不同改性乳化沥青桥面防水黏结层施工分析

不同改性乳化沥青桥面防水黏结层施工分析

王寒光

河南省公路工程局集团有限公司

摘要：为了提升桥面防水黏结层施工质量，保证桥面耐久性。本文结合某桥梁工程实际，提出了两种不同类型的改性乳化沥青铺设桥面防水黏结层，通过黏结强度、抗剪强度及成本等方面的对比分析，最后得出TLT改性乳化沥青应用效果良好，可提高桥面使用性能，延长工程使用寿命。

关键词：TLT改性乳化沥青；PCR改性乳化沥青；性能检测

引言

桥梁是连接河流、海峡、峡谷等自然障碍的重要交通枢纽，其稳定性相耐久性直接关系到交通运输的安全与效率，对社会经济的正常运行具有重大影响。作为桥梁的重要组成部分,桥面防水黏结层能够有效防止水分通过桥面混凝上海透至桥梁主体结构，从而避免钢筋锈蚀等损害的发生。如果防水黏结层材料选择不当，很可能会出现水分渗透、铺装层脱落等问题。为此，开展不同改性乳化沥青桥面防水黏结层施工研究具有重要的现实意义。

一、工程概况

某高速公路1标段，全长32.014km，其中含有多座桥梁工程，共9.715km长，在主线总长度当中，桥面沥青铺装比例约30%，全线呈长上下坡走向，车辆在通行过程中刹车次数偏多，因此，在施工中，对于桥面沥青铺层的性能要求较高。一般来讲，桥面防水黏结层的质量和性能对桥梁的整体性能和使用寿命具有直接影响。一方面，如果防水黏结层施工不当或材料选择不当，可能导致水分渗透、铺装层脱落等问题，严重影响桥梁的耐久性和使用寿命。另一方面，防水黏结层的性能衰减也会加速桥面铺装层的损坏，增加维护成本和交通安全风险。

为此，根据当前施工现状，决定采用两种不同改性乳化沥青材料作为桥梁防水黏结层，即PCR改性乳化沥青和TLT改性乳化沥青。

二、TLT改性乳化沥青的概述

作为一种新型的高性能特种乳化沥青材料，TLT改性乳化沥青即不黏轮乳化沥青，该材料主要采用了高分子低熔点聚合物改性工艺，该技术的应用，攻克了硬质沥青难以乳化的困难，其组分如表1所示。

表1  TLT改性乳化沥青组分

相比其他乳化沥青材料，TLT改性乳化沥青的特点包括以下几点：

第一，速度快。TLT改性乳化沥青的组分相对较为特殊，在洒布此类沥青材料之后，破乳成型速度较快，一般情况下，在10~20min之间便可破乳，大幅提升了施工效率。

第二，不黏轮。破乳硬化之后，即便是在60℃以内（施工温度），仍旧可以达到不黏结车轮的效果，能够防止黏层材料被施工设备等损坏，大幅提升了黏结效果，增强了路面的耐久性。

第三，高强度。与普通改性乳化沥青相比，TLT改性乳化沥青的拉拔强度、抗剪强度较高，可以提高2倍左右。

三、施工要点

按照普通乳化沥青洒布方式，作TLT改性乳化沥青洒布施工即可，具体施工如下：

1、施工准备

施工前，为保证施工质量，需做好各项施工准备，要求提前做好三级技术安全交底，保养施工机械，并清理干净下承层。首先，通过清扫车全面清理干净桥面铣刨面，若局部位置无法彻底清理，需再次利用人工方式进行清理，避免杂物存留。其次，利用水车作冲洗施工，待桥面干燥程度满足施工要求后，便可进行洒布施工。

2、洒布施工

第一，检测桥面各项参数，如构造深度、外观质量等，待检测质量达到质量后，即可洒布施工。

第二，按照设计要求，合理控制两种乳化沥青桥面的洒布量，其中TLT改性乳化沥青洒布量为每平方0.7~0.8kg；PCR改性乳化沥青洒布量为0.3~0.6kg。洒布速度方面，均按5km/h。

第三，洒布顺序方面，按照“两侧—中间”完成，尽可能减少重叠，若必须重叠，则宽度不得超过10cm。

第四，喷洒之前，需均匀拌和乳化沥青材料，这样形成的沥青膜厚度才能一致。随后检查洒布车的各个部位，如喷嘴等，保证喷洒质量。此外，还要控制好喷嘴和面层之间的距离，一般控制在20~30cm。调试阶段，要在洒布车下方垫上土工布（宽度大于洒布宽度），待设备调试完之后，需及时收回粘黏乳化沥青的土工布，避免对环境造成污染。

第五，若局部位置洒布不到位，可通过人工方式进行补洒处理。

第六，将50m长无纺布放在横向接缝位置，其宽度与洒布宽度相同。等到洒布车由此经过后，收回无纺布，避免环境被污染。

第七，待完成上述作业后，需及时进行交通封闭，严禁车辆通行。

第八，乳化沥青破乳之后，便可摊铺沥青面层。

第九，通过对比两种乳化沥青洒布外观的观测，发现TLT改性乳化沥青、PCR改性乳化沥青两种材料全部破乳的时间分别为20min、3h，且TLT改性乳化沥青在破乳之后，其表面构造深度未见明显变化。

四、性能检测分析

完成上述施工作业后，为了确定不同乳化沥青的施工情况，需通过试验检测的方法，对TLT改性乳化沥青、PCR改性乳化沥青的施工效果进行测试，本文重点对两种改性乳化沥青材料的黏结强度进行了分析与评价。具体如下：

1、试验仪器

在黏结强度试验检测中，需要用到的试验仪器为拉拔仪，按照本工程实际情况，选取10mm/min为黏结强度的拉伸速率。除此之外，还要根据设计、试验要求合理选择拉头尺寸，拉头φ为20\50\100mm。

2、试验流程

在试验中，选取同一批试件进行试验，选取的试件数量应在5个以上，若在现场进行平行试验，则选取的试件数量需控制在3个以上。针对单个试件而言，需将其试验结果控制在合理范围内，不得超过允许偏差值，即相比平均值，其允许偏差不得大于其20%。试验计算公式如下：

其中，拉拔强度由P表示，单位为MPa；试验拉拔力由F表示，单位为N；拉头地面面积由S表示，单位为m㎡。

3、抗剪强度

本文采用室内模拟法作两种不同改性乳化沥青材料和桥面黏结抗剪强度的检测与分析。采用HS-SSD型沥青混合料动静抗剪强度试验仪设备，在试验过程中，要求将60℃设为环境箱温度，油缸应给予试件一个垂直的预压力。在恒温试验箱当中，试件被水平推剪，随后进行数据的自动化采集，并对剪切力、水平推挤变形数据进行详细、准确地记录。在试验中，采用φ101.6x127mm的试件进行测试。

4、分析试验数据

通过上述试验，可获取相应的试验结果，要求做好试验数据分析。第一，结合施工现场温度情况，合理确定拉拔试验黏结强度的技术标准。在本次试验当中，需在15~35℃之间控制拉拔试验的检测气温，从而得出0.3MPa及其以上为此次拉拔试验黏结强度的技术标准。第二，表2为两种不同改性乳化沥青材料黏结强度试验数据情况，由此可见，TLT改性乳化沥青的黏结强度更高。第三，表3为两种不同改性乳化沥青材料抗剪强度试验数据情况，由此可得，TLT改性乳化沥青的抗剪强度更高。第四，本文除了对比分析两种不同改性乳化沥青材料的黏结强度和抗剪强度以外，还对其经济成本进行了对比分析，如表4所示。

表2  不同改性乳化沥青黏结强度检测结果

表3  两种不同改性乳化沥青抗剪强度检测结果

表4  两种不同改性乳化沥青成本对比

在实际应用当中，PCR改性乳化沥青并不能单独使用，因此，在铺筑时可采用“PCR改性乳化沥青+橡胶沥青同步碎石封层”的施工方案，在成本计算时，同样要对两种材料进行共同计算与分析，经表4可见，在成本方面，TLT改性乳化沥青仅为5.3元/㎡，而PCR改性乳化沥青与橡胶沥青同步碎石封层的共同费用为14.9元/㎡，相比之下，TLT改性乳化沥青成本更低。最终决定采用TLT改性乳化沥青材料，该材料的应用，不仅具有良好使用性能，还可提高施工效率，提升路面的耐久性，延长工程使用寿命。

五、结束语

综上所述，依托工程案例，本文对两种不同改性化沥青材料在桥面防水黏结层施工中的应用效果进行了对比分析，其中改性乳化沥青的抗剪强度、黏结强度较高，且具有良好的经济性，为此，在桥面施工中最终决定采用TLT改性乳化沥青造行防水结层施工，以期改善桥面使用性能，提高桥面的耐久性。

参考文献：

[1]郭婷婷;江凯;冯雯雯;周文;陈香.不黏轮乳化沥青的制备及其作用机理研究[J]. 中外公路,2021(01)

[2]赵阳;周启伟;王庆珍;王民;刘玉恒.非黏轮改性硬质乳化沥青性能评价[J]. 重庆交通大学学报(自然科学版),2017(07)

[3]何锐;武书华;管勤;曹进;陈华鑫.沥青路面层间粘结性能影响因素试验研究[J]. 中外公路,2015(04)

[4]王文峰;郭良倩;于迪尔;牛晓伟;朱雷;刘昌财;陈刚.不粘轮乳化沥青在桥面防水层中的应用研究[J].石油沥青,2015(03)

[5]孙强;胡腾飞;王光勇.沥青路面层间粘结性能试验研究[J]. 石油沥青,2015(03)

[6]高继明1;王库2.不黏轮改性乳化沥青桥面防水黏结层施工技术研究[J].公路. 2023,68(04)