田昌會(huì)

（江蘇東南工程咨詢有限公司，江蘇　南京 210018）

0　引言

近年來(lái)，隨著我區(qū)交通建設(shè)的大發(fā)展，建設(shè)并通車了一批道路，通過(guò)對(duì)管養(yǎng)單位提供的資料分析，通車后道路中的大型橋梁，因交通量和重型車輛的增加，使用年限不長(zhǎng)，橋面瀝青混凝土鋪裝層就出現(xiàn)了推移、坑槽等病害。由摩爾庫(kù)倫定理可知，出現(xiàn)此類橋面質(zhì)量問(wèn)題主要原因是由于橋面在垂直荷載及車輛緊急制動(dòng)形成的巨大水平推力共同作用下，產(chǎn)生的剪切應(yīng)力超出了瀝青與混凝土鋪裝層間抗剪強(qiáng)度。對(duì)此，增加防水粘結(jié)層的粘結(jié)力是解決問(wèn)題的有效途徑之一。

1　方案介紹

為了盡快能避免上述混凝土橋面瀝青混凝土鋪裝層早期破壞，降低運(yùn)營(yíng)期養(yǎng)護(hù)成本，建設(shè)單位對(duì)某新建國(guó)省干道上的錫北運(yùn)河大橋（橋梁全長(zhǎng)791.62 m，橋面最大縱坡3%）、劉倉(cāng)大橋（橋梁全長(zhǎng) 526.32 m，橋面最大縱坡 3%），采用了AW P-2000纖維增強(qiáng)型防水涂料施工而成防水粘結(jié)層，防水等級(jí)Ⅰ級(jí)。

該纖維增強(qiáng)型防水涂料是通過(guò)在聚合物改性瀝青基橋面粘結(jié)防水涂料中加入纖維，與涂料施工時(shí)同步切割混合噴涂，使防水層中間形成一層纖維均勻亂相地與涂料結(jié)合的“胎基”，提高了防水涂層的抗硌破、抗裂和抗拉能力，提高了層間粘結(jié)強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度，完善了整體的防水效果，很好地解決了聚合物改性瀝青防水層抗硌破的難題，能有效地抵抗橋面微裂紋的擴(kuò)展，有效地增加橋面層的使用壽命。為保證防水涂料與水泥混凝土鋪裝層間的粘結(jié)效果，避免混凝土面層存在油污、浮漿層清理不徹底、表面清潔度和粗糙度無(wú)法達(dá)到施工要求，微創(chuàng)裂縫不能采取有效處理等問(wèn)題，方案中規(guī)定對(duì)混凝土橋面采用拋丸處理。

2　工藝原理

2.1　橋面混凝土拋丸工藝原理

噴砂拋丸技術(shù)是采用移動(dòng)式噴砂拋丸設(shè)備，通過(guò)機(jī)械方法把丸料（鋼丸或鋼砂）以高速度和一定的角度拋射到工作表面，然后在機(jī)器內(nèi)部通過(guò)配套吸塵器的氣流清洗作用，將丸料和清理下來(lái)的雜質(zhì)分別進(jìn)行回收，丸料在機(jī)器內(nèi)部循環(huán)再次利用。機(jī)器配套除塵器，收集清理后的灰塵和雜質(zhì)，整個(gè)施工過(guò)程保持無(wú)塵、無(wú)污染。

2.2　纖維增強(qiáng)防水黏結(jié)層工藝原理

通過(guò)在聚合物氯丁橡膠改性乳化瀝青基橋面粘結(jié)防水層中加入纖維，與防水層施工時(shí)同步切割混合噴涂，使在防水層中間形成一層胎基，以增強(qiáng)聚合物改性乳化瀝青防水粘結(jié)層的黏結(jié)力和內(nèi)摩擦角，從而提高水泥混凝土與瀝青混凝土板塊層間黏結(jié)強(qiáng)度。

采用三層噴涂工藝，在第二層噴灑防水層時(shí)，采用同步切割施工工藝將增強(qiáng)纖維材料混合噴涂并附著于橋面水泥混凝土鋪裝層表面。大幅度提高了防水涂層的抗硌破、抗裂和抗拉能力，使防水層的整體抗剪強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，完善了整體的防水效果。

3　工藝特點(diǎn)

3.1　拋丸工藝

這是一種與噴砂處理同類的表面處理工藝。它具有將構(gòu)造物表面清除干凈、粗糙均勻，而不破壞原有構(gòu)造的特性，其主要工藝特點(diǎn)包括：

（1）拋丸處理后的表面粗糙均勻，不會(huì)破壞原基面結(jié)構(gòu)和平整度；

（2）可實(shí)現(xiàn)100%“創(chuàng)面”清理，完全去除浮漿、油污和起砂等，消除局部凸起；

（3）可使混凝土露骨，但同時(shí)不會(huì)造成骨料的松動(dòng)和微裂紋，不會(huì)造成骨渣；

（4）能夠提前暴露混凝土的缺陷，如：收縮裂紋、小孔等，可及時(shí)采取修補(bǔ)措施；

（5）一次性施工，可將廢渣自動(dòng)回收，不需清理，不污染環(huán)境。

3.2　纖維增強(qiáng)型防水黏結(jié)層工藝

其主要工藝特點(diǎn)包括：

（1）可提高橋面層的表面附著力，并具有強(qiáng)滲透力，滲透效果好；

（2）噴灑涂料時(shí)，采用特殊噴涂設(shè)備，同步將剪切的纖維噴射至橋面混凝土板上，噴灑功效快，且層間粘結(jié)性能好，提高了防水層的抗剪強(qiáng)度；

（3）由于氯丁橡膠改性瀝青原材料的加筋特性，可有效地抵抗水泥混凝土鋪裝層產(chǎn)生的細(xì)微裂紋；

（4）防水黏結(jié)層具有良好的抗老化性能，不因受高溫、碾壓、低溫、霜凍等作用而降低黏結(jié)抗剪和防水能力。

4　工藝流程

為保證施工的質(zhì)量效果，確定工藝流程如圖1所示。

5　施工操作要點(diǎn)

5.1　AWP-2000型防水層施工準(zhǔn)備

（1）橋面混凝土齡期必須在28 d以上，并驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行拋丸作業(yè)。

（2）水泥混凝土鋪裝層表面預(yù)處理

a.應(yīng)檢查混凝土表面外觀，確保橋面無(wú)露筋，突凸的混凝土包塊。若與之不符，對(duì)橋面上外露的鋼筋頭進(jìn)行割除，對(duì)凸起的混凝土塊予以鑿除或采取打磨，對(duì)有較大坑洼處采用特制的環(huán)氧砂漿先修補(bǔ)填平，以確保基面的整體平整度，保證拋丸設(shè)備的行走暢通。

b.清理橋面砂粒、雜物，鋪裝層無(wú)空鼓、無(wú)油污。對(duì)表面油污必須清除干凈（推薦用清洗劑清洗）。

c.環(huán)境條件：環(huán)境溫度5～40℃；空氣相對(duì)濕度應(yīng)≤85%；橋面混凝土含水率≤10%（質(zhì)量比），不得有積水。

d.混凝土防水層的平整度應(yīng)為3 m直尺檢測(cè)，不超過(guò)3～5 mm。

e.防撞墻嵌縫槽內(nèi)必須將縫中浮漿、塵土、雜物等徹底清理干凈，用壓縮空氣吹清。

f.對(duì)于直線橋兩側(cè)泄水孔或曲線橋內(nèi)側(cè)泄水孔附近，拋丸機(jī)無(wú)法清理到位處，應(yīng)逐一對(duì)泄水孔前后1 m范圍內(nèi)（寬度5～10 cm），進(jìn)行人工或機(jī)械鑿平，保證泄水孔正常排除層間水或水泥混凝土與下面層層間水。

（3）進(jìn)行技術(shù)交底

現(xiàn)場(chǎng)施工前，由工地主管召開(kāi)班組會(huì)議，分配所有工地人員具體工作，布置當(dāng)天施工任務(wù)及施工技術(shù)要點(diǎn)；由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員告知當(dāng)天施工安全注意事項(xiàng)、文明施工注意事項(xiàng)等。

圖1　工藝流程圖

5.2　拋丸施工作業(yè)要點(diǎn)

（1）自動(dòng)拋丸機(jī)進(jìn)行打拋，以清除橋面的輕質(zhì)浮漿和松散的混凝土。使用的磨料為鋼丸，可根據(jù)橋面打磨的厚度和效果確定鋼丸大小，使混凝土表面清潔度及粗糙度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

拋丸磨料必須清潔（不含油、雜物）、干燥，其性能應(yīng)符合GB6484-86鑄鋼丸的要求。施工時(shí)所用的鋼砂、鋼丸等容易受潮，應(yīng)妥善保管，嚴(yán)防受潮。

（2）在拋丸機(jī)起步階段時(shí)，應(yīng)先按拋丸機(jī)的行走開(kāi)關(guān)，使拋丸機(jī)先處于行走狀態(tài)下，再打開(kāi)放丸閥門，以防止在起步位置拋丸時(shí)形成凹坑。

（3）拋丸機(jī)行走速度要調(diào)節(jié)適當(dāng)，以保證達(dá)到粗糙度和清潔度的要求。采用多臺(tái)拋丸機(jī)并行直線連續(xù)拋丸方式，應(yīng)根據(jù)施工工藝試驗(yàn)確定工藝參數(shù)（如磨料的配比、機(jī)器的行走速度等）進(jìn)行拋丸處理施工。

（4）在拋丸機(jī)拋丸過(guò)程中，保持勻速的速度行走，而拋丸機(jī)的行走速度與混凝土的表面硬度有直接關(guān)系。具體行走速度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)結(jié)果而定，一般控制在1.8～2 m/min，拋丸后的界面能符合要求。

（5）自動(dòng)拋丸機(jī)行程控制。一般沿著橋面縱向往復(fù)進(jìn)行，由于吸塵機(jī)的功率是恒定的，單次行走工作距離受限，也受吸塵管限制；吸塵管越長(zhǎng)，對(duì)吸塵機(jī)所要形成的真空壓就要求越高，一般縱向拋丸不宜超過(guò)30 m。

（6）拋丸機(jī)吸塵器功率滿足要求即可，不宜太遠(yuǎn)距離來(lái)回操作設(shè)備，否則很難控制行走路線，也容易產(chǎn)生重疊噴砂區(qū)或出現(xiàn)漏噴區(qū)。

（7）拋丸設(shè)備兩次施工行車道之間需搭接3～5 cm，應(yīng)合理調(diào)節(jié)設(shè)備，使搭接部分與整體拋丸處理后的效果一致，無(wú)明顯結(jié)痕，保證拋丸處理后的表面平整度，以防止出現(xiàn)高低差等缺陷。

（8）處理去除深度及二次處理：根據(jù)待處理表面不同區(qū)域的不同狀況及浮漿層的厚度，確定拋丸處理的深度。根據(jù)施工需要可進(jìn)行二次或多次處理。一般將處理去除深度控制在1～3 mm以內(nèi)。

（9）粗糙度和清潔度。根據(jù)待處理表面的狀況，通過(guò)PLC控制調(diào)整參數(shù)，調(diào)配行走速度和進(jìn)丸量，啟動(dòng)拋丸設(shè)備，使用高速旋轉(zhuǎn)的拋頭將鋼丸高速地拋向混凝土表面，借助于砂丸的沖擊作用將其表面的浮漿打掉，確保拋丸處理后的表面有均勻的粗糙度和良好的清潔度。

（10）對(duì)無(wú)法用回收式真空拋丸機(jī)拋丸的邊角處等部位，應(yīng)用手持式拋丸機(jī)補(bǔ)充處理，或采用角磨機(jī)進(jìn)行打磨處理。在處理邊角時(shí)，要求沒(méi)有死角位置。

（11）清理工作。先進(jìn)行人工清掃，再用水車沖洗干凈，再順風(fēng)吹除積水和廢料。拋丸處理后的表面應(yīng)注意保護(hù)，避免二次污染。下一道工序施工前應(yīng)對(duì)檢驗(yàn)合格的混凝土表面進(jìn)行吹灰。

5.3　AWP-2000型纖維增強(qiáng)型防水黏結(jié)層操作要點(diǎn)

（1）橋面防水涂料施工采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)型專業(yè)防水料噴涂車，其霧化程度高，噴涂面均勻。防水層進(jìn)行三遍噴涂，能較好地保證防水涂膜均勻、平整、無(wú)夾層現(xiàn)象。

（2）底料（第1遍）：橋面清理干凈后噴涂第1遍涂料，以保證涂料能滲入混凝土基面毛細(xì)孔，使其具有較強(qiáng)的粘結(jié)力。

（3）二涂（第 2遍）：要待底涂實(shí)干（約 4 h）后才能噴涂第2遍涂料，以防止起鼓。噴涂必須均勻，在橋面不能有涂料堆積現(xiàn)象，也不能漏噴。機(jī)械噴涂時(shí)需要人工配合，噴涂時(shí)用特制噴涂設(shè)備，同時(shí)把纖維均勻地噴射在噴槍出料口，使得纖維和涂料均勻混合在一起，用量大約200 g/m2。

（4）面涂（第 3遍）：二涂實(shí)干（約 8 h）后進(jìn)行面涂。最后噴涂時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查有無(wú)參差不勻或漏噴處并同時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。最后確保整個(gè)基面無(wú)漏噴、起鼓處，防水涂膜厚度約1.0～1.2 mm。

（5）養(yǎng)生，交通管制：為防止攤鋪機(jī)和大噸位運(yùn)輸車輛的輪碾對(duì)防水層的破壞，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

a.噴灑涂料并養(yǎng)護(hù)完畢后，履帶機(jī)行駛時(shí)不得側(cè)移，掉頭或急剎車；

b.噴灑涂料并養(yǎng)護(hù)完畢后，重載料車（≤35 t；不允許大噸位超載車上橋）行駛前應(yīng)清除車輪上的雜物，使車輪保持干凈，行駛時(shí)不得側(cè)移，掉頭或急剎車；

c.應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)車輛行駛在防水層不發(fā)生粘輪、硌破防水層時(shí)，方可進(jìn)行瀝青混凝土的攤鋪施工；

d.保證施工完的涂膜表面無(wú)灰塵、無(wú)砂石，防止車輪的碾壓而使砂石破壞防水涂膜；

e.經(jīng)常檢查橋面防水涂膜，發(fā)現(xiàn)個(gè)別不均勻或被破壞處應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

5.4　施工注意事項(xiàng)

（1）作業(yè)環(huán)境條件：溫度5～40℃，相對(duì)濕度≤85%，陰雨天應(yīng)停止施工作業(yè)。

（2）拋丸作業(yè)前混凝土表面油污等應(yīng)用清洗劑清除，做到“一掃、二沖、三吹”，徹底清潔混凝土表面。

（3）經(jīng)過(guò)拋丸處理的混凝土應(yīng)無(wú)油污、雜物、浮漿層，骨料露出約40%以上，同時(shí)表面的粗糙度指標(biāo)應(yīng)達(dá)到50～150 μm。

（4）拋丸處理后的混凝土表面不宜外露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)及時(shí)與后續(xù)工序銜接。

（5）拋丸處理后的混凝土表面要做好保護(hù)，防止二次污染。

（6）噴涂施工應(yīng)注意防止污染，防撞護(hù)欄應(yīng)有遮擋。防水涂膜涂刷至防撞護(hù)欄與橋面混凝土接觸處向上5 cm，以防止橋面板與防撞護(hù)欄兩次澆筑而形成的接縫處滲漏。

（7）噴涂時(shí)安排技術(shù)熟練的工人，發(fā)現(xiàn)橋面涂膜不均勻處或破壞處應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

6　結(jié)語(yǔ)

該工程于2016年5月完成了橋面防水粘結(jié)層施工，經(jīng)委托的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，粘結(jié)力指標(biāo)遠(yuǎn)優(yōu)于設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了預(yù)期控制目標(biāo)?？偨Y(jié)整個(gè)施工工藝控制過(guò)程，拋丸施工及防水涂料的纖維噴灑是控制關(guān)鍵。文中相關(guān)的描述基本完善，可為類似工程提供有益參考。