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        
      11.2 施工情況
        本項目橋梁較多,主線橋梁長度達14.729km,占到路線全長的75%。橋面防水粘結層采用同步碎石封層施工技術。施工過程中碎石直接嵌入熱瀝青油膜中,與瀝青混凝土鋪裝層之間結合良好,水平阻力增大,可以有效克服層間滑移現象。同步碎石車同時灑下瀝青和碎石,而且用量可以調節,不會再施工過程中造成防水層的破損(與異步碎石封層相比)。
        該段于2009年9月26日正式開工,2010年5月30日完工。
 
      11.3 工程監測與結果評價
        采用了同步碎石封層技術施工后,為驗證施工效果,試驗段K42+400-K42+500采取了粘結強度現場檢測(拉拔試驗)試驗,委托華南理工大學道路工程研究所檢測,檢測10個點,檢測值最小值為0.31 Mpa,最大值為0.48 Mpa,平均值為0.37Mpa,設計要求大于0.3Mpa(常溫),大多在斷裂位置可以看到混凝土水泥漿,表明混凝土面與防水層粘結效果比較好。太澳高速公路瀝青路面施工完成投入使用已近一年時間了,通車后車流量即很大,經過了夏季高溫、多雨、重車和大交通流量的使用環境,從目前情況來看,橋面無損壞現象。并得到了各方的好評,獲得了經濟效益和社會效益。
 
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