陈宇亮 陈 露
摘要:贫混凝土基层水泥混凝土面层层间采用蜡制养护剂作隔离层在国内尚属首次,目前对于其工作状态和施工方法的研究很少。因此,本文依托广东清(远)连(州)一级公路升级改造(高速)工程,开展蜡制养护隔离层施工质量控制技术研究,为蜡制养护隔离层大面积的推广提供必要的技术准备。
关键词:道路工程;贫混凝土基层;水泥混凝土面层;蜡制养护剂;隔离层;施工技术
1前言
在新建公路和旧水泥混凝土路面改造中,在刚性基层(贫混凝土基层)和半刚性基层上铺筑水泥混凝土形成的路面,即所谓“白加白”结构,对于“白加白”结构,主要问题是层间结合的程度,层间结合强时刚性大的面层与基层变形所(混凝土硬化变形、温度和荷载变形)引起的开裂会互相影响,产生反射裂纹。目前减缓和减轻反射裂缝、降低层间结合程度的基本做法就是在水泥混凝土面层和基层之间设置隔离层[1]。
设置隔离层主要有三种做法:第一种为摊铺沥青类材料,即国内外水泥混凝土路面结构设计理论与方法中采用的乳化沥青稀浆封层或摊铺一定厚度(3-6cm)沥青混合料的隔离层形式[2];第二种为铺贴薄层类材料,包括铺设土工布、塑料薄膜、油毡等[2];第三种为喷洒乳液类材料[3],固化后形成隔离层,这种材料无毒无味,施工快,成本低,国外有代表性的材料是乳化石蜡。土工布、塑料薄膜、油毡作隔离层易受其上层施工设备影响,出现移动、卷边而损坏面层和隔离效果,而稀浆封层过薄时抗剪力小易在层间形成软弱夹层,层间铺筑3cm以上沥青混凝土隔离层虽然效果好,但成本要高很多。
蜡制养护剂是一种用石蜡乳液及复合乳化剂等为原材料,依据工程使用要求(气候情况、结构类型、成膜厚度等)按一定比例合成的复合型养护剂。在水泥路面施工过程中,该养护剂不仅可用于混凝土路面、刚性基层、半刚性基层施工时的养护,而且还可以兼作刚性基层和水泥混凝土面层之间的隔离层[4]。国外研究表明,该隔离层不仅具体有施工工艺简单、造价便宜等优点,而且其隔离效果在目前常用的几种隔离材料中也是比较好的。
因此,本文依托国内首次采用蜡制养护隔离层的广东清(远)连(州)一级公路升级改造(高速)工程,开展蜡制养护隔离层施工质量控制技术研究,为蜡制养护隔离层大面积的推广提供必要的技术准备。
2蜡制养护隔离层施工前的准备工作
2.1喷洒前基层检查及处理
对于碾压贫混凝土基层出现裂纹或骨料露头,在喷洒蜡制养护隔离剂前应进行处理。
基层裂纹处理应严格按现行国家施工规范和碾压混凝土基层施工技术要求处理及检查评定。当基层产生非扩展性温缩、干缩裂缝时,视裂缝宽度直接灌沥青或扩缝后灌沥青密封防水,应保证所灌沥青深度,同时还应在裂缝上用橡胶沥青或其它改性沥青粘贴油毡、土工布,其覆盖宽度不应小于1000mm;距裂缝最窄处不得小于300mm。当基层产生纵向扩展裂缝时,应分析原因,如为路基原因,应采取有效的路基稳固措施根治裂缝,裂缝除采用改性沥青或混凝土裂隙加固结构胶修补处理外,还应在纵向裂缝所在的整个面板内,距板底1/3高度增设补强钢筋网,补强钢筋网到裂缝端部不宜短于5m。
若一块贫混凝土板上的断板裂缝多于2条或出现分叉,则应挖除该贫混凝土板重铺。
裂缝直接灌沥青或扩缝后灌沥青密封防水处理如图1所示。
滑动处理(热沥青涂刷后铺贴改性沥青油毡)及面板加筋处理如图2所示。
对于基层露石缺陷面积小于受检面积30%的段落,用环氧砂浆(工期紧时)或高标号水泥砂浆(铺面层前7-10天)或高含量沥青砂浆(铺面层前2-3天)修补露石缺陷后再进行蜡制隔离层施工。
2.2设备、人员、材料检查
试喷前对设备、人员、材料检查,合格后方可进行施工作业。
3蜡制养护隔离层施工过程
3.1溶液调配
采用普通型养护隔离剂(含固量不小于25%),不用再调配稀释,应直接搅拌均匀后使用,不得加水喷雾。
3.2喷施操作
喷洒要均匀,喷洒量要足,不可漏喷、少喷。喷洒后表面应呈汪水状。当有机物成膜剂按照规定的比率统一使用在贫混凝土基层的表面时,应该有相同的白色外表,并出现适当流淌,养护隔离剂应适当填补基层凹空。同时要求,温度在4度以上时有机物成膜剂都应该能够形成一个连续的薄膜。
3.3养生
养生期间应设置禁行标志牌,喷洒完后在成膜前(大于4h)禁止人员与车辆通行。
3.4施工过程中注意事项
3.4.1夏季高温干热季节或大风干燥天气,必须及时喷洒,以防止砼水分大量流失。同时喷洒用量应适当加大。
3.4.2本养护隔离剂可促使水泥砼路面基层早强,路面切缝可以根据气温适当提前1-2小时。
3.4.3在砼表面养护隔离剂未成膜的情况下,如遇大雨,应加盖防雨设施。如未加遮盖,雨后应补喷。如遇大风,应适当遮挡或停止喷晒。
3.4.4喷洒后4小时内砼路面严禁人员车辆行走。
3.4.5每班收工后应清洗干净喷雾器及喷头,防止堵塞。
3.4.6养护隔离剂为碱性溶液,如不慎溅入眼内立即用清水反复冲冼。
3.4.7乳化蜡隔离层用量要求:蜡制膜混合物最小用量0.4L/m2。
3.4.8喷洒蜡制养护隔离剂前基层施工单位应撤离基层上除喷洒机械以外的其他主要机械,并于喷洒前1-2天清扫基层表面杂物和砂石。
3.4.9一般在面层摊铺前1-2天喷洒隔离剂,如果喷洒蜡制养护剂后超过10天铺筑面层或明显受到破坏,则铺筑面层前1-2天应用同样用量的养护隔离剂再次喷洒。
3.4.10如局部补喷洒蜡制养护隔离剂,4h后即可铺筑水泥混凝土面层,铺筑面层时尽可能减小施工设备及交通工具对蜡制养护膜的影响,如明显损坏蜡制养护膜,应予以补喷。铺筑面层时尽可能减小施工设备及交通工具对蜡制养护膜的影响,如避免运料车在基层上过度的扭转和磨损,必要时可在布料机履带下铺垫木板或使用橡胶带包覆履带。
3.4.11为保证养护隔离剂与路面基层的结合,路面切缝时应用吸水布条铺贴缝隙两侧防切缝时浆体污染基层并及时用水冲洗干净。
3.4.12为保证喷洒作业连续稳定,要求有专人负责与喷洒。
4隔离层质量检查与验收
4.1养护隔离剂材料检查
通过试验方法,检查蜡制养护隔离剂的含固量及成膜时间是否满足规定要求。
4.2成膜质量检查
喷洒养护剂后半小时至一小时,养护剂在混凝土表面形成连续薄膜,开始产生养护隔离效果,四至六小时后用水泼洒在喷洒养护隔离剂基层表面,如果水呈油珠状滚落,说明已产生养护隔离效果。若水渗入砼中,则说明漏喷或喷量不足,需补喷。成膜2-3天后白色覆盖膜自然消失,路面呈水泥青灰色。
4.3喷洒记录检查(以半天施工量为记录单位)
记录包括养护剂类型、调配比例、喷洒用量、喷洒时间、喷洒表面状况等。
4.4隔离效果检查
通过对顶推力、拉拔力和扭力试验确定隔离的效果。
4.5露石缺陷处理效果检查
对于基层露石部位要求喷洒蜡制养护剂前按规定采用前述方法处理,处理后在相应部位作出标记,14天后对
面板混凝土取芯观测。
4结语
为积累必要的施工经验,蜡制养护隔离层的施工应按以下几个方面开展工作:
(1)拟定技术方案、通过试验路试铺确定可行的施工工艺流程;
(2)配置合理的机械设备、人员,满足施工要求;
(3)提出合理的质量控制措施,满足施工质量控制要求;
(4)使用合格的蜡制养护剂,满足面层与基层的隔离要求。
具备了贫混凝土基层与面层隔离层大面积施工条件和能力,可在验收合格的贫混凝土基层上逐步推广应用。
参考文献:
[1]易志坚,唐伯明,杨庆国. 设置隔离层的水泥混凝土新型路面结构[C].第一届全国公路科技创新高层论坛论文集,2003.
[2]敖星,周志刚,李强. 水泥混凝土板与不同基层界面特性对比研究[J].公路与汽运,2004.
[3]Standard Specification for Liquid Menbrance-Forming Compounds for Curing Concrete,ASTM Designation:C309-03,AASHTO Designatio
n:M148-05.
[4]SCOTT M TARR,PAUL A OKAMOTO,MATTHEW J,SHEEHAN,ROBERT G PACKARD.Bond interation between concrete pavement and lean concrete base[J].Transportion Research Record 1668,1999:9~17.