室外硬地丙烯酸网球场翻新
2023-08-21刘理
刘 理
(广西机电职业技术学院,南宁 530007)
在长109 m、宽16 m,由3 个网球场并排组成的场地里,不管是沿长边方向还是沿短边方向,出现的裂缝逐年增大,已经影响到运动员打球。该网球场始建于2005 年,使用了将近20 年,球场内的丙烯酸面层涂料也已老旧。因此,工程师决定对整个球场地面进行翻新。
1 制定翻新施工方案
翻新施工前,球场原先的丙烯酸面层并无大面积脱落,重点是场地中出现纵横交错的裂缝。因为裂缝的分布较为规律,工程师分析,翻新工作不能仅是简单地对涂料面层进行翻新,基层混凝土层或许存在开裂的问题。铲除旧丙烯酸面层后,应该要对混凝土基层上的裂缝进行修补,之后才能涂刷新的面层涂料。目前硬地网球场最常用的2 种面层材料分别是硅PU 和丙烯酸,工程师着重从造价与使用寿命方面对两者进行了对比,根据研究相关工程案例,新建的硅PU 面层球场比丙烯酸面层球场的单位面积造价高。硅PU 面层在底层涂料和面层涂料之间还需设置2 层缓冲层,以此增加场地弹性,总共4 层涂层结构。丙烯酸面层自身也区分有2 种做法:一种是弹性丙烯酸面层,另一种为硬地丙烯酸面层。弹性丙烯酸面层与硅PU 面层做法相似,在底层涂料和面层涂料之间设置有弹性层和加强层,总共也是4 层涂层结构。而硬地丙烯酸面层的做法较为简单,只有底漆和面漆,共2 层涂层。硅PU 面层厚度一般需要达到3 mm 以上,甚至可以制作成8 mm厚;弹性丙烯酸面层厚度一般为3~5 mm;而硬地丙烯酸面层厚度一般只有1.5~2 mm。在材料、涂层结构及厚度上的差异,使得硅PU 面层球场的造价比丙烯酸的要高;在丙烯酸面层里,弹性面层又比硬地面层的造价高。从使用寿命上看,无论哪种面层均能达到8~10年,差异不大。
工程师从经济实惠的角度考虑,还是决定按球场原先的施工做法,使用硬地丙烯酸面层的做法对球场进行翻新。虽然确定了面层涂料按原先的做法,但原先的球场存在开裂,所以并不能完全照搬原先的施工方案,工程师考虑仿照改造混凝土道路的做法,在混凝土上铺设沥青,道路就不易开裂。所以,网球场翻新的施工方案是:首先,将老旧丙烯酸涂料面层铲除;其次,处理基层混凝土的裂缝;然后,增设一层沥青混凝土基层;最后,在沥青混凝土上涂刷新的丙烯酸面层。施工断面如图1 所示。
图1 施工断面图
2 铲除老旧丙烯酸面层
虽然场地裂缝周边的丙烯酸面层松脱,但大部分区域的丙烯酸面层还是比较牢固的、非常难铲除,想单纯依靠工人用铁铲进行铲除,几乎不可能,得使用铲削机械对旧丙烯酸面层进行铲除。在铲除掉老旧的丙烯酸面层后,混凝土基层开裂明显并且呈直线型,工程师猜想裂缝可能是分隔缝。工程师在翻阅原先建设球场时保存的工程资料后印证了这点,当年在新建球场混凝土基层时,老一辈工程师按照混凝土道路施工的特点,在沿场地长边方向每隔约12 m 设置了共8 条分隔缝,其中6 条位于球场线框内,在沿短边方向设置了2条分隔缝,也位于球场线框内。设置分隔缝的确能减少混凝土道路因热胀冷缩而开裂,在混凝土道路施工中也是必备工序。但应用在网球场这样需要大面积平整的场地时,因其表面还要整体无缝涂刷丙烯酸面漆,就造成基层混凝土与面层丙烯酸之间因伸缩度不统一,对丙烯酸面层造成挤压或拉伸,导致丙烯酸面层出现裂缝。经长年累月的雨水侵蚀,原先填充在分隔缝中的嵌缝料沥青玛蹄脂老化后,雨水更是顺着分隔缝侵蚀到混凝土基层下的碎石垫层,逐渐深入基底土层,造成土体软弱,局部受力不均后,裂缝逐渐增大。
球场并非不能设置伸缩缝,反而在这样大面积的、拥有3 个网球场的混凝土场地,应该设置分隔缝,但是分隔缝不能设置在球场线框内,应该设置在2 个网球场之间的区域,从而保证单个网球场的混凝土基层是一块整体。这样一来,即使因伸缩缝原因出现裂缝,也不会影响到网球场。而且,分隔缝的嵌缝材料也应该升级优化,不能再用传统的沥青混合物,使用聚氨酯类嵌缝料,会使混凝土分隔缝壁的黏结力更强。
3 修补混凝土层裂缝
综上所述,翻新该网球场首先需要解决分隔缝开裂的问题,理想的修补材料必须与水泥混凝土的黏结性高,还应有较强的防水性能,有较好的稳定性。工程师仿照混凝土道路修补裂缝的方法,先将分隔缝以V字型凿开,用高压水枪冲洗裂缝,将灰尘与小碎石清洗干净,选择硅酸盐基改性聚合物高强修补料,搅拌均匀后注入裂缝,修补分隔缝完毕后,等待7 d,让修补剂完全干透达到强度,之后用打磨机将修补后的裂缝打磨平整。修补剂注入过程中能渗入基底,改善了基底强度,同时填充了分隔缝,有很强的黏结性能,将原先分块的混凝土板黏结成整体,固化效果明显,让水泥混凝土基层稳固,为上层的沥青混凝土层与丙烯酸面层提供了良好的基础。
4 新增沥青混凝土层
虽然已经对水泥混凝土基层的裂缝进行了修补,是可以像原先球场的施工做法把水泥混凝土层打磨平整后,在水泥混凝土基层上直接涂刷丙烯酸面层,完成球场翻新施工。但为了保险起见,工程师在水泥混凝土基层上再新增了一层沥青混凝土,让基层能更稳固。同时,增加沥青混凝土相较于单层的水泥混凝土基层更富有弹性,能提升运动员打球时的舒适感,减少运动员膝兽损伤。
沥青混凝土层采用3 cm 厚中粗粒沥青混凝土、2 cm 厚细粒沥青混凝土,共5 cm 厚的沥青混凝土进行铺设。先用沥青搅拌设备将中粗粒沥青混凝土拌制,因为网球场并不大,从节约成本方面考量,摊铺沥青混凝土的过程没有采用像施工数百米道路时采用的摊铺机械,而是采用斗车装车,靠工人推放到球场各个角落。将球场周边一角的围网拆除,设置一个给施工机械进出的临时施工出入口,让压路机进入球场,随后进行来回碾压。因为没有摊铺机在碾压之前的摊铺辅助,所以压路机碾压过程中要时刻注意球场整体的平整度。碾压过程中,工程师需要用水准仪反复进行检测,出现高的位置就让压路机增多碾压次数,让场地保持着相对平整,随着碾压次数越来越多,场地趋向于平整,也就可以进行常规的、均匀的碾压,这时候用于检测场地平整度的工具换成精度更高的3 m 靠尺,地面高差在3 mm 以内,方为合格。
同时,碾压过程中,要注意排水放坡,因为在沿着球场长边方向设置了排水沟,那么就以球场短边中点连线作为球场脊线,向两侧排水沟进行结构放坡。工程师设定了0.4%的放坡值,因球场短边为16 m,所以球场脊线到排水沟距离是8 m,按放坡值0.4%计算,球场脊线与排水沟需设置约3 cm 高差,便于球场在雨天能让积水迅速排走。要设置出这细微的高差,就需要压路机在碾压过程中,准确地把握碾压速度,球场脊线区域碾压速度快一些,而设置低处的区域就需要将碾压速度减慢,让压路机在低处区域运行的时间增长,使低处的沥青混凝土受力时间长,从而形成放坡效果。
由于网球场混凝土基层只有12 cm 厚,在压实沥青混凝土时,要选用较轻型的6T 压路机,能较好地将沥青混凝土压实,同时减小压路机震动对混凝土基层的影响。中粗粒沥青混凝土施工完毕后,细粒沥青混凝土也是采用同样的方法进行施工。在细粒沥青混凝土摊铺前,再对球场的各个区域的平整度进行测量,根据平整度数据调整细粒沥青混凝土在球场各个区域的用量,使整体沥青混凝土层均匀平整。压路机碾压过程中还需要注意避开球场网柱。
因原场地旧的丙烯酸涂料面层是直接涂刷在混凝土基层上的,现在翻新工作增加铺设了沥青混凝土层,使得场地整体被抬高。整体抬高场地并不会对场地及其周边造成影响。施工的难点在于需要协调场地长边方向分布着的2 列排水沟,为保证整个场地的平整性,也要跟随场地整体抬高。沥青混凝土不能直接倾倒在有孔的水沟兽板,而且兽板也承受不住压路机的重量。如果靠工人一个兽板到一个兽板地施工,一方面施工进度缓慢,另一方面沥青混凝土没有大型机械压实,密实度会不高,质量也会得不到保障。工程师没有在水沟兽板区域铺设沥青混凝土层,兽板面层还是按球场原先的施工做法,铲除旧的丙烯酸面层后,在兽板面直接涂刷新的丙烯酸面层涂料。所以,工程师采用将兽板垫高的方法,在支撑兽板下部的水沟两边垫高5 cm 砂浆垫层,这样只需整体将兽板全部掀开后,在水沟中支撑模板,随后拌制砂浆,倾倒进模板,施工简便且非常快速。待砂浆垫层自然干燥7 d 后,即可将原先拆除的兽板安装回去,水沟兽板面标高就与场地内沥青混凝土基层标高一致了。
水沟兽板垫层与水泥混凝土裂缝修补工序可同步进行,节省了时间。在涂刷丙烯酸面层前之所以要大费周章地去处理基层,还要在原先的水泥混凝土基层上添加沥青混凝土层,是因为硬地丙烯酸面层对基层的质量要求很高,基层一旦开裂,丙烯酸面层也就开裂。大部分丙烯酸面层开裂都是由于基层混凝土开裂引起,丙烯酸面层自身起鼓、从混凝土层开裂脱落的情况较少。处理好丙烯酸球场的基层,是球场能使用长久的关键。
5 涂刷丙烯酸面层
沥青混凝土经过日晒、自然风干15 d 左右,才能进行丙烯酸涂料面层的施工。新制硬地丙烯酸涂料面层分为3 层:1 层底漆,2 层面漆。工程师根据天气预报选择了连续晴朗的4 d 时间,先将沥青混凝土表面打扫干净,需要注意,只能用扫帚清扫,不能水洗。将油性丙烯酸底漆搅拌充分,之后进行涂刷。采用油性丙烯酸涂料主要是其相较于水性丙烯酸涂料有更强的防水性,同时色彩更为鲜艳,即使使用较长时间后,也不容易因褪色而变得老旧。虽然油性丙烯酸涂料在涂刷过程中会散发较重的刺鼻气味,但施工完毕、涂料固化后,油性丙烯酸涂料就变得无味,不再散发刺鼻气体。
因为沥青混凝土表面孔隙率大,涂刷底漆时用料相对于面漆要多,一桶30kg 的底漆涂刷面积约为120m2,整个场地面积将近1 800 m2,共消耗了15 桶底漆,涂刷完成后,底漆厚度应达到0.6 mm 左右。涂刷底漆一方面能加强丙烯酸面层与沥青混凝土基层的附着力,同时也能防止地下潮气对丙烯酸面层造成影响。2 名工人将底漆涂刷完成使用了1 d 时间,之后底漆需晾干4~6 h,这样一来,只能等待第二天再进行面漆施工。涂刷面漆的步骤与涂刷底漆类似,涂刷第一遍面漆时选用了绿色油漆,一桶30 kg 的面漆涂刷面积约为260 m2,共消耗了7 桶面漆。在第三天涂刷第二遍面漆前,用小针分散测量场地各个区域丙烯酸面层的厚度,依据测量数据调整第二遍面漆的涂刷厚度,使场地各个区域厚度均匀。根据网球场着色要求,用分线纸区分不同着色区域,选用蓝色油漆先涂刷球场线框内的场地,再用绿色油漆涂刷球场框线外的场地,工人按顺序涂刷完成后便于退出场地。涂刷完成后不能着急将分线纸撕开,待第四天第二遍面漆也干透后方可撕开分线纸。同时在第四天,张贴新的分线纸用白色丙烯酸涂料将球场线全部画出。涂刷每一层面漆的厚度应达到0.7 mm 左右,最后整体丙烯酸面层厚度应达到2 mm。
无论是在涂刷底漆或面漆时,需采用十字交叉法进行涂刷,即涂刷底漆时是沿着场地长边方向进行涂刷,那么涂刷第一遍面漆就要沿短边方向进行涂刷,让底漆和第一遍面漆的纹路呈十字交叉状,涂刷第二遍面漆时又应与第一遍面漆十字交叉。用十字交叉法进行涂刷能让涂层厚度均匀、表面平整。
另外,种植在球场周边的大树偶有落叶,涂刷丙烯酸过程中需要及时用钳子小心将落叶取走,确保丙烯酸涂层质量。球场地面处理完成后,将球场的网柱也重新刷漆,安装崭新的球网,重新将施工机械进出口临时拆卸下来的围网也进行安装。各项工作的施工天数如图2 所示。
图2 各项工作的施工天数
整个工程施工虽历时一个月,但各项工作的施工天数很短,大部分时间是在等待水泥混凝土和沥青混凝土自然风干、硬化。这些等待都是必要的,是工程质量得以保证的关键。工程完工后,也不要着急进行使用。完工后14 d,还需从网球场非边缘位置切割一小块丙烯酸面层作为样品,送到专业的材料检测实验室,进行有毒有害气体检测实验。实验结果不含有害物质、符合规范要求后,网球场方可进行使用。
6 维护与保养
在日常清扫球场过程中,扫帚不应过硬,避免损伤丙烯酸面层。地面出现开裂,要及时处理,局部铲除、修补,避免裂缝扩大。因球场周边大树时常落叶,每年要对球场两侧的水沟进行清理,使水沟排水通畅,防止积水往球场内渗透。
7 结束语
翻新该网球场总工程费用为18 万元,折合成单位面积造价约每平方米100 元,其中沥青混凝土基层约每平方米60 元、丙烯酸面层约每平方米25 元。丙烯酸涂料疏水性好,耐晒性佳,使用寿命长,一般可使用8~10 年,基层质量好的话,丙烯酸的使用寿命甚至能达到20 年。至于选择何种材料作为球场的面层,需要根据球场设计要求来确定,对于一般非体育专业学校、球场仅用于日常体育教学的,采用丙烯酸涂料面层确实是一个经济实惠的选择。