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(yán)酷，早期破壞現(xiàn)象更普遍，因此成為各國(guó)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(zhǎng)36公里，總投資約107億元，設(shè)計(jì)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(huì)影響，滿(mǎn)足社會(huì)公眾對(duì)超長(zhǎng)跨海大橋交通暢通保障日益增長(zhǎng)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(jì)單位和高等院?？蒲性核?，開(kāi)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(guò)杭州灣大橋工程指揮部和中國(guó)交通建設(shè)股份有限公司的專(zhuān)家評(píng)審會(huì)評(píng)審，均認(rèn)為課題成果總體水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)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(wàn)m2）、杭州市江東大橋（82600m2）、宜昌市五家崗至云池公路改建項(xiàng)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(qiáng)度，延長(zhǎng)路面使用壽命效果明顯，技術(shù)先進(jìn)，故有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)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(shí)的黏度，增強(qiáng)界面粘結(jié)和抗剪效果。

2.3拋丸處置不會(huì)對(duì)混凝土面層產(chǎn)生破壞性影響，不會(huì)造成密實(shí)骨料的松動(dòng)和細(xì)微裂紋。并可暴露混凝土的收縮裂紋等缺陷，提前修補(bǔ)，消除隱患

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

2．工法特點(diǎn)

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(guò)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(dá)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(guò)反彈室至儲(chǔ)料斗上方的分離裝置將鋼丸與灰塵分離，鋼丸進(jìn)入儲(chǔ)料斗繼續(xù)循環(huán)使用，灰塵則通過(guò)連接管進(jìn)入除塵器，通過(guò)濾芯的分離，停留在儲(chǔ)灰斗中和濾芯的表面。再通過(guò)自動(dòng)反吹除塵器反吹空氣自動(dòng)間隔清理每一個(gè)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(kāi)的混凝土表面毛細(xì)孔中，增強(qiáng)界面瀝青與混凝土的粘結(jié)效果。采用具有自動(dòng)加熱控溫和車(chē)速、泵壓與流量聯(lián)動(dòng)的智能型灑布車(chē)，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(yàn)交接。

5．施工工藝流程及操作要點(diǎn)

5.2操作要點(diǎn)

5.2.1拋丸處置

1橋面初步清理

2拋丸機(jī)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(diǎn)

5.2操作要點(diǎn)

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(hù)

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(diǎn)

5.3勞動(dòng)組織

本工法勞動(dòng)組織如表5.3。

表5.3勞動(dòng)組織情況表

5．施工工藝流程及操作要點(diǎn)序號(hào)單項(xiàng)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(jì)44人

6.1材料

6.1.1施工耗材

本工法拋丸施工所消耗鋼丸標(biāo)準(zhǔn)為《高碳鋼丸和砂》（GB/T18838.3-2008），（原標(biāo)準(zhǔn)《鑄鋼丸GB6484-86》，《鑄鋼砂GB6485-86》）。

6.1.2工程材料

本工法所用熱噴聚合物改性瀝青，其SHRP性能等級(jí)為PG76-22，主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表6.1-1。

6．材料與設(shè)備

6.1材料

表6.1.2熱噴聚合物改性瀝青技術(shù)指標(biāo)

6．材料與設(shè)備試驗(yàn)項(xiàng)目單位試驗(yàn)數(shù)值試驗(yàn)方法針入度(，5s，)45～60T0604-2000延度cm≥30T0605-1993軟化點(diǎn)(R&B)℃≥75T0606-2000動(dòng)力粘度Pa·s≥10000T0625-2000運(yùn)動(dòng)粘度Pa·s≤3T0625-20006.2設(shè)備

本工法工程所用主要施工機(jī)械設(shè)備如表6.2

6.2主要施工機(jī)械設(shè)備6．材料與設(shè)備設(shè)備名稱(chēng)單位型號(hào)數(shù)量載重汽車(chē)輛東風(fēng)3t2拋丸機(jī)臺(tái)2－30DS型/2350型/2吸塵器臺(tái)自動(dòng)反吹655DC吸塵器3發(fā)電機(jī)臺(tái)30KVA3智能瀝青碎石同步灑（撒）布車(chē)臺(tái)歐亞聯(lián)合灑布機(jī)/1膠輪壓路機(jī)臺(tái)12t1瀝青供給車(chē)臺(tái)8t1

7.1工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

本工法施工質(zhì)量執(zhí)行《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）、《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40－2004）、《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF80/1－2004）。拋丸處置目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，其質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)允許偏差推薦值如表。

7．質(zhì)量控制

7.1工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

表7.1.1拋丸處置允許偏差推薦值表

7．質(zhì)量控制試驗(yàn)項(xiàng)目單位試驗(yàn)數(shù)值試驗(yàn)方法針入度(，5s，)45～60T0604-2000延度cm≥30T0605-1993軟化點(diǎn)(R&B)℃≥75T0606-2000動(dòng)力粘度Pa·s≥10000T0625-2000運(yùn)動(dòng)粘度Pa·s≤3T0625-2000

7.2質(zhì)量控制措施

建立健全質(zhì)量保證體系，明確各職能部門(mén)和各級(jí)人員的質(zhì)量職責(zé)，明確執(zhí)行者和檢驗(yàn)者，以工作質(zhì)量來(lái)保證工程質(zhì)量，用工序質(zhì)量保證項(xiàng)目質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)。

根據(jù)混凝土橋面板的情況，合理調(diào)整鋼丸的大小和形狀、拋丸機(jī)的行走速度、鋼丸的拋射速度與流量三個(gè)關(guān)鍵施工參數(shù)，保證拋丸處置質(zhì)量。

7.2.3拋丸機(jī)采用直線連續(xù)拋丸作業(yè)，兩臺(tái)機(jī)作業(yè)寬度重疊2～3㎝，保證拋丸處置的覆蓋面，并使搭接的部分不出現(xiàn)高低差。對(duì)無(wú)法拋丸處置的邊角等部位，采用手持式打磨機(jī)補(bǔ)充處置。

7.2.4在橋面處理完畢后方可進(jìn)行防水粘結(jié)層施工，不得有可見(jiàn)灰塵、油污和其他污物的二次污染。施工前用強(qiáng)力吹風(fēng)機(jī)對(duì)橋面再除塵，保持干凈、干燥。

7.2.5對(duì)瀝青與碎石灑（撒）布量進(jìn)行定期標(biāo)定和校正。

7.2.6控制熱噴改性瀝青的加熱溫度和灑布溫度。

7.2.7碾壓后，對(duì)改性瀝青碎石防水層浮動(dòng)重疊的碎石予以清除，對(duì)有膠輪粘起的部位進(jìn)行人工處理。

7．質(zhì)量控制

7.2質(zhì)量控制措施

建立健全質(zhì)量保證體系，明確各職能部門(mén)和各級(jí)人員的質(zhì)量職責(zé)，明確執(zhí)行者和檢驗(yàn)者，以工作質(zhì)量來(lái)保證工程質(zhì)量，用工序質(zhì)量保證項(xiàng)目質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)。

根據(jù)混凝土橋面板的情況，合理調(diào)整鋼丸的大小和形狀、拋丸機(jī)的行走速度、鋼丸的拋射速度與流量三個(gè)關(guān)鍵施工參數(shù)，保證拋丸處置質(zhì)量。

7.2.3拋丸機(jī)采用直線連續(xù)拋丸作業(yè)，兩臺(tái)機(jī)作業(yè)寬度重疊2～3㎝，保證拋丸處置的覆蓋面，并使搭接的部分不出現(xiàn)高低差。對(duì)無(wú)法拋丸處置的邊角等部位，采用手持式打磨機(jī)補(bǔ)充處置。

7.2.4在橋面處理完畢后方可進(jìn)行防水粘結(jié)層施工，不得有可見(jiàn)灰塵、油污和其他污物的二次污染。施工前用強(qiáng)力吹風(fēng)機(jī)對(duì)橋面再除塵，保持干凈、干燥。

7.2.5對(duì)瀝青與碎石灑（撒）布量進(jìn)行定期標(biāo)定和校正。

7.2.6控制熱噴改性瀝青的加熱溫度和灑布溫度。

7.2.7碾壓后，對(duì)改性瀝青碎石防水層浮動(dòng)重疊的碎石予以清除，對(duì)有膠輪粘起的部位進(jìn)行人工處理。

7．質(zhì)量控制8.1建立健全安全保證體系，明確各職能部門(mén)和各級(jí)人員的安全職責(zé)，配備專(zhuān)職安全員和班組兼職安全員，落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制。

8.2拋丸機(jī)操作人員必須佩帶護(hù)目鏡，以防鋼丸彈射傷人。

8.3熱噴改性瀝青溫度高，在加溫、裝料、運(yùn)輸、灑布過(guò)程要防燙傷。

8.4進(jìn)行安全施工應(yīng)知應(yīng)會(huì)教育，認(rèn)真進(jìn)行內(nèi)容應(yīng)清晰、明確、具體且通俗易懂的作業(yè)前安全技術(shù)交底。

8.5施工現(xiàn)場(chǎng)按符合防火、防風(fēng)、防雷、防洪、防觸電等安全規(guī)定及安全施工要求進(jìn)行布置，并完善布置各種安全標(biāo)識(shí)。

8.6施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)用電嚴(yán)格按照《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)范規(guī)定執(zhí)行?，F(xiàn)場(chǎng)用電采用三相五線制，移動(dòng)照明用電采用三線制，配備標(biāo)準(zhǔn)配電箱和漏電保護(hù)裝置。

8.7建立健全安全檢查制度，進(jìn)行定期安全生產(chǎn)檢查和不定期專(zhuān)項(xiàng)檢查，及時(shí)采取措施消除安全隱患。8．安全措施

9.1認(rèn)真貫徹關(guān)環(huán)境保護(hù)的法規(guī)，加強(qiáng)對(duì)施工燃油、工程材料、設(shè)備、廢水、生產(chǎn)生活垃圾、棄渣的控制和治理，隨時(shí)接受相關(guān)單位的監(jiān)督檢查。

9.2對(duì)施工場(chǎng)地道路進(jìn)行硬化，并在晴天經(jīng)常對(duì)施工通行道路進(jìn)行灑水，防止塵土飛揚(yáng)，污染周?chē)h(huán)境。

9.3對(duì)橋面兩側(cè)的路緣帶及護(hù)欄用適當(dāng)尺寸的牛皮紙或塑料薄膜進(jìn)行全部覆蓋，以防止污染。

9.44級(jí)以上大風(fēng)，不進(jìn)行熱噴改性瀝青灑布施工，防止瀝青隨風(fēng)飄，污染環(huán)境。

9.5設(shè)置固定的廢棄物堆放點(diǎn)，工程廢料、施工垃圾統(tǒng)一收集，集中處理。

9.6保持機(jī)械設(shè)備的完好，減少噪音，不擾民。

9.7設(shè)置固定的機(jī)修點(diǎn)，確保無(wú)廢油污染。

9.8文明施工，做到標(biāo)牌清楚、齊全，各種標(biāo)識(shí)醒目，施工場(chǎng)地整潔文明。9.環(huán)保措施在杭三州灣三跨海三大橋三（長(zhǎng)34三.5三14三km三,鋪裝三面積10三3.三54三2萬(wàn)m2）、三杭三州市三江東三大橋三（鋪三裝面三積82三60三0m2）、三宜昌三市伍三家崗三至云三池公三路改三建項(xiàng)三目（三鋪裝三面積87三91三.3三m2）等3項(xiàng)工三程應(yīng)三用表三明，三本工三法與三傳統(tǒng)三的橋三面處三理工三藝（三人工三鑿毛三、機(jī)三械鑿三毛、三高壓三水沖三洗）三相比三，具三有顯三著的三經(jīng)濟(jì)三效益三和社三會(huì)效三益。10三.1拋丸三工藝三處置三橋面三的成三本約三為機(jī)三械銑三刨工三藝的60～70三%，熱三噴改三性瀝三青防三水粘三結(jié)層三成本三約為三乳化三瀝青三的1.三1～1.三3倍，三經(jīng)濟(jì)三效益三顯著三。拋三丸處三置界三面質(zhì)三量好三，瀝三青黏三度高三，有三效提三高了三鋪裝三層的三使用三壽命三，降三低了三公路三運(yùn)營(yíng)三和養(yǎng)三護(hù)費(fèi)三用，三全壽三命成三本更三加經(jīng)三濟(jì)，三社會(huì)三效益三顯著三。10．效三益分三析10三.2拋丸三機(jī)設(shè)三備小三巧，三操作三簡(jiǎn)便三，工三作效三率高三，施三工進(jìn)三度快三，勞三動(dòng)強(qiáng)三度低三。由三于可三組織三多臺(tái)三設(shè)備三同時(shí)三施工三，大三大提三高了三機(jī)械三設(shè)備三的使三用率三，降三低了三施工三成本三。10三.3本工三法用三拋丸三處置三，界三面質(zhì)三量好三，形三成均三勻的三糙面三界面三，露三骨率三高，三增強(qiáng)三界面三粘結(jié)三和抗三剪效三果。三不造三成密三實(shí)骨三料的三松動(dòng)三和細(xì)三微裂三紋，三易于三發(fā)現(xiàn)三橋面三混凝三土在三澆注三及硬三化過(guò)三程中三存在三的收三縮裂三紋等三缺陷三，提三前修三補(bǔ)措三施，三避免三隱患三擴(kuò)大三。采三用熱三噴聚三合物三改性三瀝青三，進(jìn)三一步三提高三界面三防水三粘結(jié)三和抗三剪效三果。10三.4拋丸三處置三丸料三可循三環(huán)使三用，三無(wú)粉三塵污三染，三噪聲三低，三改善三施工三環(huán)境三與生三態(tài)環(huán)三境，三節(jié)能三環(huán)保三。10．效三益分三析11三.1應(yīng)用三工程三概況11三.1三.1三杭州三灣跨三海大三橋杭州三灣跨三海大三橋全三長(zhǎng)3三6k三m，三水泥三混凝三土橋三瀝青三混凝三土橋三面鋪三裝工三程3三4.三51三4公三里，2×3×3.三75三m，最三大坡三度≤3%，橋三面橫三坡2%。橋三面鋪三裝為三雙層SM三A鋪裝三體系三，上三面層4c三m三SM三A-三13，下三面層6c三m三SM三A-三16，橋三面鋪三裝面三積三10三3.三54三2萬(wàn)三m2。合三同工三期2三00三7年三3月三5日三至2三00三8年三3月三6日三，2三00三8年三5月三1日三全橋三竣工三通車(chē)三，經(jīng)三浙江三省交三通廳三質(zhì)量三監(jiān)督三局驗(yàn)三收評(píng)三定為三優(yōu)良三工程三。經(jīng)三過(guò)一三年的三通車(chē)三運(yùn)行三，路三面性三能良三好，三質(zhì)量三可靠三。11三.應(yīng)用三實(shí)例11三.1應(yīng)用三工程三概況11三.1三.2三杭州三市江三東大三橋江東三大橋三合同三段起三止樁三號(hào)K三0+三36三0～三K4三+6三92三.5三，全三長(zhǎng)4三.3三32三5k三m，三行車(chē)三道2三×1三5.三5m三，最三大縱三坡≤三3.三5%三，橫三坡2三%。三江東三大橋三引橋三混凝三土橋三面采三用雙三層改三性瀝三青混三凝土三鋪裝三，上三面層三4c三m三AC三-1三3C三，下三面層三6c三m三AC三-2三0C三，S三BS三改性三瀝青三。共三鋪裝三橋面三82三60三0m2。2三00三8年三6月三1日三開(kāi)工三，三20三08三年1三1月三30三日全三橋竣三工通三車(chē)，三經(jīng)浙三江省三交通三廳質(zhì)三量監(jiān)三督局三驗(yàn)收三評(píng)定三為優(yōu)三良工三程。11三.應(yīng)用三實(shí)例11三.1應(yīng)用三工程三概況11三.1三.3三宜昌三市伍三家崗三至云三池公三路改三造項(xiàng)三目伍家三崗至三云池三公路三改造三項(xiàng)目三起訖三里程三k2三+2三50三～k三20三+4三50三，全三長(zhǎng)1三8.三20三km三，鋪三裝瀝三青混三凝土三路面三35三14三76三.1三m2，其三中水三泥混三凝土三橋梁三改性三瀝青三混凝三土橋三面鋪三裝8三76三1.三3m2，鋪三裝層三6c三m三AC三-1三3C三，S三BS三改性三瀝青三。2三00三8年三4月三20三日開(kāi)三工，三20三08三年1三2月三30三日全三橋竣三工通三車(chē)，三經(jīng)浙三江省三交通三廳質(zhì)三量監(jiān)三督局三驗(yàn)收三評(píng)定三為優(yōu)三良工三程。11三.應(yīng)用三實(shí)例11三.2應(yīng)用三工程三施工三總結(jié)經(jīng)上三述3項(xiàng)工三程混三凝土三橋梁三瀝青三混凝三土橋三面鋪三裝施三工，三對(duì)共三性問(wèn)三題總?cè)Y(jié)如三下：11三.2三.1拋丸三處置三去除三混凝三土板三上的三所有三浮漿三、軟三弱部三位，三形成三粗糙三和可三靠的三抗滑三界面三，提三高水三泥混三凝土三橋面三板與三瀝青三鋪裝三層之三間的三抗剪三切能三力，三保證三鋪裝三體系三與混三凝土三面板三共同三受力三變形三，不