1、水 泥 混 凝 土 桥 面 喷 砂 抛 丸 及 纤 维 增 强 防 水 粘 结 层 施 工 工 法湖南路桥建设集团公司田槐湘 成岗1、前言目前我国公路桥梁建设已进入了一个历史新高。在步入世界桥梁大国之列的同时，与之不相称的是，我国桥面铺装往往都未能达到使用年限，就已经提前破坏。这一直是公路桥梁设计与建设者的心头之痛。究其原因，主要是桥梁易受雨水的侵蚀。雨水对桥梁的腐蚀作用表现为在车辆荷载的反复作用下，雨水逐渐渗透穿过沥青面层达到混凝土梁体表面，引发混凝土内碱环境的破坏、钙质的流失，造成沥青面层与梁体脱层破坏；久而久之，混凝土溶蚀、钢筋生锈、强度降低，最终导致桥梁的使用寿命的降低。造成上述病害的
2、原因之一是因为在桥面铺装沥青混凝土之前对桥面的浮浆层和附着物没有进行彻底的处理和足够的粗糙度，来确保防水粘结层和桥面砼的粘结强度。尤其在北方地区，冬季气温在 0以下时，有时需要在桥面撒盐用来融雪，含盐的雪水和冻融对混凝土表面的破坏作用尤甚，会加剧钢筋的腐蚀速度，这种情况下桥面防水粘结层的作用尤为重要。怎样在不大幅增加造价的前提下，能够快速、简便地达到目的，成了摆在面前的难题。为了解决这个问题，建设者想出了不少方法，如人工凿毛、机械凿毛、拉毛、机械 铣刨等， 这些技术还存在一些缺陷，还不能完全满足防水粘结层的施工要求。混凝土桥面喷砂抛丸和柔性铺装结构设置完整的防水粘结系统，可提高桥面铺装层的质量
3、和耐久性。喷砂抛丸可使桥面板表面形成均匀粗糙的表面，提高防水层和混凝土基层的粘结强度，能高效、安全、环保、可靠地实现混凝土桥面处理技术，也能够充分暴露混凝土的裂纹等病害，通过采用增加 SBS 改性乳化沥青粘层和 SBS 改性沥青防水粘结层的施工技术，可以解决因层间粘结不良引起的桥面铺装层早期损坏问题和因桥面渗水而引起的局部损坏问题以及桥梁的结构破坏等问题。通过常吉高速公路桥面、炎汝高速公路桥面混凝土采用抛丸与增加 SBS 改性乳化沥青粘层和 SBS 改性沥青防水粘结层的施工实践，在不断总结成功经验、优化施工工艺的基础上形成了本工法。2、工法特点2.1 喷砂抛丸工艺是一种全新的构造物表面清理打毛
4、的方法，其可将构造物表层清除干净、粗糙均匀，而不破坏原有构造的独特特性。主要工艺特点：2.1.1 抛丸处理后的表面粗糙均匀，不会破坏原基面结构和平整度。2.1.2 可实现 100%“创 面” 清理，完全去除浮 浆、油污和起砂等，消除局部凸起面。2.1.3 可使混凝土露骨，但同时不会造成骨料的松动和微裂纹，不会造成骨碴。2.1.4 能够提前暴露混凝土缺陷，对桥面混凝土存在的收缩裂纹等缺陷，可 以 及 时 采 取 修补 措施。 2.1.5 一次性施工，可将废渣自动回收，不需要清理，没有环境污染。2.1.6 同时达到宏观纹理和微观纹理要求，可适合各种防水涂装、铺装工艺。2.2 SBS 改性乳化沥青粘
5、层+SBS 改性沥青防水粘结层具有以下比较突出的优点： 2.2.1 SBS 改性乳化沥青粘层+SBS 改性沥青防水粘结层可提高桥面层的表面附着力，并具有强渗透力，渗透效果好。2.2.2 可有效提高和沥青混合料的粘结效果，提高桥面铺装层的整体稳定性，提高抗车辙能力，使沥青混合料铺装层具有良好的高温稳定性和低温抗裂性能。 2.2.3 防水粘结层具有良好的抗老化性能，不因受高温、辗压、低温、霜冻等作用而降低粘结能力、抗剪能力和防水能力。 2.2.4 施工工艺简单，使用 沥青洒布车和同步碎石封层车即可施工，不需要添置其他的设备。3、 适用范围本工法主要适用于桥面混凝土板表面处理和桥面防水层结构，也可用
6、于改善隧道防滑、高速公路服务区加铺处理、白加黑路面改造和机场维护等其他水泥混凝土板面层，加铺沥青混合料施工前对混凝土板的处理；另外也可用于钢桥面的除锈和抛毛。 4、 工艺原理4.1 桥面混凝土抛丸工艺原理 喷砂抛丸技术是采取移动式喷砂抛丸设备，通过机械方式以一定的角度把丸料( 钢丸或钢砂)以高速度冲击到工作表面，利用丸料的冲击力清除桥面的浮浆层和附着物；然后通过机器内部配套吸尘器的负压作用，将丸料和清理下来的杂质分别进行回收,丸料在机器内部再次循环利用，收集灰尘和杂质进入专用的贮尘斗后清理的技术，整个施工过程保持无尘、无污染。 4.2 SBS 改性乳化沥青粘层+SBS 改性沥青防水粘结层工艺原
7、理 纤维增强型防水粘结层通过在聚合物氯丁橡胶改性乳化沥青基桥面粘结防水粘结层中加入纤维，与防水层施工时同步切割混合喷涂，使得在防水层中间形成一层胎基，以增强聚合物改性乳化沥青防水粘结层的粘结力和内摩擦角，从而提高水泥混凝土与沥青混凝土板块层间粘结强度。 采用三层喷涂工艺，在第二层喷洒防水层时采用同步切割施工工艺将增强纤维材料混合喷涂并附着于砼面板上，大幅度提高了防水涂层的抗硌破、抗裂和抗拉能力，使得混合料的整体抗剪强度明显增强，并完善了整体的防水效果，有效解决了聚合物改性沥青防水层抗硌破的难题，能够抵抗桥面微裂纹的扩展，有效的增强桥面层的使用寿命。 5、 工艺流程及操作要点5.1 桥面喷砂抛丸
8、与 SBS 改性乳化沥青粘 层+SBS 改性沥青防水粘结层施工工艺流程 桥面喷砂抛丸与 SBS 改性乳化沥青粘层+SBS 改性沥青防水粘结层施工工艺流程见图 1。 施 工 准 备桥面清理、除尘裂 纹 处 理抛 丸 施 工除 尘抛 丸 试 验数 据 采 集粘 层 洒 布边角抛丸修补防水粘结层撒布验 收图 1 施工工艺流程图5.2 桥面喷砂抛丸操作要点 5.2.1 施工准备 （1） 其他施工作业全部完成后， 喷砂设备进场，转移施工区域内小型机具和剩余材料，清除施工区域内遗留的杂物，保持桥面无杂物和其他设备、辅料堆放，并对桥面上外露的钢筋头进行割除，对凸起的混凝土包块予以凿除或采取打磨，保持桥面整体
9、平顺。 （2） 桥面混凝土平整度要满足要求，路面无空鼓、无油污、无化学污染并且干燥，以保证喷砂设备能正常行走；对 部 分 凹 凸 比 较 严 重 ，造成喷砂机无法通过的地方，应尽早进行及时的处理。（3） 清理桥面砂粒、杂物，有油 污位置进行特别处理，对较厚的浮浆和部分凸起，应先将浮浆、凸起部位进行凿除，再进行清扫。（4） 桥面混凝土必须在室外暴露至少 28 天以上,并 且 经 验 收 合 格 后 方可 进 行 喷 砂 作 业 。（5） 环境条件：环境温度 540 ，空 气 相 对 湿 度 应 小 于 或 等 于 80%，且桥 面 需 保 持 干燥状态，遇下雨、结露等气候时，严禁进行桥面抛丸作业
10、。 5.2.2 进行技术交底。现场施工前由工地主管现场召开班组会议，分配所有工地人员具体工作、布置当天施工任务及施工技术要点，由现场技术员告知工人工地当天施工安全注意事项，文明施工注意事项等。5.2.3 在喷砂机起步阶段时，操作手先打开行走开关，让喷砂机处于行走状态，再打开放砂阀门，以防止在起步位置喷砂时形成凹坑。 5.2.4 根据桥面打磨的厚度和粗糙度的需要选择钢丸大小，以达到路面清洁度及粗糙度标准。5.2.5 自动喷砂机行程控制。一般是沿着桥面纵向往复进行，由于吸尘机的功率是恒定的，厂商根据吸尘效果配置了吸尘软管最大有效长度，一般不超过 35m。另外远距离地来回操作设备，很难控制行走路线顺
11、直，容易产生重叠喷砂区或出现漏喷区，影响质量和效率。5.2.7 喷砂机行走速度要调节适当，以保证在条件允许的工期内达到粗糙度和清洁度要求。采用多台抛丸机并行直线连续抛丸的方式，根据施工工艺试验确定工艺参数（如磨料的配比、机器的行走速度等）进行抛丸处理施工；喷砂机喷砂过程中，保持匀速的速度行走，而喷砂机的行走速度与混凝土的表面硬度有着直接的关系，具体行走速度根据现场的试验结果而定，一般控制在 712m/min， 喷砂后的界面能符合要求。 5.2.8 边角位置采用角磨机做打磨处理，确保清除喷砂机不能到达位置的浮浆，角磨机安装 4 寸磨具，磨具（如钢丝刷、磨盘）的选择可根据混凝土基面来决定，混凝土基
12、面质地越硬，所选择的打磨磨具要求硬度也越高。打磨的速度一方面根据基面的好坏来决定，另一方面也取决于磨具打磨效果，对边角和凹坑的侵入度较好，在处理边角时要求没有死角位置，从而达到对边角的灰尘处理比较干净、彻底。 5.2.9 喷砂完一个工作段后由清理人员及时的用吸砂设备回收散落在喷砂面上的钢丸，放进喷砂机的料斗中重复使用，并用吹风机将已经喷砂的表面的灰尘清理干净。使用吸砂设备时应纵向横向交叉多次回收，避免遗漏，尽量回收干净。吹 风时，如果条件允许时，应尽量采取顺风工作，以避免吹风时扬起的灰尘对工人的健康造成危害，同时提高工作效率。 5.2.10 喷砂抛丸清理施工(1)抛丸 设备 两次施工行车道之间
13、需要搭接 35cm，根据工程的具体特点和施工需要，合理调节设备，使搭接的部分与整体抛丸处理后的效果一致，无明显结痕，保证抛丸处理后的表面平整度，以防出现高低差等缺陷。(2)处理去除深度及二次处理：根据待处理表面不同区域的不同状况及浮浆层的厚度，确定抛丸处理的深度，一般将处理去除深度控制在13mm 内； (3)废料 处理。在吸尘器中积满废料后，将废料倒入蛇皮袋中，在桥面上设置一个区域集中堆放。待废料较多时，利用吊车将废料吊放至自卸车上，运输至指定地点掩埋。处理彻底的桥面混凝土板见图 25.3 纤维增强防水粘结层操作要点 5.3.1 水泥混凝土桥面防水粘结层设计标准采用纤维增强聚合物改性沥青防水粘
14、结层，如图 3 所示。聚合物氯丁橡胶改性沥青防水粘结层为棕褐色或黑褐色液体，经搅拌后无凝胶、结块，呈均匀状态。5.3.2 桥面防水层应覆盖整个混凝土桥面，桥面防水层施工必须采用机械喷涂方式，防水涂膜厚度约在 1.01.2mm。5.3.3 防水层应具有良好的耐久性，至少应有不低于桥面沥青铺装层使用年限的寿命，并能适应该桥动荷载抗压、抗拉的特点,具有良好的防水性能和粘结性。 5.3.4 在环境条件 080范围内，仍能满足以上要求，同时，在经受沥青混凝土层摊铺温度 160以上时，不影响其老化，确保其长期耐久使用性能防水涂层与其上沥青混凝土铺装层应有相融性，二者之间的粘结力不低于沥青混凝土铺装层与混凝
15、土桥面板之间的粘结力，且能有效地避免车辆制动产生的冲击和引起的铺装开裂。 5.3.5 防水粘结层由纤维增强防水材料组成，防水涂层对混凝土桥面板亦应具有良好的粘结性，以保证沥青铺装层粘结力的需要，并在粗糙桥面板上具有良好的密贴性，防水层粘结后不得夹有空气层或空鼓现象。 5.4 喷洒纤维增强防水粘结层施工5.4.1 桥面防水涂料施工必须采用专业的防水涂料喷涂设备，要求雾化程度高，喷涂面须均匀，流量可以调节。 5.4.2 防水层采取三遍喷涂，其中第二层为纤维增强层喷涂，其余二层为单独涂料喷涂，这样能够很好地保证防水涂膜均匀、平整、无夹层现象。 5.4.3 底涂（第一遍）。桥面清理干净后喷涂第一遍涂料
16、，以保证涂料能渗入混凝土基面毛细孔，使其具有足够大强度的粘结力。 5.4.4 喷涂第二遍涂料。待底涂实干（约 4 小时）后，才能喷涂第二遍涂料，以防止起鼓。喷涂必须均匀，在 桥面不能有涂料堆积现象，也不能漏喷。机械喷涂时需要人工配合，喷涂时用特制喷涂设备，同时把纤维均匀的喷射在喷枪的出料口，使得纤维和涂料均匀混合在一起，用量大约为 200g/m2。 5.4.5 第二涂实干（约 4 小时）后进行面涂（第三遍）。最后一次喷涂时，仔细检查有无参差或漏喷处并同时进行修补。最后确保整个基面无漏喷、起鼓处，防水涂膜厚度约在 1.01.2mm。5.4.6 施工注意事项 (1)作业 的环 境条件：温度 540
17、 、相 对湿度90%，阴雨天应停止作业。 (2)抛丸作 业 前，混凝土表面严重的油污和尘土等附着物用清洗剂及工具清除。 (3)经过 抛丸 处理的混凝土表面应无油污、杂物、浮浆层，骨料露出40 以 上 ，同 时 表 面的粗糙度指 标达到 50150m 。 (4)抛丸 处理后的混凝土表面不宜外露时间过长，应使其后续工序与抛丸施工实行衔接。(5)抛丸 处理后的混凝土表面要做好保护，防止二次污染。 (6)后续 施工 应在抛丸处理后尽快进行，以免处理后的表面被再次污染。 (7)喷涂施工时要注意防止污染，防撞栏处要有挡板遮挡。防水涂膜必须涂刷防撞墙与桥面接触里面处向上 5cm，以保证因桥面板与防撞墙两次浇注而形成接缝渗漏。 (8)喷涂 时要安排技 术熟练的工人，发现桥面防水涂膜不均匀处或破坏处要及时修补。6、 材料与设备
