桥面铺装防水粘结层的技术经济性

桥面铺装防水粘结层的技术经济性 桥面铺装防水粘结层的技术经济性 第12卷第2期2012年1月 1671—1815(2011)2—0464—03 科学技术与工程 ScienceTechnologyandEngineering Vo1.12No.2Jan.2012 @2012Sci.Tech.Engrg. 桥面铺装防水粘结层的技术经济性 储可华葛折圣张龙 (安徽省高速公路控股集团有限公司,合肥230052;华南理工大学,广州510640) 摘要防水粘结层在桥面铺装结构体系中起着至关重要的作用.目前,高速公路工程中常用的桥面防水粘结层的材料有: 高粘度改性沥青,普通改性沥青和环氧沥青等.通过直接拉伸试验比较了不同桥面铺装粘结防水层的粘结强度;并比较了不 同材料的经济性.结果表明,高黏度改性沥青的粘结强度比普通SBS改性沥青提高1倍左右,价格适中,能够广泛推广应用. 研究成果对桥面铺装工程的设计与施工具有重要的指导意义. 关键词桥面铺装粘结防水性能经济性 中图法分类号U443.34;文献标志码B 桥面铺装工程中,为了防止水分渗入桥面混凝土 结构,腐蚀钢筋,威胁桥梁安全;将铺装层与桥面板粘 结成一个整体,充分发挥铺装层与桥面板的复合作 用,改善桥面板与铺装层的受力情况,需要在水泥混 凝土桥面与沥青铺装层之间设置防水粘结层.防水 粘结层一般采用变形能力大的弹性材料.当桥面板 在温度变化或行车荷载作用下发生水平向变形时, 防水粘结层可以吸收铺装层和桥面板之间部分相对 位移,从而减小铺装层内的应力1'2].目前,高速公 路工程中,常用的桥面防水粘结层有以下3种类型: (1)高黏度改性沥青防水粘结层 采用高黏度热改性沥青按1.6—1.8kg/m2的洒布 量喷洒在水泥混凝土桥面上,同时,采用专门的碎石撒 布车撒布9.5,13.2mln粒径的预拌碎石,使碎石撒布 面积覆盖率达到60%-70%,碎石撒布量约为10ks/m~. (2)普通SBS改性沥青防水粘结层 采用与上述高黏度改I生沥青防水粘结层相同的工 艺,但采用普通热SBS改陛沥青,按I.6,1.8kg/m2的 洒布量喷洒在水泥混凝土桥面,同时,采用专门的碎石 撒布车撒布9.5,13.2mln粒径的预拌碎石,使碎石撒布 面积覆盖率达到60%,70%,碎石撒布量约为10kg/m~. 2011年11月1日收到国家自然基金重点项目(51038004), 交通运输部西部交通建设科技项目(2009318000078), 广东省交通科技项目(2010-02-001)资助 第一作者简介:储可华(1965一),女,安徽阜阳人,工程师,研究方 向:高速公路建设与养护管理. '通信作者简介:葛折圣(1974一),男,工学博士,博士后,高级工程 师,研究方向:沥青混凝土.E.mail:zsge@8cut.edu.cn. (3)进口环氧沥青防水粘结层 环氧沥青属热固性材料,它将环氧树脂加入沥青 中,经与固化剂发生固化反应,形成不可逆的固化物. 从根本上改变了沥青的热塑性质,赋与沥青全新的优 良物理力学性质,在粘结性能,热稳定性方面具有明显 优势.进口环氧沥青防水粘结层由于其价格高,施工 工艺复杂,需采用专业的进口喷洒设备;国内现多用于 钢桥面的防水粘结层,一方面由于钢桥面普遍比水泥 混凝土桥面光滑,另外一方面是由于钢桥面表面温度 远高于水泥混凝土桥面,钢桥面防水粘结层在抗剪性 能以及高温稳定I生等方面具有更高的要求. 防水粘结层在桥面噼毖结构体系中起着非常关键 的作用.如果粘结层失效,不仅会导致桥面铺装破坏,而 1试验材料 1.1高黏度改性沥青的技术指标 高黏度嗾1. 表1高黏度改性沥青的技术指标 2期储可华,等:桥面铺装防水粘结层的技术经济性 1.2普通SBS改性沥青的技术指标 普通SBS改性沥青防水粘结层用沥青的技术 指标见表2. 表2普通SBS改性沥青的技术指标 I.3进口高性能环氧沥青技术性能指标 环氧沥青防水粘结层用进口高性能环氧沥青 的技术指标见表3. 表3进口环氧沥青技术指标 指标要求试验方法 重量比(A:B)100:~5 抗拉强度(2323,MPa)?6.8947 断裂时的延伸率(2323,%)?190 热固性(30023)不熔化 ...c … P(121 脏 23)zo 曼 2试验方法与试验结果 2.1高黏度改性沥青防水粘结层的直接拉伸试验 为评价高黏度改性沥青粘结防水层材料的力 学性能,在室内进行了直接拉伸试验,评价粘结层 材料的粘结强度.为了有效模拟粘结层结构和材 料的实际性能,在试验室内按照实际的施工过程成 型试件,先预制400mill×300mm×50mm的水泥 混凝土板,其上表面模拟实际桥面水泥混凝土板的 纹理结构,在预制水泥混凝土板上按施工要求涂粘 结层材料,最后把涂过粘结层的水泥混凝土板放人 高度为10cm特制模具,在其上利用芬兰振动轮碾 机成型50mm厚的sMA—l3沥青混凝土铺装层,并 用取芯机钻取直径100mm试件,采用直接拉伸试 验评价粘结层的力学性能,拉伸速度为50mm/min. 试验结果见表4. 表4高黏度改性沥青粘结防水层直接拉伸试验结果 粘结强度/MPa 试件编号 25?6o? 2.2普通SBS改性沥青粘结防水层直接拉伸试验 试验过程与高黏度改性沥青防水粘结层相同, 试验结果见表5. 表5改性沥青粘结防水层直接拉伸试验结果 粘结强度/MPa 试件编号 25?60? 2.3环氧沥青防水粘结层直接拉伸试验 试验过程与高黏度改性沥青防水粘结层相同, 试验结果见表6. 表6进口高性能环氧沥青粘结防水层直接拉伸试验结果 粘结强度/MPa 试件编号 25?60? 33 v6一 / 一/,眦AA 科学技术与工程l2卷 3防水粘结层的技术经济比较 按照2011年1O月,广东省的材料价格,计算了 各防水粘结层成本价格,分别汇总于表7. 表7各防水粘结层方案成本价格 防水粘结层方案 / 备注 L兀'm—J 从上述防水粘结层的拉拔试验结果来看,环氧 沥青的粘结强度显然是最好的,但是环氧沥青材料 价格昂贵,进口环氧沥青的价格通常需5—6万元/ 吨,且环氧沥青材料施工工艺复杂,需要专门的喷 洒设备. 高黏度改性沥青的粘结强度比普通SBS改性 沥青提高1倍左右.由于其黏度较高,通常需要加 热到185—190?左右才能进行均匀喷洒,对于一般 洒布车加热系统存在困难.一般需要在高黏度改 性沥青中添加降低沥青高温黏度的降粘剂,以保证 高黏度改性沥青的洒布效果. 4结语 防水粘结层在桥面铺装结构体系中起着非常 关键的作用.目前,高速公路工程中常用的桥面防 水粘结层的材料有:高黏度改性沥青防水粘结层, 普通改性沥青防水粘结层和环氧沥青防水粘结层. 通过直接拉伸试验比较了不同桥面铺装粘结防水 层的粘结强度,并比较了不同材料的经济性.结果 表明,高黏度改性沥青的粘结强度比普通SBS改性 沥青提高1倍左右,价格适中,能够广泛推广应用. 参考文献 1季节,罗晓辉,徐世法,等.SBS改性沥青桥面粘结/防水层材料 与工艺研究.北京建筑工程学院,2003;19(4):9—12 2马彦芹,梁志林.桥面铺装粘结防水层材料的选择及性能研究. 公路,2007;(6):1O1—1O3 3杨育生,李振霞,王选仓.桥面铺装同步碎石防水粘结层的路用 性能.长安大学(自然科学版),2009;29(6):19—23 4孙恩杰.水泥混凝土桥面防水粘结材料的性能研究.公路,2007; (2):111—115 PerformanceandEconomyofWaterproofand AdhesionMembraneforBridgeDeckPavement CHUKe.hua,GEZhe—sheng,ZHANGLong (AnhuiExpresswayHoldingCorporation,Hefei230051,P.R.China; SouthChinaUniversityofTechnology.,Guangzhou510641,P.R.China) [Abstract]Waterproofandadhesivemembraneplaysacrucialroleinthebridgedeckpavementstructuresys— ten.Atpresent,waterproofingmaterialusedinthehighwayengineeringare:highviscositymodifiedasphalt,rood— ifiedasphaltandepoxyasphalt.Throughdirecttensiletests,differentbridgedeckwaterproof waterproofingmaterial bondstrengthwerecompared.Thenthedifferentmaterialeconomywascomparedtoo.Theresultsshowthat,high viscositymodifiedasphaltadhesivestrengthisimprovedbyabout100%ofconventionalSBS modifiedasphalt.Be— causeofitsmoderateprice,itcanbewidelypopularizedandapplied.Researchhasimportantguidingsignificance tobridgedeckpavementdesignandconstructionoftheproject. [Keywords]bridgedeckpavementadhesionwaterproofperformanceeconomy