橡膠瀝青防水黏結層施工工藝及黏結性能

朱建富

（湖州市交通投資集團有限公司，浙江 湖州313000）

0 引言

隨著我國交通渠化和重載交通的加劇，因防水和黏結原因引起的橋面鋪裝層早期損壞日趨加重。目前，防水黏結層灑布前存在橋面板處理后存在油污、不能徹底清除浮漿層、表面粗糙度和清潔度沒有達到施工要求、對微裂縫沒有采取有效措施進行處理等問題，這對橋面鋪裝層長期的耐久性都會存在安全和質量威脅。可見，橋面防水黏結層施工質量的好壞，直接關系到整個防水黏結層體系施工的成敗。

橋面鋪裝結構體系中的層間黏結力包括兩個：一是混凝土橋面板與防水黏結層的黏結力；二是防水黏結層與瀝青混合料鋪裝層的黏結力。這兩個方面任一個出現問題都會引發橋面鋪裝層早期病害。在具體工程實施中，人們只注重橋面防水黏結層鋪裝后的整體效果與性能，而忽略了水泥混凝土板與防水黏結層間的黏結。

本文以杭長高速二期途經的橋梁為依托項目，主要分析橡膠瀝青防水黏結層的施工工藝，并結合室內模擬和現場檢測結果分析防水黏結層與橋面板的黏結性能。杭長高速二期是起于杭州繞城高速公路北端，與杭州市規劃紫金港路相對接；終點位于安吉縣安城鎮西北側的李王山山腳，與杭長高速公路一期安城至泗安段起點相接，路線全長65.025km，全線共設有橋梁101 座。按照四車道高速公路標準建設，設計速度為120km/h，于2012年底正式竣工通車。

1 界面處理及檢測分析

混凝土橋面板澆注時，振搗中容易使得粗集料下沉，表面形成一層水泥含量多、收縮性大的浮漿層，即產生離析。離析會影響橋面結構層的整體強度，不利于橋面板和黏結防水層的結合，且容易產生裂縫。已有對橋面板界面狀況的分析表明，橋面板的粗糙程度、清潔度以及干、濕狀態對橡膠瀝青黏結層的黏結和抗剪強度具有很大的影響，若處理不好，橋面板的界面狀況達不到防水黏結層的施工要求，將會嚴重影響混凝土橋黏結層的使用性能和壽命，故對各種不利界面狀況必須予以徹底清除。

在防水黏結層施工前，要求水泥混凝土橋面板做到平整、干凈、干燥、無油污、無浮漿、無鋼筋等突起硬物，采用拋丸處理方法（見圖1）能對橋面雜物進行清除。該技術在清理橋面雜物的同時，還使橋面板獲得均勻粗糙的施工界面。

圖1 拋丸施工現場圖

待橋面清理完畢后，首先采用人工清掃進行初步清理，然后根據所處環境要求，采用高壓吹風機將灰塵清理干凈，避免影響水泥混凝土與防水黏結層的黏結效果。

對混凝土橋面板的外觀、糙化深度和構造深度三方面進行質量檢測，結果見表1?，F場測試（20點）表明，混凝土板表面清潔、平整，銑刨均勻，且橋面無灰塵、油污、砂粒、碎石等施工殘留物，最大間隙為2.6mm，構造深度為1.0mm 左右，符合建議要求。

表1 混凝土橋面板拋丸處理后質量檢測結果

表1（續）

2 防水黏結層施工

橡膠瀝青防水黏結層的施工包括橡膠瀝青灑布和預拌碎石撒布兩道主要工序，它們也是影響橋面鋪裝體系質量的關鍵工序，需重點控制兩個方面：防水黏結材料的熔化升溫和橡膠瀝青灑布工藝的參數控制。其施工流程見圖2。

圖2 施工工藝流程圖

施工人員的準備充分與否直接影響施工的質量，首先施工人員要接受較好的培訓，其次在橡膠瀝青黏結層施工前要做好充分的準備工作。同時還要根據施工的實際情況，隨時調整施工進度。若施工時氣溫過低，橋面板表面未蒸發的水分會在防水黏結層施工后形成很多氣泡，嚴重影響施工質量。根據實際施工經驗，雨天、大霧天、五級風以上均不得施工，施工時最低氣溫不能低于5℃。因此，防水黏結層應盡可能避免在不利天氣下施工，故須關注天氣預報，做好防雨準備，實時地調整施工安排。

橡膠瀝青防水黏結材料灑布質量主要是通過灑布均勻性和灑布量來衡量。灑布均勻性主要通過眼觀來確定；灑布量則先通過橡膠瀝青密度轉化成灑布厚度，然后用深度計進行測定。灑布橡膠瀝青防水黏結材料的灑布按照如下要求進行：

（1）先在拌和站將橡膠瀝青加熱至185℃，然后利用灑布車的加熱系統對瀝青進行加熱保溫，保證瀝青灑布時的溫度在180℃以上。

（2）灑布車噴灑瀝青時應保證噴灑量、穩定速度和灑布的均勻性，具體要注意以下事項：灑布設備的噴嘴與灑油管的夾角應為15°～25°；控制灑油管的高度，確保灑布時瀝青呈霧狀；一般同一地點要能接受2～3 個噴灑嘴噴灑瀝青；不能出現花白漏空；對局部未噴灑到的部位，應由人工補涂至厚度達到改性瀝青的要求。

（3）在橋面兩端用彩條布、油毛氈或牛皮紙等將起點和終點邊界鋪墊整齊，以便瀝青灑布車起步和停灑時噴灑出的瀝青落在預先鋪墊好的彩條布或牛皮紙上，保持現場清潔。

（4）橡膠瀝青防水黏結層的厚度應在0.5～1cm之間，灑布車設定灑布用量時要考慮瀝青密度及灑布的損耗。

橡膠瀝青防水黏結材料灑布操作完畢后，應記錄灑布工藝參數。對局部未灑到的部位，應進行人工補涂使其達到最低的灑布厚度要求。人工一般需補涂3～4 遍，將每次刷涂的厚度控制為≤0.4mm，在前一次補涂的材料完全固化后進行下一次補涂。

預拌碎石采用0.5～1cm 單粒徑石灰巖，對應拌和站熱料倉熱料可采用6×6～12×12mm 的篩孔。預拌碎石撒布應控制好預拌碎石的溫度、撒布量及碾壓時機。

碎石撒布采用單一粒徑材料，撒布溫度要求不低于170℃，運輸過程中要采用保溫措施，因為碎石空隙與外界相通會加快散熱速度。

施工中，通過預拌碎石撒布車料斗開口大小和行車速度來控制撒布量。施工前可通過干料試驗確定撒布車工作參數與撒布量的關系，再正式用于橋面預拌碎石的撒布。預拌碎石的撒布以現場能看到防水黏結層、車輛及人行走其上不接觸為判斷標準，且要求撒布面積達到70%～80%；隨后，采用輕型膠輪壓路機進行碾壓。

對于施工完成后的橡膠瀝青防水黏結層，在鋪裝瀝青混合料層前要進行交通管制，重載車輛禁止通行，其他車輛限制通行，不得剎車、調頭；不得任意堆放物品，嚴防產生人為破壞；做好防塵、防污染等措施，以免破壞黏結層。在正式鋪裝瀝青混合料時，也要注意施工車輛不能損壞橡膠瀝青防水黏結層。

防水黏結層施工完畢后，需靜置2d 使其完全固化，方允許在其上鋪筑瀝青鋪裝層，在此期間除進行交通管制外，還應做好對防水黏結層的養護工作，防止其他外界因素對黏結層的損壞。

3 黏結性能分析

（1）室內拉拔試驗結果分析

采用面層AC—20鋪裝，拉拔速度定為10mm/min，混凝土板統一采用噴砂處理，得出防水黏結材料在0℃、25℃、60℃下的拉拔試驗結果（見表2）以及溫度對拉拔強度的影響（見圖3）。

表2 室內拉拔強度試驗結果

圖3 溫度對拉拔強度的影響

從圖3可以看出，溫度變化是影響防水黏結層材料的拉拔強度的重要因素：溫度升高，拉拔強度降低，且溫度越高強度衰減越明顯。

在溫度為0℃時，4 種材料的抗拉拔強度均大于0.8MPa，滿足車輛行駛的要求。在溫度由25℃升高至60℃時，拉拔強度下降很明顯，說明瀝青類材料的溫度敏感性。在25℃時，SBS 改性瀝青、環氧瀝青和橡膠瀝青的拉拔強度大于0.3MPa，滿足JTG D50—2006 和JTGF80/1—20040 建議值大于0.3MPa 的要求，而改性乳化瀝青的抗拉拔強度小于0.3MPa。在60℃時，橡膠瀝青和環氧防水黏結層的抗拉拔強度大于0.2MPa，這滿足JTG F80/1—20040中規定在溫度大于35℃時抗拉拔強度≥0.2MPa的要求。

（2）現場拉拔試驗結果

橡膠瀝青防水黏結層撒布養護完成后，在其表面進行拉拔試驗（見圖4），試驗結果見表3。

圖4 現場拉拔強度測試

表3 現場拉拔試驗結果

從試驗結果可知，防水黏結層與水泥混凝土的黏結強度在24.4℃時，與室內25℃拉拔試驗基本一致，說明采用室內拉拔試驗評價防水黏結層的黏結強度是有效的。此外，在相同溫度下測試黏結強度個別點差別有時會較大，主要與水泥混凝土表面狀態有關，若是表面拋丸效果好，則黏結性好；若表面有浮漿，則黏結性差。

4 結論

通過對橡膠瀝青防水黏結層的施工工藝和黏結性能分析，得出如下結論：

（1）在橋面黏結防水層撒布前，采用拋丸處理方法可以在清理橋面雜物的同時，使橋面板獲得均勻粗糙的施工界面，且橋面板的外觀檢查、糙化深度和構造深度均滿足建議要求；

（2）橡膠瀝青黏結防水層的施工包括橡膠瀝青灑布和預拌碎石撒布兩道主要工序，并對施工人員、施工溫度、灑布質量、灑布車行駛速度、養護等提出控制要求；

（3）拉拔試驗結果表明，現場測定的橡膠瀝青防水黏結層和橋面板間的黏結力與室內模擬試驗結果之間具有較好的相關性。

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