王利扬
(廊坊市交通技术咨询监理公司,河北廊坊 065000)
在桥梁工程长期运行过程中,桥面铺装层易出现车辙、裂缝、防水黏结层破坏等病害,缩短桥梁工程使用寿命。为提高桥面防水效果,减轻病害程度,在桥面施工中要结合沥青面层路用性能指标优化设计防水结构体系,采取混凝土处理、界面剂、防水层和沥青面层的施工工艺流程,实现桥面防水控制目标。
某高架桥工程为大纵坡桥梁,全长2.622km,采用双向四车道设计,南北侧上下坡段坡度为3%,坡长分别为450m、435m。桥面铺装结构层为SBS改性沥青AC-13C(4cm)、SBS改性沥青AC-20C(6cm)、SBS改性沥青碎石防水黏结层、C40水泥混凝土(8cm)。其中,防水黏结层的设计用量为1.0~1.5kg/m2,碎石覆盖率60%~70%,用乳化沥青层黏结不同沥青混凝土层,起到防水作用。在行车道位置的桥面混凝土表面涂刷Primer界面剂,改善混凝土表面的憎油性。当桥面防水层受到破坏时,界面剂可以防止雨水继续下渗到混凝土结构内部,起到双重防水作用。本工程采用SBS改性沥青碎石封层和界面剂作为主要的防水施工技术措施。
(1)粗集料。本工程上面层AC-13C沥青混合料中的粗集料为玄武岩,下面层AC-20C沥青混合料粗集料为石灰岩,要求粗集料压碎值不超过28%,洛杉矶磨耗损失不超过30%,吸水率不超过1.5%,针片状颗粒含量不超过12%,软石含量不超过5%,磨光值不小于40,与沥青黏附性为4级[1]。
(2)细集料。上面层AC-13C沥青混合料和下面层AC-20C沥青混合料中的细集料均为石灰岩,要求细集料的表观相对密度超过2.5,坚固性小于12%,砂当量超过60%,亚甲蓝值小于25g/kg,棱角性大于30s。
(3)矿粉。沥青混合料采用石灰岩磨细后的矿粉,要求矿粉表观相对密度大于2.5,含水率小于1%,外观无团粒结块,亲水系数小于1,塑性指数小于4[2]。
(4)沥青。本工程采用改性沥青,针入度为3~6mm,延度不小于25cm,软化点不小于75℃,溶解度不小于99.0%,薄膜加热的质量损失不得超过±1%,闪点不小于230℃,动力黏度(135℃)不小于3Pa·s,软化点差不超过2.5℃,弹性恢复不小于75%。
(5)在沥青混合料中掺入抗车辙剂,掺入比例为4%。
(1)采用精铣刨施工技术处理桥面混凝土调平层,在铣刨机上安装间距更小的精铣刨鼓,保证铣刨处理的细密度[3]。
(2)铣刨机的作业宽度不小于2m,铣刨深度在5~8mm,精度为1mm;在铣刨过程中,保持前后幅搭接部位平整,重叠宽度为10~20cm。
(3)对铣刨机无法铣刨的桥梁两侧泄水孔等边角部位,结合人工凿毛方式补充处理,使边角部位达到界面粗糙度要求。
(4)铣刨作业后用鼓风机、扫地车清理表面,去除表面碎颗粒、粉尘等杂物,保持表面干燥洁净[4]。
(1)界面剂选用Primer丙烯酸类乳液有机界面剂,这种界面剂的有机成分含量不低于35%,其他成分为水,可快速渗透到混凝土表面;在界面剂水分蒸发的过程中,可以使有效成分填充到微孔隙内,形成厚0.4~0.8mm的薄膜,起到防渗水的作用;界面剂不会影响SBS改性沥青的基本性能,在高温天气条件下,界面剂可明显约束防水层沥青流淌。
(2)在调平层处理后开展界面剂施工,采用人工涂刷方式,安排4名施工人员排成一横排,在混凝土表面同步涂刷界面,要求涂刷均匀,完全覆盖表面,但不能出现流淌现象[5]。
(3)界面剂在混凝土表面足够干燥的条件下涂刷,表面不得存在酸碱物质,界面剂用量为0.3kg/㎡,涂刷后2h干燥成膜;界面剂涂刷不得在雨水天气条件下施工。
(1)防水黏结层为SBS改性沥青碎石封层,准备集料,碎石粒径在5~10mm范围内,碎石的针片状含量不得高于10%,保持碎石洁净干燥。
(2)采用智能同步碎石撒布车施工,在桥梁伸缩缝处起步或停止运行撒布车,在横向与纵向搭接处要保证改性沥青碎石撒布均匀。
(3)在桥面喷洒防水材料,厚约1.5mm,SBS改性沥青温度为180~185℃,要求洒布均匀,不存在露白、堆积、泡沫、流淌等现象;防水材料喷洒不得在气温低于10℃、降雨、大风、太阳暴晒等条件下施工,以免影响防水材料性能。
(4)防水材料施工中不允许施工人员穿生活用鞋进入作业面,必须穿软底施工用鞋作业,避免对防水材料造成污染。
(5)喷洒防水材料后撒布碎石,洒布率控制在60%~70%,碎石撒布之前测定改性沥青温度,不得小于140℃;撒布车轮胎上涂抹少量白灰,以免撒布碎石的过程中黏结防水材料[6]。
(6)撒布碎石后碾压2遍,采用轻型胶轮压路机,碾压中不允许喷水。
(1)沥青混合料运输过程中做好保温措施,避免产生离析。在摊铺作业时,摊铺机的行进速度为1.0~1.5m/min。
(2)摊铺后进入碾压施工,初压选用2台12t双钢轮压路机,行进速度控制在1.5~2.5km/h,静压2遍;复压先选用2台12t双钢轮压路机,行进速度控制在1.5~2.5km/h,振压2遍,再选用2台30t胶轮压路机,行进速度控制在2.0~3.5km/h,碾压4遍;终压选用1台12t双钢轮压路机,行进速度控制在2.0~3.5km/h,静压2遍[7]。
(3)压路机缓慢启动,在碾压过程中不允许刹车制动;对桥面横断面边缘位置采用小型压路机振动压实,保证压实度达到设计要求,避免雨水从边缘位置渗入铺装层。
(1)本工程在桥面底部和上下铺装层之间喷洒热沥青,避免雨水渗透铺装层边缘位置;在靠近路拱上游护栏的1m之内,将热沥青铺洒到铺装层底部和上下铺装层之间,热沥青用量为1.5~25kg/㎡。
(2)在护栏接触铺装层的竖向边部设置止水带,厚度为4mm。止水带受高温作用会出现软化现象,使竖向界面形成富沥青层,可填充界面上的空隙,以免雨水渗入[8]。
(1)平整度检测。选取7个检测段,用三米直尺检测,检测点位相距50m。7个检测点的实测结果为4.5mm、5.5mm、4.0mm、3.0mm、5.0mm、2.5mm、6.0mm、平均值为4.4mm,符合《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1—2004)和《公路技术状况评定标准》(JTG H20—2007)中对平整度的指标要求,实测结果均小于10mm,达到平整度优的评级要求。
(2)渗水系数。选取3个检测段,采用渗水仪检测,检测频率为100m/点。3个检测点的实测结果为0、0、6.7ml/min,平均值为2.2ml/min,符合设计值小于100ml/min的要求。在大部分桥面部位中没有渗水问题,表明桥面防水性能优良。
(3)摩擦系数。选取3个检测段,采用摆式摩擦仪检测摩擦系数,检测频率为点/100m。3个检测段的实测结果为76、70、70,平均值为72,符合设计规范要求。
桥梁工程桥面施工要采用双重防水技术措施,通过涂刷界面剂和设施防水黏结层,有效预防渗水病害,增强桥面防水性能。在桥面防水施工中,通过检测沥青混合料材料性能指标,加强桥面铺装结构层施工技术控制,处理好桥面边部封水,避免雨水渗透到铺装层,从而保证桥面施工整体质量。