环保纤维增强型防水黏结材料施工工艺及应用

2014-12-25翁广良

交通运输研究 2014年24期

翁广良，李霖，闫瑾，马新

（1.江西省高速公路投资集团有限责任公司，江西南昌330025；2.交通运输部科学研究院，北京100029）

在我国，繁重的交通量使得为数众多的桥梁在远未达到设计寿命时，就出现了钢筋锈蚀、混凝土松散、结构强度下降等病害。经现场调查发现，其主要原因是桥面铺装破坏后外界水分渗入梁体内产生水分侵蚀所导致。为解决这类问题，国内外通常采取在桥面板与沥青铺装层间加铺柔性防水层的方法阻挡水分的渗入。然而，没有统一的评价标准；施工经验不足、缺乏正规的施工队伍、施工设备不完善；缺乏准确有效的检测方法是目前我国桥面铺装防水黏结体系施工[1]面临的主要问题。因此，迫切需要通过技术手段，确定防水黏结工程的质量量化指标，制定防水黏结体系施工及检测的关键性指标，达到合理控制施工和检验防水黏结工程质量的目标。

本文将从材料现场质量控制、具体施工组织、施工工序控制等方面对环保纤维增强型桥面防水黏结材料的施工工艺进行研究[2]，明确环保纤维增强型防水黏结体系的施工控制技术指标，并根据工程应用情况综合评价其施工性能及推广前景。

1 材料现场质量控制

环保纤维增强型桥面防水黏结材料由环保反应型防水黏结材料和增强纤维组成。其中防水黏结材料是单组分黑色黏稠液体，主要由天然沥青、石油沥青、高性能聚合物改性剂及石油基活性反应物质组成。本文以材料试验指标及相关的技术标准为依据，对现场材料施工前、施工中、施工后的质量情况进行控制[3]。

1.1 防水层原材料施工前的质量检测

（1）根据材料性能研究得出，防水涂料的液料组分应为单组分黑色黏稠液体，无凝胶、结块、呈均匀状态；纤维材料应无杂质；涂膜时表面应光滑平整，无明显气泡。

（2）环保纤维增强型桥面防水黏结材料的各项指标，均达到中华人民共和国建材行业标准《道桥用防水涂料》（JC/T 975—2005）、《路桥用水性沥青基防水涂料》（JT/T 535—2004）、《建筑防水涂料试验方法》（GB/T 16777—2008）等的要求，并提供检测报告，如表1所示。

表1 环保纤维增强型桥面防水黏结材料技术标准

（3）无碱玻璃纤维材料的各项指标，均达到中华人民共和国建材行业标准《建筑防水涂料试验方法》（GB/T 16777—2008）和相关行业标准的要求，并提供检测报告，如表2所示。

表2 无碱玻璃纤维材料技术指标

1.2 防水层施工过程中的质量要求

（1）防水黏结涂料使用前，应搅拌均匀；储存温度以5～35℃为宜，保存期为6个月，并注意密封；一般面层按1.0～3.0kg/m2涂覆防水涂料，并可根据工程等级调节。

（2）在施工过程中应取样成型试件进行材料基本性能试验和路用性能试验，试件不得产生流淌、滑动、滴落等现象。

（3）防水层在施工过程中要进行自检及抽样检测，检查防水层有无破损、滑移、起泡、皱折、流淌、堆积等现象，发现后应立即修补合格，找出原因，采取措施再进行施工。

（4）涂膜未干燥或者未铺沥青混凝土前，严防踩踏或者汽车行驶；防水层必须实干以后，方可摊铺沥青混凝土，一般72h后为佳。

1.3 防水层施工后的质量检测

（1）考虑层间黏结效果，防水黏结层施工后表面不能有积水。

（2）防水黏结层施工完毕后，要保证涂抹量足够，整体外观基本做到均匀喷涂，无脱落、破损、翘边等现象。

（3）在铺装层施工前应保证防水黏结层表面无污染，无破损。

（4）其他各项检测指标要求如表3所示。

表3 防水层的实测项目

2 防水黏结体系施工组织

2.1 施工组织要求

（1）应做好施工组织设计，合理安排工序，保证合理施工工期。

（2）因地制宜地建立健全质量管理体系，严格工序管理。

（3）施工单位应严格按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004），《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034—2000）等规定的施工工艺进行施工组织。

（4）气温低于5°C 或者高于35°C 时不得施工，应选择6h内无雨雪的天气施工。

2.2 施工组织流程

铺装防水黏结层主要采用的方法有人工涂布和机械喷涂。根据业主或设计要求，可以增加“一遍同步纤维涂料+一遍反应型防水涂料”。施工工艺流程如图1所示。

图1 桥面防水粘结层施工工艺流程图

2.3 施工主要机具（见表4）

表4 施工主要机具[4]

3 防水黏结体系施工工序控制

3.1 施工前基面处理

（1）基层表面[5]不得有浮浆、孔洞、裂缝、灰尘、油污，否则应进行打磨、除尘和修补。

（2）应按设计要求进行细部构造部位的基层表面处理。对于较难处治干净的表面，可采用水洗或用溶剂清除，再用吹风机吹扫干燥。

（3）根据要求基层可选用拉毛、抛丸、铣刨处理，直至露出骨料或者坚硬基层。

（4）桥面含水率不应大于12%，否则应采取措施对桥面进行干燥处理。

3.2 施工过程控制

3.2.1 重点部位处理

基层清理完毕后，应先将阴阳角、伸缩缝、施工缝等重点部位进行处理[5]。特别是泄水孔等不易涂刷的部位、应做加强处理，或者使用专用密封材料处理。

3.2.2 摊铺原则与要求

摊铺胎体时，铺设方向宜与桥梁中心线平行，采取“先低后高，先远后近”的施工顺序，即有纵坡的桥面先从纵坡低处铺起；在横向，从路拱低处铺起（从两边铺向中间）。此外，应合理安排施工流水段，减少已完成的防水黏结层受践踏。胎体与胎体的搭接要足够，且相邻接头应尽量错开，以免接头处多层胎体重叠而黏结不实。为避免涂料污染防撞墙，防撞墙应用无纺布或者塑料薄膜覆盖。

3.2.3 涂刷反应型高渗透防水涂料

为了提高防水层与基层黏结性，可用反应型高渗透防水涂料喷涂或用刷子反复涂刷，保证涂刷均匀，覆盖完全，充分渗入混凝土基层，以提高与基层的黏结强度和抗剪切强度。人工涂布和机械喷涂方式如下。

（1）人工涂布应由3～4名工人并排站立，手持滚筒从容器桶中蘸取黏结剂，均匀涂布在桥面上。操作方式如图2所示。

图2 人工涂布方式示意图

（2）机械喷涂指操作人员手持喷枪，用喷枪后部的弯管直接从原料桶中吸取黏结剂，由喷枪口喷出雾状黏结剂，均匀覆盖在桥面上。操作方式如图3所示。

3.2.4 底层及纤维喷涂

底层涂料采用反应型高渗透黏结底油，用量为0.45～0.52kg/m2，涂刷3～4h 后，可采用反应型高渗透涂料加玻璃纤维同步喷涂，用量为1.0kg/m2。喷涂作业时，喷枪宜垂直于基层，距离宜适中，匀速移动，应按照先细部后整体的顺序连续作业，喷涂时应顺风施工。

图3 机械喷涂方式示意图

3.2.5 喷涂反应型防水涂料

同步纤维涂料喷涂4～6h后，即涂膜表干后，可喷涂一遍反应型高渗透防水涂料，用量为0.2kg/m2。防水黏结层各层材料施工时，后一层材料必须等前一层材料实干后，方可进行施工（20℃气温时，间隔时间约为4h，潮湿、低温天气应适当延长间隔时间），实干后平均成型厚度为0.8～1mm。

3.2.6 工序检验与增设

防水层应根据工程等级、施工规范或者施工方案要求进行操作，使之达到设计标准。同时，还可根据业主或者设计要求增设“一遍同步纤维涂料+一遍反应型防水涂料”。

3.2.7 检査和清理机械设备

喷涂作业完毕后，应按使用说明书的要求及时检査和清理机械设备，以免堵塞喷枪管道，并妥善处理剩余物料。

3.3 喷涂后的桥面维护

（1）应安排专业人员对喷涂施工后的桥面进行看护、检查和清扫[6]，若发现喷涂存在遗漏或厚度不够的地方，及时修补并做好修补记录，直到面层沥青混合料的摊铺工作完成。

（2）加强与当地交通管理部门的沟通与协作，在防水材料干燥前禁止车辆通行，须派专人值班，并安放禁行设施封堵交通。

（3）沥青混凝土铺装层施工前，应加强现场管理，防止尖锐物、汽车打弯，倒车，急刹车等人为因素刺破防水层。保证防水黏结层在铺装层施工前表面无污染，无破损。

（4）加强与沥青混凝土面层施工单位的协调工作，以缩短喷涂防水材料工序与摊铺沥青混凝土工序之间的时间间隔，保证材料的各项性能指标。

4 工程应用

在江西省吉安至莲花高速公路工程中，采用环保纤维增强型防水黏结材料在沙田里中桥上铺筑了一段试验路，长60 多米，设计里程为K79+607.5～K79+672.5，防水层总厚度为1mm。通过现场剪切、拉拔和渗水试验检测得出，环保纤维增强型防水黏结材料的最大剪切力、最大黏结力以及抗施工损伤性能均符合材料性能技术指标要求和路用性能技术指标要求。目前使用状况良好，得到业主和施工单位的一致好评。