青藏鐵路橋涵基礎(chǔ)混凝土表面瀝青油渣防凍脹層施工技術(shù)

青藏鐵路橋涵基礎(chǔ)混凝土表面瀝青油渣防凍脹層施工技術(shù)白楊軍【摘要】橋涵混凝土基礎(chǔ)表面涂刷瀝青油渣防凍脹層,是青藏高原鐵路多年凍土區(qū)線下結(jié)構(gòu)物施工中的特殊要求.在缺乏類似的工程施工經(jīng)驗(yàn)情況下，如何施工好橋涵基礎(chǔ)混凝土表面瀝青油渣防凍脹層，從而滿足設(shè)計(jì)對(duì)防凍脹的要求，提高結(jié)構(gòu)物抗御惡劣環(huán)境條件的性能顯得十分重要.對(duì)此，在青藏鐵路線下施工中，通過(guò)對(duì)瀝青油渣防凍脹層使用材料的合理選取、防凍脹技術(shù)指標(biāo)測(cè)定、配合比對(duì)比試驗(yàn)確定、施工工藝技術(shù)等方面的反復(fù)探索研究，較好地解決了青藏高原鐵路多年凍土區(qū)橋涵基礎(chǔ)混凝土表面瀝青油渣防凍脹層施工中的技術(shù)難題，取得了較好的結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)防凍脹效果【期刊名稱】《鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)》【年(卷)，期】2009(000)004【總頁(yè)數(shù)】3頁(yè)(P63-65)【關(guān)鍵詞】青藏鐵路;橋涵基礎(chǔ);瀝青油渣;防凍脹層;施工技術(shù)【作者】白楊軍【作者單位】中鐵一局集團(tuán)有限公司，西安,710054【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】U445.551概述中鐵一局集團(tuán)有限公司承擔(dān)青藏鐵路沱沱河(不含)至通天河區(qū)段近40km的線下施工任務(wù)。管段中分布有溶區(qū)、高含冰量多年凍土區(qū)和沼澤濕地等，地質(zhì)情況變化較大，全管段中有橋梁20余座、涵渠40余座。為減緩多年凍土區(qū)凍脹力對(duì)橋涵基礎(chǔ)的破壞，提高橋涵基礎(chǔ)穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)中要求橋涵混凝土基礎(chǔ)表面需涂刷厚度為10mm的瀝青油渣防凍脹層。但瀝青油渣防凍脹層如何配制，在設(shè)計(jì)資料中沒(méi)有明確，在以往的施工中也無(wú)類似的施工實(shí)踐。如何按設(shè)計(jì)意圖，做好瀝青油渣防凍脹層施工，需要在施工實(shí)踐中進(jìn)行探索配制比例及施工工藝涂刷厚度符合規(guī)定，并且確保其性能滿足防凍脹要求。經(jīng)過(guò)反復(fù)研究試驗(yàn)，探索總結(jié)形成了一套較好的瀝青油渣防凍脹層配制及施工工藝，取得了較好的技術(shù)效果。2瀝青油渣使用材料及配合比探索2.1瀝青材料的選用對(duì)于瀝青油渣中選用何種型號(hào)、規(guī)格的瀝青較好，首先把從市場(chǎng)易采購(gòu)到的兩種瀝青做了測(cè)試對(duì)比,AH-90重交通石油瀝青和10號(hào)建筑用石油瀝青,測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1、表2。表1蘭煉AH-90重交通石油瀝青主要指標(biāo)測(cè)試結(jié)果檢測(cè)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值檢測(cè)結(jié)果針入度(25°C)/01mm80~100835延度(5cm/min,15°C)/cm《100>150軟化點(diǎn)/°C45~55485表2玉門煉化廠10號(hào)建筑石油瀝青主要指標(biāo)測(cè)試結(jié)果檢測(cè)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值檢測(cè)結(jié)果針入度(25°C)/01mm10~2515延度(5cm/min,15°C)/cm《1528軟化點(diǎn)/C<9598從以上測(cè)試結(jié)果可看出，由于AH-90重交通石油瀝青的針入度、延度較大，軟化點(diǎn)較低，如果用于防凍脹層配制使用,其可塑性較差，難以滿足涂刷厚度10mm的要求，故該瀝青不適合用于瀝青油渣防凍脹層的配制材料。而10號(hào)建筑石油瀝青，從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值和檢測(cè)結(jié)果看，軟化點(diǎn)高，針入度、延度均較小，其在常溫下為固態(tài)，加熱熔化后用于涂刷其可塑性較好,故較適用于防凍脹層配制。AH-90重交通石油瀝青較之10號(hào)建筑瀝青價(jià)格要高出很多，所以采用10號(hào)建筑瀝青用于防凍脹層配制較為經(jīng)濟(jì)合理。但如單純用10號(hào)建筑瀝青做防凍脹層，在熔融后涂刷要達(dá)到10mm厚度，也是難以做到的，并且在瀝青冷卻后收縮脆裂嚴(yán)重，所以從施工工藝和技術(shù)性能的角度考慮還應(yīng)摻入一定附加材料，以增加成型后的防凍脹層的柔韌性和抗冷脆性能。2.2附加材料的選用為了提高瀝青油渣防凍脹層的柔韌性和有利于施工涂刷操作,滿足厚度要求，進(jìn)行了反復(fù)的配制與探索。將一些施工中常規(guī)用料如：砂子、石棉粉、水泥、滑石粉等按不同比例摻入熔融的瀝青中，進(jìn)行可塑性塌落及防凍脹對(duì)比試驗(yàn)和性能測(cè)試從而選定既易得到，又能提高性能和方便施工的合理的附加材料。有關(guān)可塑性坍落及防凍脹測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3、表4。表310號(hào)瀝青中摻入不同附加料可塑性坍落測(cè)試結(jié)果瀝青油渣混合料類型混合料溫度/1初始值/cm坍落后實(shí)測(cè)值(10min)/cm備注瀝青：水泥1:04851595瀝青：砂子1:048515112瀝青：石棉粉1:048515126瀝青：滑石粉1:0485151181.測(cè)試桶采用直徑10cm，高15cm的鐵制圓筒；2.測(cè)試桶與混合料同時(shí)在烘箱中加熱，溫度保持一致表410號(hào)瀝青中摻入不同附加料防凍脹體積測(cè)試結(jié)果瀝青油渣混合料類型容器內(nèi)壁涂1cm厚混合料再盛水未受凍前初始值/cm3-20oC受凍48h后測(cè)定值/cm3凍脹率/%備注瀝青：水泥1：0420002095475瀝青：砂子1：0420002092460瀝青：石棉粉1：042000202814瀝青：滑石粉1：0420002034171.測(cè)試桶采用2000cm3的容積桶；2.容器內(nèi)壁涂1cm厚混合料后，冷卻至室溫，盛水后即放入冰柜，在-20C條件下凍48h后取出試樣；3.在10000cm3容積桶內(nèi)裝入規(guī)定量0C水，并做好標(biāo)尺，取出的試樣迅速放入其中測(cè)出體積從對(duì)比試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果可得出瀝青中摻入石棉粉、滑石粉較為合理，也便于施工操作。其主要機(jī)理是：水泥、砂子因其自身密度較大，混入熱瀝青中后沉積顯著，使瀝青油渣混合料稠度不勻，雖然對(duì)可塑性有所提高，但使瀝青油渣混合料剛度增強(qiáng)、柔韌性降低,難予起到防凍脹作用。而石棉粉、滑石粉質(zhì)輕體大，混入熱瀝青中后懸浮其中，不易沉淀，并能起到一定的引氣作用，從而有效地提高了瀝青油渣混合料的可塑性和柔韌性,對(duì)防凍脹十分有利。3瀝青油渣防凍脫層配合比的確定由于瀝青油渣防凍脫層在以往的鐵路施工中缺少工程實(shí)踐，是青藏線特殊地域環(huán)境條件下的特殊要求。對(duì)此，在對(duì)選用材料進(jìn)行了初步研究摸索的基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了進(jìn)一步試配試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)瀝青中摻加一定量的石棉粉和滑石粉，對(duì)提高瀝青油的可塑性及柔韌性均為有利。因?yàn)闉r青中摻入纖維質(zhì)石棉粉后會(huì)形成較大的孔隙，但其不足之處是均勻程度不夠，且多數(shù)為開(kāi)口孔隙。此時(shí)再摻入一定量較為細(xì)膩的滑石粉，能使瀝青油渣混合料中的孔隙分布較為均勻,且多呈現(xiàn)為閉口孔隙，從而提高了瀝青油渣混合料的憎水性，使防凍脹層如同一個(gè)封閉的氣囊層覆蓋于橋涵基礎(chǔ)混凝土表面，增強(qiáng)了橋涵結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)的耐久性能。經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)選定出的瀝青油渣防凍脹層施工配合比見(jiàn)表5。表5試驗(yàn)選定的瀝青油渣防凍脫層配合比材料名稱材料用量/kg凍脫率/%坍落率(85°C)/%備注10號(hào)建筑石油瀝青10石棉粉034滑石粉011131041.先加熱瀝青，并使之脫水，注意攪動(dòng)防止加熱不均鍋內(nèi)起火，瀝青溫度不宜＞150C;2.附加料加入后開(kāi)始撤火，并與瀝青充分?jǐn)嚢杈鶆?瀝青油渣防凍脫層施工工藝及安全注意事項(xiàng)4.1工藝程序工藝程序：瀝青加熱熔融脫水一清理基礎(chǔ)混凝土表面涂刷純?yōu)r青層一熬制瀝青油渣防凍脹層混合料一基礎(chǔ)混凝土表面涂抹瀝青油渣混合料一檢查涂抹厚度有缺陷的進(jìn)行補(bǔ)涂增厚-冷卻后回填夯實(shí)粗粒土。4.2注意事項(xiàng)由于現(xiàn)場(chǎng)橋涵工點(diǎn)較為分散,使用量不集中，一般配制瀝青油渣防凍脫層材料選用原始的現(xiàn)場(chǎng)加熱、攪拌方法進(jìn)行。瀝青油渣防凍脫層的配制施工操作人員應(yīng)配有必要的安全防護(hù)用品，如：防護(hù)服、口罩、手套等。配制人員在瀝青熬制中應(yīng)處在上風(fēng)口進(jìn)行攪拌操作。瀝青熔融過(guò)程應(yīng)選在較為背風(fēng)處，將瀝青放入較大鐵鍋中加熱至100~1205保持30min左右，使瀝青脫水。用加熱并脫水后的純熱瀝青,先將基礎(chǔ)表面混凝土薄薄涂刷1遍，作為黏結(jié)層，注意涂刷前混凝土表面應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)水漬。⑷熬制瀝青油渣混合料，但一次瀝青量不宜太多，一般宜為20~30kg,可根據(jù)施工情況同時(shí)支架2口鐵鍋循環(huán)操作熬制，待瀝青完全熔融脫水后，按比例先加入石棉粉，攪拌均勻，再加入滑石粉拌勻、撤火，并使其溫度保持在80-90°C為宜。施工中瀝青油渣混合料涂抹溫度不宜低于60C。用鐵制抹泥板端挑已熬制好的瀝青油渣混合料，用鐵抹子涂抹于已刷好黏結(jié)層的基礎(chǔ)混凝土表面上，厚度控制在1cm。對(duì)已涂抹完的基礎(chǔ)混凝土表面瀝青油渣層厚進(jìn)行檢查，對(duì)出現(xiàn)的脫落或厚度不夠等有缺陷處應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充涂抹。⑺瀝青油渣涂層冷卻后即可進(jìn)行基礎(chǔ)回填，回填時(shí)應(yīng)對(duì)靠近防凍脹層10-20cm范圍先行用較細(xì)填料或中粗砂圍填，以保護(hù)防凍脹層，之后再全面用常規(guī)填料填筑夯實(shí)。5結(jié)語(yǔ)青藏鐵路施工實(shí)踐證明，按選定的瀝青油渣配合比進(jìn)行施工，易達(dá)到防凍脹層厚度要求簡(jiǎn)單快捷，滿足了青藏高原鐵路多年凍土區(qū)線下結(jié)構(gòu)物對(duì)防凍脹處理的特殊要求，工藝技術(shù)可行，效果較好。.E坦曲B