劉向榮,曾憲龍,王召坤
(中建三局基礎(chǔ)設(shè)施事業(yè)部,湖北武漢 430070)
防水粘結(jié)層是橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的重要組成部分。在水泥混凝土梁體面板和瀝青面層之間設(shè)置防水粘結(jié)層,一方面能防止水滲入梁體,保證橋梁主體結(jié)構(gòu)安全,另一方面能將梁體面板和瀝青面層粘結(jié)牢固,使兩者協(xié)同受力。
施工過程質(zhì)量控制是保證防水粘結(jié)層功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵因素,但目前施工人員對于防水粘結(jié)層施工的特殊要求普遍認(rèn)識不足,許多施工隊(duì)伍都不具備這方面的經(jīng)驗(yàn),必要的施工設(shè)備也不齊全,因防水粘結(jié)層施工質(zhì)量問題導(dǎo)致橋面鋪裝過早損壞的現(xiàn)象一直存在[1]。然而,橋面防水粘結(jié)層作為隱蔽工程,一旦出現(xiàn)缺陷就不容易修補(bǔ),為了避免這種既費(fèi)時又耗力的事后彌補(bǔ),應(yīng)對施工中每個工序進(jìn)行嚴(yán)格控制。
武漢市珞獅南路高架橋長2.16 km,梁體結(jié)構(gòu)多數(shù)為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁,橋面防水粘結(jié)層結(jié)構(gòu)從下至上依次為:DPS防水層,高粘度改性瀝青防水粘結(jié)層,3~5 mm玄武巖或輝綠巖碎石保護(hù)層。瀝青下面層為5 cm SBS改性瀝青混凝土AC-16C,上面層為4 cm瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA-13。
防水粘結(jié)層的功能能否得以實(shí)現(xiàn),首先取決于防水粘結(jié)材料的技術(shù)性能。目前,我國路橋防水粘結(jié)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,材料類別多,良莠不齊,原材料的選擇應(yīng)當(dāng)作為質(zhì)量控制的重點(diǎn)。
該項(xiàng)目在原材料選擇上做到了3點(diǎn):一是根據(jù)規(guī)范和層位功能要求,施工前制定了原材料的技術(shù)指標(biāo)要求;二是委托專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)對原材料進(jìn)行了性能檢測;三是施工過程中對材料的使用效果進(jìn)行抽檢,不合格的材料不允許使用。
DPS防水層材料選擇DPS混凝土防水保護(hù)劑(基層處理劑),它是一種水基滲透型防水粘結(jié)材料,基本沒有粘結(jié)力,其主要作用是用來防水,對其技術(shù)指標(biāo)要求如表1。
表1 DPS基層處理劑主要技術(shù)指標(biāo)
高粘度改性瀝青防水粘結(jié)層選用的材料為SBS改性熱瀝青涂料,它具有防水性能好、低溫柔性好、延伸率高、粘結(jié)力強(qiáng)、施工方便等特點(diǎn),對其技術(shù)指標(biāo)要求如表2。
保護(hù)層碎石選用3~5 mm玄武巖碎石。根據(jù)相關(guān)研究[1,2],SBS改性熱瀝青涂料施工后立即撒布3~5 mm玄武巖碎石,不僅可以保護(hù)粘結(jié)層免受施工機(jī)械破壞,還可以增強(qiáng)鋪裝層與橋面板之間的粘結(jié)能力。對玄武巖碎石的技術(shù)指標(biāo)要求如表3。
多個行業(yè)規(guī)范均要求在防水粘結(jié)層前必須對水泥混凝土梁體面板進(jìn)行處理,且對處理的標(biāo)準(zhǔn)做了明確規(guī)定[3-5],可以歸納為八個字“平整、粗糙、潔凈、干燥”?!冻鞘袠蛄簶蛎娣浪こ碳夹g(shù)規(guī)程》(CJJ 139-2010)對橋面板處理的要求如表4。
表2 SBS改性熱瀝青涂料主要技術(shù)指標(biāo)
表3 3~5 mm玄武巖碎石主要技術(shù)指標(biāo)
表4 橋面板處理要求
對于干燥的含水率要求,實(shí)際施工中往往很少去測量,但應(yīng)保證在雨、雪、大風(fēng)(5級以上)天氣不施工,雨后要晾曬3 d,保證橋面板干燥后才能施工。總之,嚴(yán)禁在潮濕條件下鋪設(shè)防水粘結(jié)層,以防止水分在施工或使用過程中遇熱變成水汽,產(chǎn)生鼓包。
必須徹底清除表面浮漿。橋面板表面浮漿主要來自兩個方面:一是水泥混凝土橋面板澆筑時,振搗導(dǎo)致水泥混凝土離析,粗骨料下沉,表面形成一層水泥含量較多、收縮性較大的浮漿層,即通常說的失養(yǎng)混凝土;二是預(yù)應(yīng)力壓漿時,從攪拌機(jī)和壓降管溢流出來的水泥漿,這些漿體處理不及時硬化后形成一定厚度的浮漿。表面浮漿的危害極大,既影響DPS基層處理劑的防水效果,又降低SBS改性熱瀝青涂料的粘結(jié)力,應(yīng)當(dāng)引起高度重視。如圖1所示,未鑿除的浮漿的部分SBS改性熱瀝青涂料幾乎沒有粘結(jié)力。浮漿的判斷方法比較簡單,首先是在外觀上有裂縫、起砂、起皮現(xiàn)象,再者可用小錘輕輕敲擊混凝土,觀察混凝土是否破碎。
為滿足平整度、粗糙度和潔凈的要求,規(guī)范要求對橋面板進(jìn)行拉毛處理,但僅以人工拉毛往往不能達(dá)到指標(biāo)要求,宜采用機(jī)械拉毛處理,通常采用的機(jī)械是拋丸機(jī)和銑刨機(jī)(見圖2)。使用銑刨機(jī)對橋面進(jìn)行銑刨拉毛處理后的水泥混凝土面板平整度和粗糙度基本滿足規(guī)范要求,處理效果良好。
圖2 銑刨機(jī)拉毛處理
橋面板拉毛處理后,橋面板上的雜物用清掃車進(jìn)行清掃,灰塵用吹風(fēng)機(jī)清理干凈,對于表面油污要用蘇打水分解清除或用氧炔焰槍燒。
DPS基層處理劑施工工藝已比較成熟。施工要求兩道噴涂,噴灑量控制在1.5~3 kg/m2。灑布過少,防水效果將大打折扣;灑布過量將在混凝土表面形成一層光滑的隔離層,影響SBS改性瀝青熱涂料和橋面板的粘結(jié)。打開DPS防水材料包裝前,應(yīng)上下?lián)u晃1 min左右,使液體均勻。噴涂由人工使用噴霧器完成,噴涂時速度要求緩慢、均勻,防止漏噴、多噴,噴涂第一道后隔16~24 h再噴涂第二道。DPS施工完24 h后,組織各單位進(jìn)行閉水實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收,檢測合格后進(jìn)行SBS改性熱瀝青涂料施工。
SBS改性熱瀝青涂料施工是施工質(zhì)量控制的重點(diǎn)和難點(diǎn),控制要點(diǎn)為溫度控制、灑布量和均勻性。
(1)SBS改性熱瀝青涂料采用自行式瀝青灑布車,灑布量的控制由噴管寬度、噴管高度、行駛速度和泵量等工作參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。在灑布前進(jìn)行現(xiàn)場試灑、標(biāo)定,確定相關(guān)技術(shù)參數(shù),以試灑的相關(guān)技術(shù)參數(shù)指導(dǎo)大規(guī)模的灑布。
(2)在拌和站將SBS改性瀝青加熱至180℃,升溫過程中要注意使SBS改性瀝青受熱均勻。加熱溫度不均勻或者超過規(guī)定溫度時,SBS改性瀝青中的改性成分會發(fā)生分解,造成軟化點(diǎn)降低,影響其質(zhì)量。施工中瀝青箱的溫度保持在175℃左右,保證灑布溫度在170℃以上。
(3)灑布時灑布車應(yīng)保持勻速形式和噴灑量穩(wěn)定,并保持灑布寬度均勻。均勻性通過觀察判斷。在局部漏灑處、不均勻處、防撞護(hù)欄的根部由人工補(bǔ)灑。
(4)灑布量通過厚度來檢測,SBS改性熱瀝青涂料的密度為1.032 g/cm2,灑布量要求為1.0~1.4 kg/m2,對應(yīng)的厚度為1.0~1.35 mm,厚度用深度計(jì)測量。施工中對灑布量隨時進(jìn)行抽檢。表5為SBS改性熱瀝青涂料灑布量檢測情況。
表5 SBS改性熱瀝青涂料灑布量檢測
(5)為避免涂料污染防撞墻,在噴灑SBS改性熱瀝青涂料時,應(yīng)用氈布覆蓋防撞護(hù)欄。對伸縮縫處要臨時堵塞封閉,避免SBS改性熱瀝青涂料由伸縮縫處漏下,污染橋墩。灑布期間,應(yīng)防止行人踐踏,灑布后需立即撒玄武巖碎石。
(6)選取點(diǎn)位進(jìn)行粘結(jié)強(qiáng)度拉拔試驗(yàn),每個點(diǎn)做4組平行試驗(yàn),試驗(yàn)設(shè)備采用SHJ-40多功能強(qiáng)度儀,在材料表面溫度大于40℃試驗(yàn)條件下,結(jié)果顯示粘結(jié)強(qiáng)度滿足要求(見圖3、表6)。
圖3 拉拔強(qiáng)度試驗(yàn)
表6 SBS改性熱瀝青涂料粘結(jié)強(qiáng)度檢測
玄武巖碎石應(yīng)當(dāng)在SBS改性瀝青熱涂料施工完成后立即進(jìn)行撒布。撒布宜采用同步碎石機(jī)。該項(xiàng)目做下面層鋪裝試驗(yàn)段時,玄武巖碎石由人工撒布,均勻性較差,且浪費(fèi)較多人力;而采用同步碎石機(jī)撒布、人工配合施工則能取得良好效果。
玄武巖碎石撒布過少起不到應(yīng)有的保護(hù)作用,撒布太多則會影響橋面板與瀝青面層的粘結(jié)效果,也造成不必要的浪費(fèi),因此應(yīng)合理控制碎石撒布量。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果[1,6]和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn),撒布量應(yīng)大于滿鋪面積的50%,宜小于滿鋪面積的60%。采用機(jī)械撒布時,撒布量通過行駛速度、出料速度、每平方米撒布質(zhì)量(8~10 kg/m2)來控制。
玄武巖碎石宜在撒布前用SBS改性熱瀝青進(jìn)行預(yù)拌,預(yù)拌后的碎石能與SBS改性瀝青熱涂料更好地粘結(jié)。預(yù)拌溫度控制在180℃,運(yùn)輸時要采取好的保溫措施,防止撒布時溫度過低。
碎石撒布后應(yīng)立即進(jìn)行碾壓,碾壓采用輕型6~8 t輕型壓路機(jī),最好為膠輪壓路機(jī)。碾壓之后,人工用掃帚將多余的碎石清掃掉。在瀝青面層攤鋪前,必須進(jìn)行嚴(yán)格的交通管制,嚴(yán)禁車輛和人員通行。
武漢市珞獅南路高架橋于2011年10月試通車,運(yùn)行時間較短,防水粘結(jié)層的施工效果有待進(jìn)一步跟蹤檢驗(yàn)。從整個施工質(zhì)量控制過程來看,總結(jié)了以下幾個經(jīng)驗(yàn):
(1)防水粘結(jié)層是橋面鋪裝的重要組成部分,施工參與者應(yīng)從思想上高度重視防水粘結(jié)層施工的質(zhì)量控制,深刻認(rèn)識防水粘結(jié)層的重要作用,充分了解設(shè)計(jì)意圖。
(2)防水粘結(jié)材料種類很多,產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊,目前質(zhì)量檢測體系和技術(shù)指標(biāo)尚不完善,要從生產(chǎn)廠家選擇、材料種類選擇、材料質(zhì)量檢測上多下功夫,嚴(yán)把材料關(guān)。
(3)施工過程控制是保證防水粘結(jié)層質(zhì)量的最重要環(huán)節(jié),施工參與者要以高度的責(zé)任心對每一道工序嚴(yán)格要求,把握質(zhì)量控制要點(diǎn),科學(xué)合理地進(jìn)行施工作業(yè)。
[1]蔡燕霞.濕熱多雨地區(qū)復(fù)合橋面鋪裝防水粘結(jié)層研究[D].西安:長安大學(xué),2011.
[2]王毅.長大縱坡水泥混凝土橋橋面鋪裝防水粘結(jié)層研究[D].西安:長安大學(xué),2008.
[3]CJJ 139-2010,城市橋梁橋面防水工程技術(shù)規(guī)程[S].
[4]CJJ 2-2008,城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].
[5]JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].
[6]許濤,黃曉明.高劑量SBS改性瀝青橋面防水粘結(jié)層施工[J].施工技術(shù),2006(10):27-28.