AMP-100二阶反应型防水涂料应用
随着高等道路在我国大规模兴建,桥梁建设技术取得了突飞猛进的发展,造型优美而结构新颖的大中型桥梁在我国各地不断涌现.沥青混合料柔性桥面铺装因其具有水泥混凝土桥面所无法比拟的优点而在桥梁工程中得到了广泛应用.如果说桥梁结构是桥梁的 “ 形体 ’, 那么桥面铺装可谓是桥梁的“脸面”了.然而,现实情况是桥梁技术发展的不平衡导致了桥梁建设中的“重形体,轻脸面的局面,至今尚无专门的而且行之有效的桥面铺装设计与施工规范.由于交通量及轴载的增大以及气候因素的影响,沥青路面桥面铺装层普遍出现了严重的早期病害,严重影响了桥梁的服务品质,造成了巨大经济损失.对于一些重点工程或有重大影响的桥梁,其桥面早期损坏甚至影响了业主乃至的形象.因而,桥面铺装问题近年来在我国受到了各方面的普遍重视.本文在分析桥面铺装的受力特点及损坏成因的基础上,提出了桥面铺装层材料与设计系统.
1 沥青混凝土桥面铺装层损坏类型
常见 的损坏类型 有 如下 几种 :
变形类 即车辙 、 推挤 、 拥包 、 波浪和沉陷 .
开裂类 即横缝 、 纵缝 、 网裂 、 推移裂缝 .
松散类 即坑槽 、 松散和 剥落 .
以上**类损坏在沥青路面上也常有发生,但是其程度却要轻得多,其原因在于材料在路面中和桥面上的受力特点区别较大.
2 受力特点及损坏成因分析
2.1 不论是钢桥还是水泥混凝土桥,沥青混合料铺装层同桥梁结构在材料性能上差异较大, 即一柔一刚,因此会导 致在外力作用下应力与变形的不连续.在刚度大得多的桥梁结构上, 柔性铺装层必须具有足够的强度和稳定性,尤其是抗剪强度更为关键。此外,桥梁挠度大,震动剧烈,温度应力显著,有时还存在负弯矩,这些外力条件都比材料在面中所经受的要严苛. 这就要求铺面材料必须更柔韧耐久.
2.2桥面铺装层同路面结构层在受力特征方面有明显的差异 , 因而对材料及结构设计有 更高的要求。而习惯上通常把铺装层当作普通路面结构来设计与施工 ,并没有根据其受力特点进行专门的设计与处理 , 造成设计不合理 , 从而诱发各种早期损坏 .
2.3桥面铺装层同路面结构层在受力特征方面有明显的差异 ,因而对材料及结构设计有 更高的要求。而习惯上通常把铺装层当作普通路面结构来设计与施工 ,并没有根据其受力特点进行专门的设计与处理,造成设计不合理,从而诱发各种早期损坏 .
2.4桥面结构因形同“空中楼阁 ”而完全暴露于空气中,直接受气候条件的影响,因而 同 路面中材料相比,铺装层材料夏季温度更高,冬季温度更低,即相同的气候条件对铺面材料的影响更为苛刻.所以,这就对材料的温度敏感性提出了更高的要求,即高温不软化,低温不脆硬,而这一相互矛盾的要求,普通沥青往往难当此任.
2.5水是沥青铺装层损坏的主要诱因之一,由于沥青的粘附性差,空隙率过大或铺装层开裂 导致水分渗人而产生损坏,如松散,坑槽等,使铺装层失去强度和防水能力。如果桥梁及铺装层排水系统设计不当,渗人的水分无法及时排出,整个铺装层就象置于一个大型水浴之中, 加剧了铺装层的损坏.如果防水层被破坏.渗水将直接腐蚀桥体,从而危及桥梁的安全.因此完善的桥面铺装系统及防水铺装层是确保铺面服务性能的关键措施 .
2.6车辆**载现象比较**,有的车辆轴载高达20 ~ 30吨,而路面设计标准轴载为10吨.力学分析和实际情况都证明**重车是铺面材料的主要原因,它比对沥青路面材料的破坏更大 , 这是由于铺装结构层的受力特点所决定的.因此一般来说,一方面应严格限制大型**重车上桥,另一方面要提高铺装层材料等级与设计标准.
综上所述,桥面铺装层材料的受力条件比普通路面材料严苛得多,因而对材料有更高的要求. 造成桥面早期破坏的原因是多方面的、综合的,涉及到设计、施工、材料、气候及交通条件的诸多方面.针对桥面铺装层的特点,除了应建立专门的有别于普通路面结构的设计与施工规程外,尤其要注意铺面材料、粘结层及防水层材料的选择与设计,所用的材料必须同时具有很高的高温抗变形能力,低温抗开裂能力,又要抗疲劳、抗老化、抗水损坏,并保持与桥面很好的粘结性及变形适应性.上述苛刻要求,普通沥青及普通沥青混合料是很难胜任的.然而, 令人鼓舞的是近期的研究表明,SBS改性沥青及AMP-100二阶反应型桥面防水涂料因其工程性能*的改善而显示出了在桥面铺装方面很好的应用前景.
AMP-100改性沥青*地改善沥青的路用性能 , 即高温、常温、低温、水稳定性和抗老化性能。其**的弹性与韧性使得这种材料尤其适宜于桥面铺装层.改性沥青在我国研究与应用 的历史虽然不长,但AMP-100二阶反应型桥面防水涂料被普遍认为适于中国道路的交通与气候条件.AMP-100改性沥青的优良性能归功于AMP-100在沥青介质中所发生的一系列物理变化。当几个苯乙烯( )S 分子靠范德华力吸引在一起时,便形成聚苯乙烯“节点”,“节点”之间由类似弹簧的聚丁 二烯 ( )B“链’联接而形成三维网状结构.这种刚性“节点”与柔性“链”使得改性沥青具有了刚柔并济的特性.在沥青加人AMP-100改性剂,**的特点是沥青的粘度增加.因此, 为了达到同普通沥青相同的操作和易性,须将相应的操作温度较普通沥青提高20 ℃左右, 即泵送温度**130℃,拌和温度165一185℃ ,摊铺与压实温度尽可能高些,并切忌将改性沥青加热到190℃以上,以防止S B S焦化而影响改性沥青的品质.试验表明,当 AMP-100含量为4 % 以上时,改性沥青的抗车辙能力提高10倍以上,抗疲劳寿命延长3一5倍,抗开裂、老化、水损害及愈合能力也都有明显改善,详见有关资料。
AMP-100粘结层与防水层S B S改性沥青具有很高的粘韧性及防水效果,因此,在桥面上喷洒S B S改性沥青膜和AMP-100可以既作粘结层又作防水层.室内模拟抗剪试验表明,当改性沥青喷洒量低于0 . 6 k g / m Z 时,难以形成粘结层而表现为抗剪强度随喷洒量的增加而提高较慢;当喷洒量为.0 6 一 1 . 6k g / m Z范围内时,抗剪强度随沥青用量的增大而显著提高,说明此时已形成厚度合理的粘膜;喷洒量如再提高,则抗剪强度增加缓慢甚至降低,说明沥青膜过厚,起润滑层作用.以上试验中抗剪强度随改性沥青喷洒量而变化的“三部曲”规律,对于工程实 际有十分珍贵的参考价值.结合桥梁结构形式、交通与气候条件、铺装层的设计以及国内外成功的工程实例,建议粘层防水层改性沥青的用量为1.0一1.6kg/m Z ,AMP-100含量为5一6 %, 60℃粘度应**4OOPa.s,弹性恢复**80% .为有利于同桥面板的粘结,在喷洒粘层防水层 之前必须对桥面板进行彻底清扫,清除松动的材料,并均匀喷洒少量乳化沥青或稀释沥青, 严格控制用量不大于o.3kg/m2.由于SBS改性沥青粘度很高,所以必须高温喷洒,建议喷洒温度 180一185℃.在喷洒完的表面,建议铺撤一层瓜米石( 0.5一0.8cm粒径)以保护其防水功能不被铺装层石料或施工机械损坏.但是AMP-100二阶反应型属于冷施工材料,所以更多的客户更能接受AMP-100这种材料施工。
4 4 排水设计桥面排水是一系统工程,排水系统不仅要纵向或横向及时排走铺装层表面的水, 更要设置密水铺装层和防水层防止水份进人铺装层和桥梁结构,同时还要特别注意排走进人铺装层内的水,只有这样层层设防,才能确保桥梁结构免受水害,延长其使用寿命.而大量调 查发现,渗人铺装层内的水无法排走是加剧桥面及桥梁结构水损害的主要原因.因此,在进行桥面铺装设计时,必须在横向或纵向设置铺装层内部排水设施。
结语SMA
5 1桥面铺装层的受力比普通路面层的受力更为复杂,对温度与荷载更为敏感,因此,对材料的高温、低温、抗疲劳、粘韧性等方面有更严格的要求,传统的桥面铺装设计没有考虑上述差异,巫待修正
5 2 BSS改性沥青及AMP-100二阶反应型能全面改善沥青及沥青混合料的路用性能.AMP-100建议为桥面防水铺装层的材料. .
5 3 粘结层与防水层在桥面铺装中起着“承上启下’的作用,是影响铺装层质量的另 一关 键因素,而 AMP-100二阶反应型防水粘结剂可以起到粘层与防水层的双重作用,值得推广.
5 4 完善的排水系统设计及精心的施工,也是确保铺装层使用寿命的关键因素.
AMP-100二阶反应型桥面相比其他材料的优点
1、粘结性能优良
在正常使用情况下,AMP-100二阶反应型防水粘结材料固化后与水泥混凝土桥面板、与沥青混凝土铺装层之间的粘结力和剪切力均可达1.0MPa以上,完全可以抵抗一般情况下(没有弯道、没有长下坡路段)车辆荷载对铺装层间产生的剪应力(一般剪应力为0.4MPa左右),同时,亦能满足长下坡、弯道地区的粘结力要求(一般剪应力为1.0MPa)。故二阶反应型防水粘结材料能满足任何桥面铺装关于粘结的要求。
一、产品概述
反应型防水粘结剂属环保型**防水粘结材料,是将弹性体、优质沥青与反应型树脂及助剂经特殊工艺溶解于特定的溶剂中而形成的一种单组分溶剂型防水粘接涂料,特点是除具有优异的防水性能外,还可有效地处理砼与沥青砼等之间的层间粘接问题,在外力荷载水平推动作用下(尤其是气温较高的状况),路面不易出现推移、脱落、变形等病害。适用于水泥混凝土桥面、隧道路面或其他复合式路面铺装的层间防水和粘接,尤其适合路面有坡度(横坡、纵坡)及桥面铺装层小于7cm的防水和粘接。
二、产品工作机理
当粘度较低的GF反应型防水粘结剂喷涂到处理后的水泥混凝土桥面上时,能*渗透到水泥混凝土表层2-5mm深度范围的微孔中并完成固化,形成了水泥混凝土相互贯穿的致密结构,从而实现了粘接剂与水泥混凝土之间的有效粘接并同时起到了良好的防水作用;由于主体材料属高分子热塑性材料,与同为高分子材料的道路沥青有着良好的相似相容性,当施工沥青混凝土时,在热拌沥青混合料的热作用和碾压作用下,反应型防水粘结剂GF部分熔化与热拌混合料融为一体。在一定温度条件下,粘结剂发生固化反应,随着温度逐渐降低,GF反应型防水粘结剂与沥青混凝土一道发生了*二次固化,从而实现了GF反应型防水粘结剂与沥青铺装层之间的有效粘接。
三、产品特点
反应型防水粘结剂防水效果显著。粘度低,渗透性强;可有效渗入水泥混凝土或钢板形成致密的防水层,能有效保护桥梁结构。
GF反应型防水粘结剂界面粘接强度高。涂膜强度高,不仅与水泥砼或钢板的附着力强,同时与上面铺装沥青砼之后的组合结构的抗剪性能、粘接性能。与传统防水材料(如防水卷材、水溶性防水涂料、反应性防水材料等)相比,粘接强度明显提高,而且铺装沥青混凝土之后的组合结构的抗剪性能及粘接性能优良。
GF反应型防水粘结剂涂膜柔性好,对基层收缩和变形开裂具有较强的适应性;
GF反应型防水粘结剂施工简便,常温、单组分施工。
GF反应型防水粘结剂无毒环保,对环境友好。
四、基层处理
对于水泥混凝土基面:
首先应对混凝土基面的灰尘及杂物进行清扫,对于有油污的地方应用**类溶剂进行个别的清理。
路面清扫后即采用打砂机进行喷砂处理,目的是将混凝土基面的浮浆及部分附着不牢固的杂物清除,同时使路面清洁度及粗糙度满足要求。
用吹风机将经过打砂处理的混凝土基面吹扫洁净及干燥,并对清理好后的混凝土基面做好保护措施,避免二次污染。
处理后的混凝土基面应坚实、洁净并干燥,基层表面应无浮层、油污。
对于钢桥桥面板:
钢桥桥面板表面预处理采用抛丸方式对钢板除锈。
1、首先检查钢桥面板的外观,确保表面无焊瘤、飞溅物、、飞边和毛刺等瑕疵,否则必须通过打磨加以清除,锋利的边角必须处理到半径2mm 以上的圆角;用清洁剂或溶剂清洗钢桥面板表面的油、油脂、盐分及其它脏物并用高压清水清洁,直至无油污、尘垢为止。
2、清扫干净后的桥面即可进行喷砂处理。处理后达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》标准Sa2.5 的要求,粗糙度达到50~100?m。
反应型防水粘结剂用于沥青层间的基面处理
1、将沥青混凝土层上的杂物及浮尘清除干净,如有泥土时可采用水车冲洗。对于桥涵通道面上的浮浆、灰浆用钢丝刷刷净,并用吹风机将浮尘吹净。
2. 沥青混凝土表面必须无杂物、粉尘、浮浆等,且表面应完全干燥。
五、施工工艺
1、GF反应型防水粘结剂在各基层的用量:
1.1水泥混凝土表面或钢桥表面:0.3kg-0.5kg/m2
1.2密级配沥青混凝土面层:0.2kg-0.5kg/m2
1.3开级配或断级配沥青混凝土面层:0.3kg-0.7kg/m2
注:具体用量需根据基面表面状况确定。
2、产品施工:
本品为单组分粘度较低的液态物质,施工时将其倒入适当大小的容器中,轻微搅拌3~5分钟,两遍刷涂或喷涂。施工方式分为以下两类:
① 人工涂布:由操作人员用滚筒将其均匀涂布于水泥混凝土表面或喷砂除锈后的钢板上。
② 机器喷涂(无空气喷涂机):由操作人员手持喷枪,将喷枪后部的弯管插入原料桶中,直接从原料桶中吸取粘接剂,喷枪口喷出雾状的粘接剂,均匀覆盖在桥面。在**遍喷涂1小时之后进行*二遍喷涂。待GF涂膜完全干燥后,即可进行沥青混合料的摊铺。
六、施工注意事项
本产品施工时,需要对基面进行处理。基面表层干燥、干净,表面不得有松散浮浆、掉皮、空鼓及严重开裂现象,对于油污需用溶剂清除。
本产品施工时的气温必须**5℃,阴雨天气或基层潮湿时不能施工。
本产品施工过程中禁止吸烟和其他明火。
预防皮肤和眼睛触及本品,可采用工作服、手套、护目镜、面罩等防护工具。
如果皮肤不慎接触到本产品,应用温水及肥皂水或适当的工业清洁剂彻底清洗。如果眼睛受到污染,用淡水冲洗并就医**。
七、包装及储存
采用50kg塑料桶或200kg铁桶包装。
储存于阴凉处,避免阳光暴晒;注意防火、防爆、防静电,搬运时轻装轻放;灭火方法 用二氧化碳或干粉灭火器扑灭;储存期2年。