高寒地區(qū)橋面高聚物改性瀝青施工技術

時間：2018-11-08

中鐵二十局蘭新鐵路甘青段項目經(jīng)理部青海 810300）

摘要：青海省處于多年凍土地區(qū)，具有*特的冰緣干寒氣候特征，本文主要介紹高寒地區(qū)施工高聚物改性瀝青防水卷材，從施工環(huán)境要求，卷材鋪貼等方面簡述橋面防水層施工要求，保證施工質(zhì)量。

關鍵詞：高寒高聚物改性瀝青高聚物改性瀝青防水卷材施工

1、工程概況：

本文以蘭新鐵路*二雙線硫磺溝大橋借鑒，硫磺溝大橋位于青海省門源回族自治縣，工點區(qū)域為祁連山中高山區(qū)，平均海拔為3500～4345m，起止里程DK335+647.42～DK335+374.65,全長272.77m。工點區(qū)域年平均氣溫1.8℃，較冷月平均氣溫-20℃，較熱月平均氣溫13.2℃，較端較低氣溫-29.6℃，年平均降水量530.0mm,年較大降水量626.9mm,土壤較大凍結深度125m。

2、防水層結構組成

2.1、橋面防水層由二部分組成：

**部分：防護墻內(nèi)側，底座板鋪設區(qū)域以外防水層由“改性瀝青基層處理劑+高聚物改性瀝青防水卷材+C40纖維混凝土保護層”組成。

*二部分：防護墻外側防水層由“聚氨酯防水涂料+C40纖維混凝土保護層”組成。

2.2、材料介紹

高聚物改性瀝青防水卷材物理力學性能表

序號	項目		指標	試驗方法
1	可溶物含量（g/m2)		4.5mm厚 ≥3100	GB18242
2	耐熱度℃		≥115℃
3	拉力（縱橫向）N/CM		≥210
4	較大拉力時延伸率（縱橫向）（%）		≥50
5	撕裂強度（N）		≥450
6	低溫彎折性℃		-40℃，無裂紋
7	不透水性，0.4Mpa，2h		不透水
8	抗穿孔性		不透水	GB12953
9	剪切狀態(tài)下的粘合性（N/mm）		≥10.0或卷材破壞
10	保護層混凝土與防水卷材粘結強度（Mpa）		≥0.5	JC/T974
11	熱處理尺寸變化率（縱、橫向），（%）		+0.5	GB12953
12	熱老化處理	外觀質(zhì)量	無氣泡、裂紋、粘結與孔洞	GB18244
		拉力相對變化率（%）	+20
		斷裂伸長率相對變化率（%)	+20
		低溫彎折性℃	-25℃無裂紋
13	耐化學侵蝕	拉力相對變化率（%）	+20	GB12953
		斷裂伸長率相對變化率（%)	+20
		低溫彎折性℃	-25℃無裂紋

注：對于極限溫度**-40℃的個別地區(qū)，高聚物改性瀝青防水卷材低溫彎折性根據(jù)實際穩(wěn)定可適當調(diào)整。

高聚物改性瀝青基層處理劑物理力學性能表

序號	項目	技術指標	試驗方法
1	固體含量	≥30	GB/T16777
2	干燥時間，h	≤2
3	耐熱性，80℃，5h	無流淌、鼓泡、滑動
4	低溫柔性，-5℃，￠100mm棒	無裂紋
5	粘結強度（mpa，20℃）	≥0.80

直接用于作防水層的聚氨酯防水涂料物理力學性能指標及試驗方法

序號	項目		指標	試驗方法
1	拉伸強度（mpa)		≥6.0	GB/T19250
2	拉伸強度保持率	加熱處理（%）	≥100
3		堿處理（%）	≥70
4		酸處理（%）	≥80
5	斷裂伸長率	無處理（%）	≥450
6		加熱處理（%）	≥450
7		堿處理（%）	≥450
8		酸處理（%）	≥450
9	低溫彎折性	無處理（%）	≤-40℃，無裂紋
10		加熱處理（%）
11		堿處理（%）
12		酸處理（%）
13	表干時間（h）		≤4
14	實干時間（h）		≤24
15	不透水性0.4mpa，2h		不透水
16	加熱伸縮率（%）		≥-4.0，≤1.0
17	耐堿性、飽和Ca(OH)2溶液，500h		無開裂，無起皮剝落	GB/T9265
18	固體含量（%）		≥98	GB/T9250
19	潮濕基面粘結強度		≥0.60	GB/T9250
20	與混凝土粘結強度		≥2.5
21	保護層混凝土固化聚氨酯防水涂料		≥0.50
22	撕裂強度（N/mm）		≥35.0	GB/T529
23	與混凝土剝離強度（N/mm）		≥3.5	GB/T2790

注：試樣膜厚2.0+0.1mm

纖維混凝土保護層指標要求

項目	技術指標
平均長度（mm）	2.1
丹尼爾（g/9000m)	2.5
抗拉強度(mpa）	994
參量（kg/m3)	0.9

3、防水層施工

3.1施工準備

3.1.1防水層施工要組建專業(yè)化隊伍，每個防水層作業(yè)隊的主要設備配置為：

防水層施工主要設備配置表（一個工作面）

序號	機械設備或者設備名稱	型號規(guī)格	額定功率（KW）或噸位（T）	數(shù)量
1	自動滾壓設備			2
2	人工噴槍			8
3	工業(yè)吸塵器	854DC	5.5KW	1
4	移動發(fā)電機	SDL-200GF	75KW	2
5	角磨機	9980N	0.75KW	10
6	空壓機	TA100	7.5KW	2
7	滾刷			8
8	電熱毯	180*200		6

3.1.2防水層施工前，要對作業(yè)人員進行培訓和技術交底。

防水層施工主要人員配置表（一個工作面）

序號	工種	人數(shù)
1	基層及涂層修補工人	10
2	滾涂及刷涂工人	6
3	噴涂工人	8
4	電工	2
5	技術員	2
6	安全員	1

3.2施工工藝流程

橋面防水層鋪裝施工工藝見下圖


基層驗收

基層處理（打磨、修補）

涂刷改良瀝青處理劑

鋪設高聚物改性瀝青防水卷材

防水卷材搭接驗收和修補
		不合格
防水卷材鋪設質(zhì)量驗收
	合格
澆筑C40纖維混凝土

保溫養(yǎng)護

3.3施工工藝

3.3.1橋面基層處理

1、防水層施工前應先對基層面進行驗收，橋面混凝土基層表面質(zhì)量應符合TB/T2965規(guī)定的要求。其平整度用1m直尺檢查，空隙只允許平緩變化，且不大于3mm。

2、基層應做到堅實、平整、無尖銳異物，不起砂、不起皮及無凸凹不平現(xiàn)象；對于混凝土因養(yǎng)護不夠等原因造成的強度不足，起砂等現(xiàn)象必須采用合適機械打磨，直至露出堅硬的基面，過于光滑的基面宜用打磨機磨粗。若基層表面高低不平或凹坑較大時，應用1:2.5水泥砂漿找平。

3、防護墻、豎墻需做防水層部位應無蜂窩、麻面。對蜂窩、麻面做填補前，應清楚蜂窩、麻面中松散層、浮渣、浮灰、油污等。對蜂窩、麻面的填補，均應在水泥砂漿、水泥凈漿中添加適量水溶性膠黏劑以增強水泥砂漿、凈漿及基地的連接。

4、平面與立面交接處應做成均勻一致。

5、涂刷基層處理之前基層應干燥，基層干燥鑒別的一般方法可憑經(jīng)驗肉眼觀察，將1m見方的卷材覆蓋在基層表面上，靜置2-3h，若覆蓋的基層表面無水印，即視為符合要求，可進行鋪設卷材防水層施工。

3.3.2防水卷材的鋪貼

1、備好防水卷材，基層處理、密封膏、圓形攪拌桶、220V電源、打磨機、小平鏟、鑿子、吹灰器、掃帚、滾動刷、毛刷、彈線盒、剪刀、壁紙刀、卷材鋪展器、多頭噴燈車或自動鋪裝車、噴燈、鋼壓輥、小壓棍、電熱毯等。

2、防水層鋪設施工環(huán)境溫度不宜**零下10℃，**零下10℃時，需對橋面系搭設保溫棚進行溫度控制。

3、涂刷高聚物改性瀝青基層處理劑，用量為每平方米不少于

0.4kg。施工方法是用長柄滾刷進行涂刷，要求涂刷均勻，不露底面、不堆積，待處理劑達到干燥程度（一般為不粘手為準）方可施行熱熔施工。

4、防水卷材縱、橫向的搭接長度不得小于100mm，在已涂刷基層處理劑并干燥的基層表面，留出搭接縫尺寸。將鋪貼卷材的基準線彈好，以便按此基準線進行卷材鋪貼施工。對于橋涵面的曲線部位，應按曲線半徑放線，以直代曲，確保鋪貼接茬的寬度。

5、卷材鋪粘宜采用機械烘烤設備熱熔鋪貼卷材，也可采用多臺噴燈同時烘烤熱熔鋪貼卷材。卷材鋪貼應從一端開始，橋面橫向由低向高順序進行；點燃噴燈（噴槍），烘烤卷材底面的瀝青層及基層上的處理劑（烘烤噴燈以距離卷材輥30cm左右為宜），烘烤要均勻，將卷材底面瀝青層熔化后，即可向前滾鋪。為保證卷材與基層的粘結，卷材熱熔鋪貼過程中，應邊鋪貼邊滾壓排氣粘合，滾壓工具可采用15～20kg重，1m長，直徑為15cm的鋼輥。

6、卷材底面熔化以瀝青接近流淌、呈黑色亮為度，不得過分加熱或燒穿卷材；卷材搭接處的上層和下層卷材應完全熱熔粘合，以保證搭接處粘貼牢固，搭接縫處應有自然溢出的熱熔瀝青。

7、防水卷材應在橋面鋪設至防護墻根部。對于橋面排水口、吊裝孔等細節(jié)部點，采用聚氨酯防水涂料涂刷封邊。保護層接縫處應用聚氨酯防水涂料涂刷封邊。

8、卷材鋪貼到梁體周邊收口部位時，滾壓后應有自然溢出的熔融瀝青條。

9、制作防水層時不得流濺或其他原因污染梁體。防水層鋪貼完成后30分鐘，即可澆筑保護層。

3.3.3聚氨酯防水涂料層的涂刷

1、涂刷聚氨酯防水涂料時，基層表面不得有明水，嚴禁雨、雪中施工，防水層鋪設施工環(huán)境溫度不得**5℃?；鶎討秸鍧崱⒗喂?、堅實、充分干燥、無尖銳角，并做好節(jié)點圓弧處理。

2、涂膜厚度和用量，聚氨酯防水涂料總涂膜厚度不得小于2.0mm，每平方米用量約2.4kg。

3.3.4施工方法與要求：

1涂膜施工宜采用噴涂設備將涂料均勻涂于基層表面，也可采用金屬鋸齒板（應保證涂膜厚度達到2.0mm）將涂料均勻涂刷與基層表面。

2涂料主劑（甲組份）、固化劑（乙組份）需按產(chǎn)品說明進行配置，每種組份的稱量誤差不得大于±2%。

3采用噴涂設備時，該設備應具有自動計量、混合和加熱功能，加熱后出料溫度為60℃～80℃。

4采用人工涂刷配制涂料時，按照先主劑、后固化劑的順序將液體倒入容器，并充分攪拌使其混合均勻。攪拌時間3～5min。

5攪拌不得加水，必須采用機械方法攪拌，攪拌器的轉速宜在200～300轉/分。

6涂刷時應分2次進行，以防止氣泡存于涂膜內(nèi)。**次使用平板在基面上刮涂一層厚度0.2mm左右的涂膜，1～2小時內(nèi)使用金屬鋸齒板進行*二次刮涂。

7配置好的涂料應在20分鐘內(nèi)用完，隨配隨用。

8對于防護墻、AB豎墻等垂直部位使用毛刷或輥子**涂刷，平面部位在其后涂刷；保護層平面處封邊處理，應在縫兩側不小于設計寬度要求涂刷聚氨酯防水涂料。對于泄水管、吊裝孔等部位，待做完高聚物改性瀝青防水卷材于密封膏后，用溶劑型橡膠瀝青防水涂料進行封邊處理。

9不得使用風扇或類似器具縮短干燥時間，噴涂后4小時或涂刷后12小時內(nèi)須防止霜凍、雨淋及暴曬。防水層干固后，方可澆筑混凝土保護層。

3.4防護墻外聚氨脂防水層施工

3.4.1防水層施工前應先對基層面進行驗收，基層應做到平整、無尖銳異物，不起砂，不起皮及無凹凸不平現(xiàn)象。

3.4.2聚氨脂防水層厚度不小于2mm，每平米用量約2.4kg。

3.4.3施工可采用噴涂設備將涂料均勻噴涂于基層表面，也可采用金屬鋸齒板將涂料均勻刮涂于基層表面。

3．4.4涂料主劑、固化劑須按產(chǎn)品說明進行配制，每種組份的稱重誤差不得大于±2%。

3.4.5采用設備噴涂時，該設備應具有自動計量、混合和加熱功能，加熱后出料溫度在60-80℃。

3.4.6采用人工涂刷配制涂料時，按照先主劑、后固化劑的順序將液體倒入容器，并充分攪拌使其混合均勻，攪拌時間3-5min。攪拌時不得加水，必須采用機械方法攪拌，攪拌器的轉速宜在200-300轉/分。

3.4.7刮涂時應分2次進行，以防止氣泡存于涂膜內(nèi)。**次使用平板在基面上刮涂一層厚度0.2mm左右的涂膜，1-2小時內(nèi)使用金屬鋸齒板進行*二次刮涂。刮涂厚度﹥1.8mm。配制好的涂料應在20分鐘內(nèi)用完，隨配隨用。

3.4.8對防護墻在垂直部位使用毛刷或輥子**涂刷，平面部位在其后涂刷。

3.4.9不得使用風扇等工具縮短干燥時間，噴涂后4小時或涂刷后12小時內(nèi)須采用措施防止霜凍雨淋及暴曬。

3.4.10防水層鋪設施工環(huán)境溫度不得**10℃并且完全干固后方可澆筑保護層。

3.5纖維混凝土施工

3.5.1纖維混凝土應采用強制拌制,將石子、砂子、水泥、水、減水劑和纖維同時倒入攪拌機中，攪拌時間應不小于3分鐘，并拌合均勻。

3.5.2將混合均勻的纖維混凝土均勻鋪在梁體的防水層上，用平板振搗器搗實，在拉動平板振搗器時速度應盡量緩慢，使振搗時間為20秒左右，并無可見空洞為止。

3.5.3混凝土接近初凝時方可進行抹面，抹刀應光滑以免帶出纖維，抹面時不得加水，抹面次數(shù)不宜過多。

3.5.4橋面保護層縱向每隔4m設橫向斷縫，在梁體中心線處設縱向斷縫，斷縫寬度10mm、深約20mm。當保護層混凝土強度達到設計強度的50%以上時，用聚氨酯防水涂料將斷縫填實、填滿。填充斷縫時不得污染保護層及梁體。

3.5.5混凝土面澆筑完成后，應采取必要的保水養(yǎng)護措施，避免失水太快；自然養(yǎng)護時，橋面應采用草袋或麻袋覆蓋，并在其上覆蓋塑料薄膜。橋面混凝土灑水次數(shù)應能保持表面充分潮濕，當環(huán)境相對濕度小于40%時，自然養(yǎng)護應不小于28天，相對濕度在60%時，自然養(yǎng)護不小于14天。

4、防水層修補及搭接

4.1修補

4.1.1涂層漏涂、鼓泡、針孔及損傷的修補

對于面積小于250cm2（16cm×16cm）的漏涂、鼓泡和損傷，應采用涂層修補材料進行修補；面積大于250cm2時，采取二次噴涂的工藝進行修補。針孔應逐個用涂層修補材料修補。

4.1.2范圍較大處的修補

如缺陷部位噴涂時間較短（≤6h），對缺陷涂層表面進行打磨、清理后直接進行二次噴涂相同材料的聚脲防水涂料。如果缺陷部位噴涂時間較長(>6h),則應在缺陷涂層表面、并向外擴展5-10cm，打磨清理后，施做專業(yè)粘合劑，然后采用**修補設備噴涂聚酯修補、刮平，使整個涂層連續(xù)、致密、均勻。

4.2注意事項

修補時，應徹底清除損傷及粘結不牢的涂層，并將基層及損傷周圍20mm范圍內(nèi)的涂層表面打毛并清理干凈，分別刷涂底涂和層間粘合劑。待表干后用原聚脲材料及噴涂設備噴涂修補，應盡量減少手工修補的數(shù)量。

5、防水層保護措施

5.1防水層施工后必須采用必要的保護措施。避免防水層在后續(xù)施工工序中受損。

5.2防護墻及無砟軌道底座板施工中，鋼筋綁扎、模板支立、模板拆除等工序注意避免鋼筋端頭、模板角等尖銳部位直接碰撞擋水層，同時各種機具輕拿輕放。施工完成后需及時清理施工現(xiàn)場，避免施工過程中撒落的雜物被重物擠壓，造成防水層破損。

5.3防水層鋪設24h內(nèi)，禁止車輛通行，24h后，可允許輪胎接地比壓小于0.6MPa的車輛通行。

6.4底座板與防護墻之間通過懸臂吊時，由于加高平臺坡腳影響，需加鋪砂漿或墊木找平，嚴禁鋪石子找平。

6、施工控制要點

6.1高寒地區(qū)鋪貼卷材時，注意環(huán)境溫度，當環(huán)境溫度**零下10℃時，必須對橋面施工區(qū)域進行保溫處理。

6.2鋪貼卷材以熱熔法粘結，用噴燈火火焰加熱器烘烤卷材底面和基層表面，使卷材底面的瀝青融化，邊烘烤邊向前鋪卷材，隨后用壓輥滾壓，擠出卷材與基層之間的空氣，使其與基層粘結牢固。

6.3噴燈火焰與基層、卷材之間的距離，其烘烤溫度和時間使瀝青層呈溶狀為度，過分加熱會造成卷材燒穿。

7、結論：

在青海高原修建鐵路，由于惡劣的氣候和周邊環(huán)境對人類的生存是個較大的考驗，因此，在工程措施選擇上，多采用以橋帶路的方式，減少病害，減少鐵路運營期間維修量。青海鐵路橋梁工程，在設計、施工方面采取了許多新技術，在實踐中，提出了新的設計、施工理念，可供以后類似工程借鑒。

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