CN100999894A - 水泥混凝土桥面同步碎石防水粘结复合层及其施工方法 - Google Patents

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李朝昌
周振支
蔡乾东
李俊
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Abstract

本发明公开了水泥混凝土桥面同步碎石防水粘结复合层及其施工方法。水泥混凝土桥面板表面处理层上连接界面粘结层,界面粘结层之上连接同步碎石防水层,同步碎石防水层之上连接桥面铺装层。施工方法,采用专用设备对混凝土桥面板表面浮浆进行铣刨、拉毛或凿毛、清扫、吹净处理;沥青洒布车洒布粘层,同步碎石封层车同时洒(撒)布沥青结合料及碎石,胶轮压路机碾压后即形成碎石防水粘结复合层。防水与粘结层合二为一,施工简便,作业时间短,综合成本低,防水性能好,层间不产滑移与剥离,不发生漏铺、破漏、翘起、皱折、夹气等,三重叠加喷洒,高温流态结合料有自流平性能,能平整铺满整个桥面,消除桥面不平整缺陷,广泛用于新桥铺设或旧桥修复。

Description

水泥混凝土桥面同步碎石防水粘结复合层及其施工方法
技术领域
本发明涉及水泥混凝土桥面防水粘结层结构,特别适用于水泥混凝土桥面同步碎石粘结复合层及其施工方法。
背景技术
近年来,随着我国高速公路建设的不断发展,需要修筑大量的立交桥、大型和特大型跨河桥梁及城区高架桥等,公路桥梁比例也越来越大,特别是山区高速公路桥梁所占比例更大。这些桥多以水泥混凝土桥为主。这样水泥混凝土桥面防水铺装问题就显得更加重要。水泥混凝土桥面铺装对桥梁起到保护作用,同时也关系到车辆行驶安全与舒适性,但目前对于桥面防水铺装还没有很好的解决办法,一些公路桥梁在建成之后不久就出现了损坏。产生损坏的主要原因有以下几个方面:一是铺装层不但承受竖向行车荷载的作用,还承受水平荷载的作用,若铺装层与桥面之间的粘结力不足,产生相对滑移,将导致铺装层出现坑洞、裂缝;二是桥面防水功能较差,每逢下雨或桥面有积水时,梁板底部往往有水渗出,严重时甚至出现漏水,雨水通过空隙与裂缝渗入混凝土层,不断冲刷混凝土,还腐蚀钢筋,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;三是在车辆行驶荷载和振动荷载等作用下,易产生负弯矩的连续梁和T形钢构的早期损坏更为突出。这些病害表明,桥面铺装结构中设置防水粘结层至关重要。
目前,国外对水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装防水粘结层的设计作了一些工作,但还没有成熟的技术和方法,我国桥面防水层的研究起步较晚,目前还没有完善关于桥面防水方面的技术规范,对防水粘结层的理论研究及水平还相对落后,加之经验的缺乏造成无论在设计还是施工中都存在相当的盲目性。大量新建桥梁的桥面防水需要进行合理恰当的设计,同时早期建设的一大批桥梁未设置防水层或因设计、施工工艺、材料等原因导致防水层已出现不同程度损坏,也急需考虑重新设计。
我国水泥混凝土桥面防水措施目前可初步分为以下三大类:
1)卷材类,卷材类桥面防水具有铺装速度快、施工工艺要求简单等特点,但铺设时卷材间接缝较多,给现场施工及质量控制带来一定困难。另外,施工机械易造成防水层局部损坏,导致层间结合破坏。因此,该方法只在有限范围内使用,大面积推广应用受到一定限制。
2)涂膜类,涂膜类桥面防水根据基料的不同可分为两种,一是以沥青为基料的常规涂层,在桥面板与铺装层之间形成一层防水薄膜;二是以高分子聚合物为基料的新型涂层,多以液态形式填充混凝土空隙。该类桥面防水对材料粘结性要求高,易被施工机械粘走,且目前多以人工洒布,施工质量不均匀,影响层间结合。
3)稀浆封层类(乳化沥青),稀浆封层类桥面防水是近几年的一项新技术,该类桥面防水层抗变形能力较差,不能随着桥梁发生的挠曲变形而变形;且当乳化沥青中水分在施工时不能很好蒸发时,易造成后期形成气孔,防水效果较差。
发明内容
本发明的目的是使水泥混凝土桥面板与沥青铺装层牢固粘结成为一个整体,同时确保防水与粘结层合二为一,单机作业,施工工艺简便,施工速度快,综合成本低的水泥混凝土桥面同步碎石防水粘结复合层。
本发明的另一目的是提供同步碎石防水粘结复合层施工方法。
为了克服现有技术不足,本发明的技术解决方案是这样实现的:由界面粘结层和同步碎石防水层两部分共同构成,其显著的进步在于水泥混凝土桥面板表面处理层上洒布界面粘结层,在界面粘结层之上铺设布同步碎石防水层,同步碎石防水层之上连接桥面铺装层。
一种权利要求1所述水泥混凝土桥面同步碎石防水粘结复合层的施工力法,按下述步骤进行:
1)首先对水泥混凝土桥面板采用人工和机械相结合的方法,对水泥混凝土桥面板表面浮浆进行铣刨、拉毛或凿毛处理,使表面具有粗糙度,清扫处理表面浮浆,吹净灰尘;
2)用专用沥青洒布车将界面粘结层均匀洒布,其洒布量为0.4~0.6(kg/m2);
3)用同步碎石封层车将沥青结合料及单一粒径的石料同时洒、撒布,相隔时间5~6秒,在流体沥青表面张力作用和胶轮压路机或自然行车碾压下,使沥青结合料与石料之间有充分的表面接触,形成水泥混凝土桥面同步碎石防水粘结复合层,其防水层沥青结合料洒布量为1.0~1.2kg/m2,碎石规格为S12,碎石粒径为5~10mm,碎石覆盖率为80~90%或防水层沥青结合料洒布量为1.0~1.4kg/m2,碎石规格为S10,碎石粒径为10~15mm,碎石覆盖率80~90%。
本发明与现有技术相比,具有以下特点:
1)同步碎石防水粘结复合层能较好的满足水泥混凝土桥面防水粘结复合层的各项功能要求,与水泥混凝土桥面及沥青铺装层牢固粘结成为一个整体,防水与粘结层合二为一,真正起到防水粘结层的作用。
2)施工时单机作业,沥青喷洒与石料撒布同步完成,施工进度快,施工工艺简便。
3)施工时单机作业,沥青结合料的温度损失小,石料嵌入深度增加,使水泥混凝土桥面与沥青铺装层两者之间粘结更牢固,防水与层间结合质量提高。
4)同步碎石防水粘结复合层具有良好的抗施工机械损坏和抗热集料刺破性能。
5)施工时无需封闭交通或可缩短交通封闭时间,因此可降低汽车使用费、时间延误和交通事故损失等费用,综合成本低。
6)可用于新建桥梁的防水粘结层或旧桥防水粘结层的修复或重铺工程。
铺装的防水复合粘结层不出现气泡、鼓包现象,其抗折、抗弯能力加强,提高了使用寿命,降低维修费用。
7)广泛适用新建桥梁的防水粘结层或旧桥防水粘结层的修复或重铺工程。
附图说明
图1为本发明复合结构层结构示意图;
图2为图1的施工方法工艺图。
具体实施方式
附图为本发明的实施例。
下面结合附图对发明内容作进一步说明:
参照图1所示,由界面粘结层和同步碎石防水层两部分共同构成。其水泥混凝土桥面板表面处理层上洒布界面粘结层,在界面粘结层之上铺设同步碎石防水层,同步碎石防水层之上连接桥面铺装层。
水泥混凝土桥面同步碎石防水粘结复合层的施工方法,按下述步骤进行:
1)首先对水泥混凝土桥面板采用人工和机械相结合的方法,对水泥混凝土桥面板表面浮浆进行铣刨、拉毛或凿毛处理,使表面具有粗糙度,清扫处理表面浮浆,吹净灰尘;
2)用专用沥青洒布车将界面粘结层均匀洒布,其洒布量为0.4~0.6(kg/m2);
3)用同步碎石封层车将单一粒径的沥青结合料及石料同时洒布,相隔时间5~6秒,在流体沥青表面张力作用和胶轮压路机或自然行车碾压下,使沥青结合料与石料之间有充分的表面接触,即形成水泥混凝土桥面同步碎石防水粘结复合层,其防水层沥青结合料洒布量为1.0~1.2kg/m2,碎石规格为S12,碎石粒径为5~10mm,碎石覆盖率为80~90%或防水层沥青结合料洒布量为1.0~1.4kg/m2,碎石规格为S10,碎石粒径为10~15mm,碎石覆盖率80~90%。
所述界面粘结层3是指洒布的稀释沥青层或乳化沥青层或SBR改性乳化沥青层或EVA改性乳化沥青层或其他材料界面粘结层。
所述同步碎石防水层2是指单一碎石部分嵌入在洒布的热改性沥青层或特种改性沥青防水层内,这种结构铺装层有一个粗糙的、犬牙交错的结合面,大大提高了层间抗剪能力与结合能力。
沥青结合料的技术指标应符合下列要求:
沥青结合料采用热改性沥青(改性剂剂量4%~6%)或特种改性沥青,技术指标如表1-1所示。
热改性沥青技术指标    表1-1
项目   技术指标   试验方法
针入度(25℃,100g,5s)(0.1mm) 60~80 T0604
延度(5cm/min,5℃)(cm)   ≥30   T0605
软化点TR&B(℃)   ≥70   T0606
溶解度(%)   ≥99   T0607
弹性恢复25℃(%)   ≥85   T0662
注:延度指标要求采用测力延度仪进行检测
碎石
碎石要求坚硬、粗糙、耐磨、洁净,技术指标及规格如表1-2所示。
集料质量技术指标    表1-2
    项目     技术指标 试验方法
集料压碎值不大于(%) 26 T0316
表观相对密度不小于(%) 2.50 T0304
水洗法<0.075颗粒不大于(%) 1 T0310
软石含量不大于(%) 3 T0320
集料规格 S12(5~10)或S10(10~15) -
沥青洒布车1辆,全自动同步碎石封层车1辆,9~16t胶轮压路机1~2台
参数控制
施工技术参数    表1-3
类型 热改性沥青洒布量(kg/m2)     碎石覆盖率(%)
S12(5~10) 1.0~1.2     80~90
S10(10~15) 1.0~1.4     80~90
界面粘结层
粘结层采用稀释沥青、乳化沥青或SBR(或EVA)改性乳化沥青等增加界面粘结性材料。其中,SBR改性乳化沥青技术指标如表2-1所示。
SBR改性乳化沥青技术指标    表2-1
    项目   技术要求 试验方法
  筛上剩余量不大于(%)   0.1   T0652
  电荷   阳离子(+)   T0653
  恩格拉粘度E25   1~10   T0622
蒸发残留物 含量不小于(%) 50 T0651
延度(5℃)不小于(%) 20 T0605
软化点,不小于(℃)   50   T0606
参照图2所示,其工艺流程为:
图2所示,水泥混凝土桥面板处理→自动洒布车喷洒界面粘结层→同步碎石封层车一次完成沥青的洒布和碎石的撒布→胶轮压路机以1.5~2.0km/h速度碾压1遍~2遍(使石料与粘结料更好结合)→养生。
实例1:热改性沥青同步碎石防水层+煤油稀释沥青界面粘结层+混凝土桥面板表面处理层共同构成水泥混凝土桥面同步碎石防水粘结复合层,施工方法,按下述步骤进行:
1)首先对水泥混凝土桥面板采用人工和机械相结合的方法,对水泥混凝土桥面板表面浮浆进行铣刨、拉毛或凿毛处理,使表面具有粗糙度,清扫处理表面浮浆,吹净灰尘;
2)用专用沥青洒布车将界面粘结层均匀洒布,其洒布量为0.4~0.6(kg/m2);
3)用同步碎石封层车将单一粒径的石料及沥青结合料同时洒布,相隔时间5~6秒,在流体沥青表面张力作用和胶轮压路机或自然行车碾压下,使沥青结合料与石料之间有充分的表面接触,即形成水泥混凝土桥面同步碎石防水粘结复合层,其防水层沥青结合料洒布量为1.0~1.2kg/m2,碎石规格为S12,碎石粒径为5~10mm,碎石覆盖率为80~90%或防水层沥青结合料洒布量为1.0~1.4kg/m2,碎石规格为S10,碎石粒径为10~15mm,碎石覆盖率80~90%。
实例2:热改性沥青同步碎石防水层+乳化或改性乳化沥青界面粘结层+混凝土桥面板表面处理层,施工方法同实施例1。
实例3:热改性沥青同步碎石防水层+混凝土界面粘结剂粘结层+混凝土桥面板表面处理层,施工方法同实施例1。
综上所述,水泥混凝土桥面同步碎石防水粘结复合层使防水与粘结层合二为一,真正起到防水粘结层的作用。并与随后铺设的桥面铺装层有一个粗糙的、犬牙交错的结合面,大大提高了层间抗剪能力与结合能力。层间不产生滑移与剥离,施工不时不会发生漏铺、破漏、翘起、皱折、夹气等问题,不会造成防水粘结层的失效或破坏。

Claims (4)

1、一种水泥混凝土桥面同步碎石防水粘结复合层,由界面粘结层和同步碎石防水层两部分共同构成,其特征在于水泥混凝土桥面板表面处理层(4)上洒布界面粘结层(3),在界面粘结层(3)之上洒、撒布同步碎石防水层(2),同步碎石防水层(2)之上连接桥面铺装层(1)。
2、根据权利要求1所述水泥混凝土桥面同步碎石防水粘结复合层,其特征在于所述界面粘结层(3)是指洒布的稀释沥青层或乳化沥青层或SBR改性乳化沥青层或EVA改性乳化沥青层或其他材料界面粘结层。
3、根据权利要求1所述水泥混凝土桥面同步碎石防水粘结复合层,其特征在于所述同步碎石防水层(2)是指单一碎石部分嵌入在洒布的热改性沥青层或特种改性沥青防水层内。
4、一种权利要求1所述水泥混凝土桥面同步碎石防水粘结复合层的施工方法,按下述步骤进行:
1)首先对水泥混凝土桥面板表面处理层进行人工和机械相结合的工艺对水泥混凝土桥面板表面浮浆进行铣刨、拉毛或凿毛,使表面具有粗糙度,清扫处理表面浮浆,吹干净灰尘;
2)用专用沥青洒布车将界面粘结层均匀洒布,其洒布量为0.4~0.6(kg/m2);
3)用同步碎石封层车将沥青结合料及单一粒径的石料同时洒布,相隔时间5~6秒,在流体沥青表面张力作用和胶轮压路机或自然行车碾压下,使沥青结合料与石料之间有充分的表面接触,形成水泥混凝土桥面同步碎石防水粘结复合层,其防水层沥青结合料洒布量为1.0~1.2kg/m2,碎石规格为S12,碎石粒径为5~10mm,碎石覆盖率为80~90%或防水层沥青结合料洒布量为1.0~1.4kg/m2,碎石规格为S10,碎石粒径为10~15mm,碎石覆盖率80~90%。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication