熱噴聚合物改性瀝青防水粘結(jié)層施工工法

熱噴聚合物改性瀝青

防水粘結(jié)層施工工法

GJYJGF046-2008

中交第三公路工程局有限公司

瀝青混凝土路面的早期破壞是公路工程領(lǐng)域的一大難題，橋面鋪裝的使用條件更嚴酷，早期破壞現(xiàn)象更普遍，因此成為各國道橋技術(shù)人員努力研究探討的重要課題。

杭州灣跨海大橋全長36公里，總投資約107億元，設(shè)計期望壽命100年。杭州灣大橋工程指揮部以全壽命的理念，采用了施工科研總承包的方式，旨在提高鋪裝層的使用性和耐久性，減少大橋封閉維修的社會影響，滿足社會公眾對超長跨海大橋交通暢通保障日益增長的期望。

1.前言

中交第三公路工程局有限公司聯(lián)合設(shè)計單位和高等院?？蒲性核?，開展了《杭州灣跨海大橋水泥混凝土橋雙層SMA鋪裝體系研究》，并分別于2007年11月、2009年3月通過杭州灣大橋工程指揮部和中國交通建設(shè)股份有限公司的專家評審會評審，均認為課題成果總體水平達到國際先進水平。其中防水粘結(jié)層關(guān)鍵技術(shù)形成了熱噴聚合物改性瀝青防水粘結(jié)層新穎的施工工法。該工法已推廣應(yīng)用在杭州灣跨海大橋（34.514km，103.542萬m2）、杭州市江東大橋（82600m2）、宜昌市五家崗至云池公路改建項目（8791.3m2）,由于能有效提高鋪裝層與混凝土板層間抗水損能力和粘結(jié)強度，延長路面使用壽命效果明顯，技術(shù)先進，故有明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。

1.前言

2.1用拋丸處置界面，可以最大程度地去除表面殘留物質(zhì)、浮漿和起砂層，提高混凝土面層的露骨率、粗糙度和清潔度，增加界面粘結(jié)和抗剪效果。

2.2高溫噴灑高黏度聚合物改性瀝青工藝，提高了瀝青在自然條件時的黏度，增強界面粘結(jié)和抗剪效果。

2.3拋丸處置不會對混凝土面層產(chǎn)生破壞性影響，不會造成密實骨料的松動和細微裂紋。并可暴露混凝土的收縮裂紋等缺陷，提前修補，消除隱患

2.4拋丸處置高效、環(huán)保，丸料可循環(huán)使用，無粉塵污染，改善施工環(huán)境與生態(tài)環(huán)境。

2．工法特點

公路水泥混凝土橋梁鋪裝瀝青混凝土橋面防水粘結(jié)層的施工；也可推廣應(yīng)用于市政工程水泥混凝土橋梁鋪裝瀝青混凝土橋面防水粘結(jié)層的施工

3．適用范圍

通過拋丸輪產(chǎn)生的離心力將鋼丸料以很高的速度和一定的角度拋射到工作表面上，讓鋼丸以巨大的沖擊能量高速打擊工作表面，達到處理工作表面上的雜質(zhì)、附著物以及其他需要清理的物質(zhì)的一種表面處理的方法。鋼丸和灰塵、雜質(zhì)一起經(jīng)過反彈室至儲料斗上方的分離裝置將鋼丸與灰塵分離，鋼丸進入儲料斗繼續(xù)循環(huán)使用，灰塵則通過連接管進入除塵器，通過濾芯的分離，停留在儲灰斗中和濾芯的表面。再通過自動反吹除塵器反吹空氣自動間隔清理每一個濾芯。拋丸處置工藝原理如圖4-1所示。

4．工藝原理

將高黏度聚合物改性瀝青加溫到185±5℃，降低其施工粘滯度，使其滲入拋丸處置打開的混凝土表面毛細孔中，增強界面瀝青與混凝土的粘結(jié)效果。采用具有自動加熱控溫和車速、泵壓與流量聯(lián)動的智能型灑布車，保證熱噴高黏度聚合物改性瀝青的質(zhì)量。

4．工藝原理圖4-1拋丸處置工藝原理示圖

5.1施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→拋丸處置→瀝青灑布（同步撒布防粘碎石）→工序檢驗交接。

5．施工工藝流程及操作要點

5.2操作要點

5.2.1拋丸處置

1橋面初步清理

2拋丸機的調(diào)試就位

3拋丸作業(yè)

4廢料清理

5鋼丸回收

6工序交接

5．施工工藝流程及操作要點

5.2操作要點

5.2.2防水粘結(jié)層

1除塵

2瀝青與碎石灑（撒）布量標(biāo)定

3路緣帶污染防護

4

瀝青及碎石施工

5

碾壓

6

接縫的處理

5．施工工藝流程及操作要點5.3勞動動組組織織本工工法法勞勞動動組組織織如如表表5.3。表5.3勞動動組組織織情情況況表表5．．施施工工工工藝藝流流程程及及操操作作要要點點序號單項工程所需人數(shù)備注1管理人員42技術(shù)人員43混凝土橋面拋丸處置184瀝青灑布（同步撒布防粘碎石）125雜工6合計44人6.1材材料料6.1.1施施工工耗耗材材本工工法法拋拋丸丸施施工工所所消消耗耗鋼鋼丸丸標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)為為《《高高碳碳鋼鋼丸丸和和砂砂》》（（GB/T18838.3-2008）），，（（原原標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)《《鑄鑄鋼鋼丸丸GB6484-86》》，，《《鑄鑄鋼鋼砂砂GB6485-86》》））。。6.1.2工工程程材材料料本工工法法所所用用熱熱噴噴聚聚合合物物改改性性瀝瀝青青，，其其SHRP性性能能等等級級為為PG76-22，，主主要要技技術(shù)術(shù)指指標(biāo)標(biāo)見見表表6.1-1。。6．．材材料料與與設(shè)設(shè)備備6.1材材料料表6.1.2熱熱噴噴聚聚合合物物改改性性瀝瀝青青技技術(shù)術(shù)指指標(biāo)標(biāo)6．．材材料料與與設(shè)設(shè)備備試驗項目單位試驗數(shù)值試驗方法針入度(，5s，)45～60T0604-2000延度cm≥30T0605-1993軟化點(R&B)℃≥75T0606-2000動力粘度Pa·s≥10000T0625-2000運動粘度Pa·s≤3T0625-20006.2設(shè)設(shè)備備本工工法法工工程程所所用用主主要要施施工工機機械械設(shè)設(shè)備備如如表表6.26.2主主要要施施工工機機械械設(shè)設(shè)備備6．．材材料料與與設(shè)設(shè)備備設(shè)備名稱單位型號數(shù)量載重汽車輛東風(fēng)3t2拋丸機臺2－30DS型/2350型/2吸塵器臺自動反吹655DC吸塵器3發(fā)電機臺30KVA3智能瀝青碎石同步灑（撒）布車臺歐亞聯(lián)合灑布機/1膠輪壓路機臺12t1瀝青供給車臺8t17.1工程程質(zhì)質(zhì)量量控控制制標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)本工工法法施施工工質(zhì)質(zhì)量量執(zhí)執(zhí)行行《《公公路路橋橋涵涵施施工工技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)范范》》（（JTJ041-2000）、、《《公公路路瀝瀝青青路路面面施施工工技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)范范》》（（JTGF40－2004）、、《《公公路路工工程程質(zhì)質(zhì)量量檢檢驗驗評評定定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)》》（（JTGF80/1－2004）。。拋拋丸丸處處置置目目前前國國內(nèi)內(nèi)尚尚無無相相關(guān)關(guān)的的技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)范范標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，，其其質(zhì)質(zhì)量量檢檢驗驗標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)允允許許偏偏差差推推薦薦值值如如表表7.1.1。7．質(zhì)量量控制7.1工程質(zhì)量量控制標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)表7.1.1拋拋丸處處置允許許偏差推推薦值表表7．質(zhì)量量控制試驗項目單位試驗數(shù)值試驗方法針入度(，5s，)45～60T0604-2000延度cm≥30T0605-1993軟化點(R&B)℃≥75T0606-2000動力粘度Pa·s≥10000T0625-2000運動粘度Pa·s≤3T0625-20007.2質(zhì)質(zhì)量控制制措施7.2.1建立健全全質(zhì)量保保證體系系，明確確各職能能部門和和各級人人員的質(zhì)質(zhì)量職責(zé)責(zé)，明確確執(zhí)行者者和檢驗驗者，以以工作質(zhì)質(zhì)量來保保證工程程質(zhì)量，，用工序序質(zhì)量保保證項目目質(zhì)量，，實現(xiàn)質(zhì)質(zhì)量目標(biāo)標(biāo)。7.2.2根據(jù)混凝凝土橋面面板的情情況，合合理調(diào)整整鋼丸的的大小和和形狀、、拋丸機機的行走走速度、、鋼丸的的拋射速速度與流流量三個個關(guān)鍵施施工參數(shù)數(shù)，保證證拋丸處處置質(zhì)量量。7.2.3拋丸丸機采用用直線連連續(xù)拋丸丸作業(yè)，，兩臺機機作業(yè)寬寬度重疊疊2～3㎝，保保證拋丸丸處置的的覆蓋面面，并使使搭接的的部分不不出現(xiàn)高高低差。。對無法法拋丸處處置的邊邊角等部部位，采采用手持持式打磨磨機補充充處置。。

7.2.4在橋面面處理完完畢后方方可進行行防水粘粘結(jié)層施施工，不不得有可可見灰塵塵、油污污和其他他污物的的二次污污染。施施工前用用強力吹吹風(fēng)機對對橋面再再除塵，，保持干干凈、干干燥。7.2.5對對瀝青與與碎石灑灑（撒））布量進進行定期期標(biāo)定和和校正。。

7.2.6控制熱熱噴改性性瀝青的的加熱溫溫度和灑灑布溫度度。7.2.7碾壓壓后，對對改性瀝瀝青碎石石防水層層浮動重重疊的碎碎石予以以清除，，對有膠膠輪粘起起的部位位進行人人工處理理。7．質(zhì)量量控制7.2質(zhì)質(zhì)量控制制措施7.2.1建立健全全質(zhì)量保保證體系系，明確確各職能能部門和和各級人人員的質(zhì)質(zhì)量職責(zé)責(zé)，明確確執(zhí)行者者和檢驗驗者，以以工作質(zhì)質(zhì)量來保保證工程程質(zhì)量，，用工序序質(zhì)量保保證項目目質(zhì)量，，實現(xiàn)質(zhì)質(zhì)量目標(biāo)標(biāo)。7.2.2根據(jù)混混凝土土橋面面板的的情況況，合合理調(diào)調(diào)整鋼鋼丸的的大小小和形形狀、、拋丸丸機的的行走走速度度、鋼鋼丸的的拋射射速度度與流流量三三個關(guān)關(guān)鍵施施工參參數(shù)，，保證證拋丸丸處置置質(zhì)量量。7.2.3拋拋丸機機采用用直線線連續(xù)續(xù)拋丸丸作業(yè)業(yè)，兩兩臺機機作業(yè)業(yè)寬度度重疊疊2～～3㎝㎝，保保證拋拋丸處處置的的覆蓋蓋面，，并使使搭接接的部部分不不出現(xiàn)現(xiàn)高低低差。。對無無法拋拋丸處處置的的邊角角等部部位，，采用用手持持式打打磨機機補充充處置置。7.2.4在在橋面面處理理完畢畢后方方可進進行防防水粘粘結(jié)層層施工工，不不得有有可見見灰塵塵、油油污和和其他他污物物的二二次污污染。。施工工前用用強力力吹風(fēng)風(fēng)機對對橋面面再除除塵，，保持持干凈凈、干干燥。。7.2.5對瀝瀝青與與碎石石灑（（撒））布量量進行行定期期標(biāo)定定和校校正。。7.2.6控制制熱噴噴改性性瀝青青的加加熱溫溫度和和灑布布溫度度。7.2.7碾碾壓后后，對對改性性瀝青青碎石石防水水層浮浮動重重疊的的碎石石予以以清除除，對對有膠膠輪粘粘起的的部位位進行行人工工處理理。7．質(zhì)量控控制8.1建立健全安安全保證體體系，明確確各職能部部門和各級級人員的安安全職責(zé)，，配備專職職安全員和和班組兼職職安全員，，落實安全全生產(chǎn)責(zé)任任制。8.2拋丸機操作作人員必須須佩帶護目目鏡，以防防鋼丸彈射射傷人。8.3熱噴改性瀝瀝青溫度高高，在加溫溫、裝料、、運輸、灑灑布過程要要防燙傷。。8.4進行安全施施工應(yīng)知應(yīng)應(yīng)會教育，，認真進行行內(nèi)容應(yīng)清清晰、明確確、具體且且通俗易懂懂的作業(yè)前前安全技術(shù)術(shù)交底。8.5施工現(xiàn)場按按符合防火火、防風(fēng)、、防雷、防防洪、防觸觸電等安全全規(guī)定及安安全施工要要求進行布布置，并完完善布置各各種安全標(biāo)標(biāo)識。8.6施工現(xiàn)場的的臨時用電電嚴格按照照《施工現(xiàn)現(xiàn)場臨時用用電安全技技術(shù)規(guī)范》》的有關(guān)規(guī)規(guī)范規(guī)定執(zhí)執(zhí)行?，F(xiàn)場場用電采用用三相五線線制，移動動照明用電電采用三線線制，配備備標(biāo)準(zhǔn)配電電箱和漏電電保護裝置置。8.7建立健全安全全檢查制度，，進行定期安安全生產(chǎn)檢查查和不定期專專項檢查，及及時采取措施施消除安全隱隱患。8．安全措施9.1認真貫徹關(guān)環(huán)環(huán)境保護的法法規(guī)，加強對對施工燃油、、工程材料、、設(shè)備、廢水水、生產(chǎn)生活活垃圾、棄渣渣的控制和治治理，隨時接接受相關(guān)單位位的監(jiān)督檢查查。9.2對施工場地道道路進行硬化化，并在晴天天經(jīng)常對施工工通行道路進進行灑水，防防止塵土飛揚揚，污染周圍圍環(huán)境。9.3對橋面兩側(cè)的的路緣帶及護護欄用適當(dāng)尺尺寸的牛皮紙紙或塑料薄膜膜進行全部覆覆蓋，以防止止污染。9.44級以上大風(fēng)風(fēng)，不進行熱熱噴改性瀝青青灑布施工，，防止瀝青隨隨風(fēng)飄，污染染環(huán)境。9.5設(shè)置固定的廢廢棄物堆放點點，工程廢料料、施工垃圾圾統(tǒng)一收集，，集中處理。。9.6保持機械設(shè)備備的完好，減減少噪音，不不擾民。9.7設(shè)置固定的機機修點，確保保無廢油污染染。9.8文明施工，做做到標(biāo)牌清楚楚、齊全，各各種標(biāo)識醒目目，施工場地地整潔文明。。9.環(huán)保措施在杭州灣跨海海大橋（長34.514km,鋪裝面積103.542萬m2）、杭州市市江東大橋（（鋪裝面積82600m2）、宜昌市伍伍家崗至云池池公路改建項項目（鋪裝面面積8791.3m2）等3項工程應(yīng)用表表明，本工法法與傳統(tǒng)的橋橋面處理工藝藝（人工鑿毛毛、機械鑿毛毛、高壓水沖沖洗）相比，，具有顯著的的經(jīng)濟效益和和社會效益。。10.1拋丸工藝處置置橋面的成本本約為機械銑銑刨工藝的60～70%，熱噴改性瀝瀝青防水粘結(jié)結(jié)層成本約為為乳化瀝青的的1.1～1.3倍，經(jīng)濟效益益顯著。拋丸丸處置界面質(zhì)質(zhì)量好，瀝青青黏度高，有有效提高了鋪鋪裝層的使用用壽命，降低低了公路運營營和養(yǎng)護費用用，全壽命成成本更加經(jīng)濟濟，社會效益益顯著。10．效益分析10.2拋丸機設(shè)備小小巧，操作簡簡便，工作效效率高，施工工進度快，勞勞動強度低。。由于可組織織多臺設(shè)備同同時施工，大大大提高了機機械設(shè)備的使使用率，降低低了施工成本本。10.3本工法法用拋拋丸處處置，，界面面質(zhì)量量好，，形成成均勻勻的糙糙面界界面，，露骨骨率高高，增增強界界面粘粘結(jié)和和抗剪剪效果果。不不造成成密實實骨料料的松松動和和細微微裂紋紋，易易于發(fā)發(fā)現(xiàn)橋橋面混混凝土土在澆澆注及及硬化化過程程中存存在的的收縮縮裂紋紋等缺缺陷，，提前前修補補措施施，避避免隱隱患擴擴大。。采用用熱噴噴聚合合物改改性瀝瀝青，，進一一步提提高界界面防防水粘粘結(jié)和和抗剪剪效果果。10.4拋丸處處置丸丸料可可循環(huán)環(huán)使用用，無無粉塵塵污染染，噪噪聲低低，改改善施施工環(huán)環(huán)境與與生態(tài)態(tài)環(huán)境境，節(jié)節(jié)能環(huán)環(huán)保。。10．效益益分析析11.1應(yīng)用工工程概概況11.1.1杭杭州灣灣跨海海大橋橋杭州灣灣跨海海大橋橋全長長36km，水水泥混混凝土土橋瀝瀝青混混凝土土橋面面鋪裝裝工程程34.514公里里，2×3×3.75m，最大大坡度度≤3%，橋面面橫坡坡2%。橋面面鋪裝裝為雙雙層SMA鋪裝體體系，，上面面層4cmSMA-13，下面面層6cmSMA-16，橋面面鋪裝裝面積積103.542萬m2。合同同工期期2007年3月5日至至2008年3月6日，，2008年5月1日全全橋竣竣工通通車，，經(jīng)浙浙江省省交通通廳質(zhì)質(zhì)量監(jiān)監(jiān)督局局驗收收評定定為優(yōu)優(yōu)良工工程。。經(jīng)過過一年年的通通車運運行，，路面面性能能良好好，質(zhì)質(zhì)量可可靠。。11.應(yīng)用實例11.1應(yīng)用工程概概況11.1.2杭州市市江東大橋橋江東大橋合合同段起止止樁號K0+360～K4+692.5，全長長4.3325km，行車道道2×15.5m，，最大縱坡坡≤3.5%，橫坡坡2%。江江東大橋引引橋混凝土土橋面采用用雙層改性性瀝青混凝凝土鋪裝，，上面層4cmAC-13C，下面面層6cmAC-20C，，SBS改改性瀝青。。共鋪裝橋橋面82600m2。2008年6月1日開工，，2008年11月30日日全橋竣工工通車，經(jīng)經(jīng)浙江省交交通廳質(zhì)量量監(jiān)督局驗驗收評定為為優(yōu)良工程程。11.應(yīng)用實例11.1應(yīng)用工程概概況11.1.3宜昌市市伍家崗至至云池公路路改造項目目伍家崗至云云池公路改改造項目起起訖里程k2+250～k20+450，全長長18.20km，，鋪裝瀝青青混凝土路路面351476.1m2，其中水泥泥混凝土橋橋梁改性瀝瀝青混凝土土橋面鋪裝裝8761.3m2，鋪裝層6cmAC-13C，SBS改性瀝瀝青。200